大数跨境

直径16米承重7000吨的金属呼啦圈,凭什么被称为"国之重器"?

直径16米承重7000吨的金属呼啦圈,凭什么被称为"国之重器"? 52赫兹实验室
2021-03-28
0
导读:直径16米承重7000吨的金属呼啦圈,凭什么被称为"国之重器"?

序言

这是中国自主锻造的一个直径16米的金属呼啦圈。


直径16米的圆是什么概念呢?



如果每隔1.5米站一个人,里面装了150个人还绰绰有余。并且它可以支承着7000多吨的重量,这大概是35架波音747客机重量的物体。


有意思的是,它同时也是世界上最大的金属呼啦圈,并且也是咱们的国之重器。


那么问题来了:


这玩意是用在什么地方?


造一个大铁环很难嘛?


凭什么能被称为国之重器?


核电站知识

在说个呼啦圈之前,我们先来了解下核电站的一些知识。


现在使用最普遍的核电站为压水堆核电站,压水堆简单来说,就是使用高压力的水冷堆。


它的工作原理是这样的:

 

首先用铀制成的核燃料,在反应堆内进行核裂变并释放出大量热能,然后再在高压的循环冷却下,水把热能带出,在蒸汽产生器内生成蒸汽,最后使用高温高压的蒸汽推动汽轮机进而推动发电机旋转。


除了核反应堆,还有一系列与之相适应的配套设备辅助发电,例如主泵、稳压器、蒸汽发生器、汽轮发电机、安全壳、应急冷却系统等。


这其中有一个最关键的部件,就是直径达到15.6米的一个巨型的不锈钢的支承环。

 


简单来说这个是压力容器的密封圈,主要是用来密封核物料的。同时这个环本身它要支承着堆容器7000多吨的重量,对核电站建设来说很关键。


以往国外的做法都是把它做成6瓣或者8瓣分别制造,然后再组焊在一起。但是这样的做法,有个很大的问题就是,在焊缝位置就存在着安全隐患。


于是咱们的团队创新的使用一体化金属锻造技术,也就是整个构件没有一条焊缝。

 


这样做有两点好处,一个是提升安全性、可靠性。另外一个就是减少了复杂的焊接操作,这样可以大大降低制造成本。


那有杠精会说了,造一个大铁环很难嘛?


哎,确实很难!


我来给大家详细聊聊。


呼啦圈诞生过程

中国有句古话是这样说的,工欲善其事必先利其器。


那么对于这个巨大的呼啦圈来说呢:


首先就是材料方面。


目前压力容器大锻件所用材料都是低合金钢,并且这种钢对化学成分有着严格的要求。



比如碳元素,锰元素,镍元素还有其他各种元素,它们的占比要多少合适 ,这个就要进行不断的实验才可以。


其次配方弄好后,就可以开始冶炼了。


但是随着锻件尺寸及重量的增大,其锻件所需钢锭的重量也不断变大。钢锭就是我们将铁水浇铸到一个钢锭模里,冷却凝固之后就得到的。

 


那不就是多准备点铁水不就可以了嘛?


好像没什么高科技含量嘛!


其实不是这样的。


随着钢锭重量的增加,对多包合浇技术、反偏析补偿技术、夹杂物,气体元素及有害元素控制技术等提出了高的要求,从而加大了冶炼难度。


冶炼完成后,接下来就是要进行锻造工作。


锻造简单来说是通过对金属在高温下进行反复变形,这样可以使其获得更致密,更细小的组织,同时还可以提升材料的强度和韧性。

 


而这就对锻造成型控制、工装辅具设计及制造,硬件设施比如压机、操作机、行车等的极限能力均提出了新的挑战,锻造难度明显增加。


尤其是这次还采用了一体化技术,就更是难上加难了!


那么咱们的工程师是如何做的呢?


工程师们是采用58块优质的连铸坯作为构筑的基元,就像盖房子的砖一样先把它表面加工、打磨干净,然后像小孩叠积木一样一层一层地叠起来。


叠到差不多四层楼这么高,然后把它推到真空室里面进行电子束封焊,加热到1250摄氏度的高温,进行大的变形。

 


最后再进行多向锻造,使内部的组织更加的均匀,然后就是冲孔、扩孔还有轧环工序。等这些都完成后,就可以把它放到在一个超大型的轧环机上进行轧环成形。


最终就形成了这么大的呼啦圈了!


而这里面铸造还不是最难的,最难的是精加工过程!


巨型圆环意义

那么造出这个巨大的呼啦圈的意义是什么呢?


小鲸觉得呢,它的意义非常大!


可以说,这是一个国外不敢想,我们敢想,国外没有做过,我们先做了的一个事情。


中华民族从来就是勤劳聪明的。



一个聪明的民族,会从灾难和错误中学到的东西会比平时多得多。那些善于从磨难中总结教训、汲取智慧力量的民族,必将变得更加坚强。


最后呢,作为外行,咱真的很难用苍白的言语去描述感受到的震撼!


向创新者们致敬!



【声明】内容源于网络
0
0
52赫兹实验室
内容 1101
粉丝 0
52赫兹实验室
总阅读704
粉丝0
内容1.1k