核电用焊材国产化展望

我国核电焊接材料的基础
“七五”、“八五”期间针对秦山核电站国产 化需求，进行了600MW机组核电材料的研制 工作，“十五”期间进行了Inconel 690焊接材 料的研制工作。 开发出的焊接材料包括：A508-III钢、 20HR 配套的焊条、埋弧焊焊丝+焊剂，带极堆焊用 焊带+焊剂，不锈钢埋弧焊材料，阀门密封面 堆焊材料，Inconel 600焊条、焊丝、焊带+焊剂， Inconel 690焊条、焊丝、焊带+焊剂。 受制备条件的限制，当时的产品质量与进口实 物水平有一定的差距，只有部分成果变成产品 得到应用。
和国际一流产品的差距
总体差距
产品质量稳定性存在差距，批量之间、同批之 间存在质量不均匀性。 对制备技术研究不够，部分产品外观和物理性 能与一流产品存在差距。 部分产品焊接工艺性尚存在差距。 部分产品焊接工艺适用性，尤其是大规范焊接 的适应性不足。 部分产品、一些使用性能尚存在差距。 产品检测手段不完善，检测项目不足。
按照RCCM标准研制的核电焊接材料： 碳钢和低合金钢：RCCM卡片有10个品种，已 销售8个品种，2个药芯焊丝品种没开发； 不锈钢：RCCM卡片有11个品种，开发11个品 种，销售10个品种。 镍基合金：RCCM卡片有5个品种，已销售5个 品种。 按照ASME标准开发的焊接材料。 自主开发：20HR、16MnHR配套焊条、焊丝+ 焊剂。
核用焊接材料国产化
我国核电事业自主化快速发展呼唤高端焊接材料的国 产化。 装备制造业已经成为国民经济的支柱产业，需要焊接 材料行业快速进步，为其提供支撑。 2010年院士大会，胡锦涛总书记将促进我国制造业结 2010 构升级和战略调整，发展先进装备制造业列为国家八 项科技重点的第二位，并要求尽快取得突破性进展。 焊接做为先进制造工艺之一将迎来新的发展时期。焊 接材料也面临着大好形势。 希望在用户、设计、制造等多方面努力下，我国尽快 实现核级焊接材料自主保障，由焊接大国变成焊接强 国。
日本：从1996年一直都在发展核电，发展速度稳定，核电建造水 平不断提升，建造能力居前。 韩国和印度的核电发展历史相似，但建造技术差异较大。 韩国：首台机组1977年开工，注意引进消化和自主创新，现已能 自主设计和建造第三代核电机组。 印度：首台机组1964年开工，机组容量小，建造质量差，是全球 核事故的高发国家。 中国：起步晚，少量焊材国产化，面临怎样进行国产化的选择。
世界核电发展历程
新时期 萧条期
高速期
衰 落 期
原型期
世界核电发展历程
核电发展历程的启示
高速期 衰落期 萧条期 新时期 1966-1980 1981-1985 1986-2005 2006-2010 全球开工 365台 年平均值 24台/年 欧美五国 217台 百分比 59% 亚洲四国 39台 百分比 11% 九国比例 70% 58台 11台/年 18台 31% 17台 29% 60% 73台 4台/年 3台 4% 54台 74% 78% 45台 15台/年 1台 2% 35台 78% 80%
核电发展历程的启示
高速期 衰落期 萧条期 1966-1980 1981-1985 1986-2005 亚洲四国 日本 韩国 印度 中国 39台 29台 5台 5台 5 17台 10台 4台 2台 2 1台 54台 19台 11台 13台 13 11台 新时期 2006-2010 35台 2台 6台 27台
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和国际一流产品差距的原因
