大国重器的“命门火衰”:重型燃气轮机的叶片之殇( 二 )


仍以叶片为例 。 即使分毫不差做足各种极致功课 , 叶片材料仍是有寿命期限的:重燃叶片 , 寿命在5万小时、3万小时不等 , 到期必须报废 。
怎么证明5万小时安全运行没问题?极限工况下、5万小时连续不断的材料试验必不可少 。 试想 , 一年8000多小时 , 5万小时要做将近6年 , “这还只是做一轮配方、一轮工艺所需时间” , 所以“一个人一辈子都做不了几个母合金” 。 它意味着巨量的投资、巨量的耗时和巨量的数据采集 , 而且每一步都必须亲历亲为 , 否则就“不知其所以然” 。
“尽早建立起我国完整的设计体系、试验验证体系 , 才是重燃自主化的关键所在” , 中国联合重型燃气轮机技术有限公司负责人如是说 。
三位一体:工匠的经验仍不可或缺
叶片精铸过程中 , “拉单晶”工艺很有画面感 。
上述技术负责人介绍 , 一般的铸造 , 是把金属液浇入模坑、自然冷却 , 出来的产品是多晶体 , 就会有晶界 。 而透平叶片单晶/定向铸造 , “是在底下选一个晶体 , 让它慢慢往上走;上面保持高温 , 还是液体;然后这个界面一点点往上冷却 , 所以凝固时间特别长” 。
顾春伟称之为“多物理场耦合” , 即制造流程中 , 每一环节涉及各种细节的工艺控制 , 这种控制又受到各种物理条件的影响 , 比如湿度、温度、速度等控制下的成型 , “每一步都是工匠、工艺、设备的‘三位一体’” 。
【大国重器的“命门火衰”:重型燃气轮机的叶片之殇】三位一体中 , 设备当然必不可少 , “先进单晶炉须从德国进口 , 国产的目前仍不完善 。 但光强调设备也不行” 。 单晶制造过程中 , 涉及多个环节、多位顶尖高手 , 每人各管一段;每人都身怀绝技 , 相互不可替代 。 包括所有的参数控制、补偿等 , 既靠数据标准 , 更有“手上的功夫” , 也就是经验积累 。 因为“多物理场耦合”中 , 没有一把尺子可以包打天下 。 这是基于大数据的3D打印仍无法终结工匠的道理 , 也是我国高端制造流程中目前最紧缺的一环 。 (采访人员 瞿剑)