对焊接材料的国产化重视不够。部分主管和单 位认为可以用采购进口材料解决国内需求。 质量管理水平不均衡，产品质量稳定性不足。 骨干企业设备水平有所提升，但高档产品的制 备经验尚显不足。 研发多集中在生产企业，且大多数为按标准要 求仿制，缺乏整体投入和系统的研发。 产品开发多因定单引起，过于急功近利，基础 研发薄弱，基础数据储备不足。 研发以仿制为主，对合金作用的认识不深刻， 产品内控指标不完善或依据不足。
欧美五国：美国、法国、英国、德国、加拿大 亚洲四国：日本、中国、韩国，印度
核电发展历程的启示
近二十年来： 欧美主要国家在核电领域的发展重点是核 电机组的维护、新一代核电机组的设计。 欧美主要国家的核电焊接技术进步不大， 有限的新技术与新材料主要来源于核电机 组的更换和维修需要。如窄间隙TIG焊、 overlay修复技术、Inconel 690焊接材料更 新换代等。 欧美主要国家的焊接材料大多是二代机组 开发结果。
焊材国产化要做什么？ 焊材国产化要做什么？
加强基础研究，设计、制造、科研联手开发， 最终实现标准国产化，不应完全照搬ASME。 完善产品检测手段与检测项目，尽量使合乎标 准的产品无使用问题。加强对焊接工艺性能的检测，如送丝性、稳弧
性、飞溅、脱渣性颗粒强度等，建立数字化评价系统
加强制备技术研究，提高管理水平。 加强微量元素作用与控制技术研究，提高产品 质量。 加强焊接工艺研究，使产品好用、易用。 对有应用前景的技术进行核电适用性研究，确 定新技术与现有技术的差异及对使用性能的影 响。如改进型焊丝52MSS，热丝TIG摆动堆焊，激光复合热源焊接等。
焊材国产化要做什么？ 焊材国产化要做什么？
重点科技攻关
针对设计、制造关心的热点问题进行科技攻关， 给出科学的方案与依据。 核级焊接材料标准体系；适合中国核电发展需要的，符合国情的标
准体系建立。
烧结焊剂和熔炼焊剂； 带极电弧堆焊和带极电渣堆焊； 细丝埋弧焊和热丝TIG焊； 不镀铜焊丝制备技术； 大型焊接转子。
我国核电焊接材料的基础
“十一五”期间国内焊接材料制备水平得到大 幅提高，产品质量明显提高，国产核电焊接材 料得到一定的应用。 开发核电焊接材料30余种，应用到产品上有25 种，销售量1000余吨。 应用对象：秦山、岭澳、台山、三门、宁德、 福清、阳江、方家山、红沿河等核电站的二、 三级设备。
我国核电焊接材料的基础
核电用焊材 国产化展望
2010
世界核电发展历程
首座试验核电厂1951年开工，1954年建成、入网。 原型期：1950-1965年，以一代机组为代表； 高速期：1965-1980年，机组开工数量超过100台/5 年，以二代机组为代表，主要集中在欧美； 萧条期：1986-2005年。1979年的三里岛事件和1986 年的切尔诺贝利事件发生后，全世界开始反思核电 站的安全性，核电发展进入萧条期，机组开工数量 低于20台/5年； 新时期：2005年后，重新认识核电发展的意义，进 入一个新的快速发展的历史时期(第二春天)，开工 数量近50台/5年，二代+三代机组，集中在亚洲。截 止2009年底计划建造61台，其中2010年开工12台。
核电发展历程的启示
核电机组的建造和运行是核电焊接技术发展的 原动力。 新技术的应用原则是：技术成熟、质量稳定。 焊接材料选择的首要原则是成熟的制造经验。 国产化首先要借鉴其他国家已有的成果。 国产化还要借鉴其它领域的焊接成果；但要针 对核电机组的使用特点，通过数据加以验证和 确认。 国产化还要考虑本国的实际情况。
和国际一流产品的差距
产品种类方面
焊丝：自动送丝性能，不镀铜焊丝质量， 焊丝制备技术，微量元素控制； 焊条：焊接工艺性，压涂质量， 药皮原材料控制，性能稳定性； 焊带：外观质量，微量元素控制； 焊剂：焊接工艺性能，颗粒强度及颗粒分布。
和国际一流产品的差距
合金种类方面
碳钢和低合金钢：塑性、冲击韧性稳定性， 焊接工艺的适用范围； 不锈钢：铁素体含量控制， 腐蚀性能及影响因素； 镍基合金：焊接工艺性能， 热裂纹敏感性。