Если вы читали предыдущую публикацию нашего сайта о проблемах атомной энергетики во Франции, то, надеемся, прочитали и наше обещание рассказать более детально о возникших там проблемах. Стоит отметить, что за прошедшее время о ситуации с энергетикой «заговорили» не только специализированные сайты, но и наши «большие СМИ».
К примеру, «Regnum» сделал краткий обзор ситуации с производством электроэнергии не только во Франции, но и еще в нескольких странах Европы. Для ресурса, не специализирующегося на вопросах, связанных с энергетикой – хороший задел, хочется надеяться, что подобного рода обзоры будут появляться чаще.
Тем не менее, до подробностей французских проблем никто добираться так и не стал: реакторы остановлены на проверку, вот и все. Технически сложно? Да, конечно. Невозможно объяснить? «Геоэнергетика» уверена, что возможно, причем углубленные знания в атомной энергетике и материаловедения не потребуется: достаточно школьного курса физики и умения мыслить логически.
Проблемы во французском атомном проекте начались больше года тому назад. В апреле 2015 года было публично объявлено, что в центральных частях днища и крышки реактора «Фламанвилль-3», изготовленных на заводе «Creusot Forge», были выявлены весьма серьезные дефекты: концентрация углерода составила 0,3% при предельно допустимом значении в 0,22%. Свое нынешнее название завод «Creusot Forge», получил в 2006 году, когда после нескольких переходов, что называется, из рук в руки, он был приобретен группой AREVA, но выполнять «атомные» заказы предприятие начало еще в 60-х годах минувшего века.
Завод «Creusot Forge» (Франция), Фото: Villes de France
Итак, содержание углерода в стали 0,3% вместо 0,22%. Мелочь, сотые доли процента? Но атомная энергетика предъявляет металлургам такие требования по качеству стали, что мелочей тут просто не бывает. Нет, в графики и в прочие формулы вязкости не полезем – мы уверены, что вашим головам и так имеется, над чем усиленно размышлять. Коротко: чем больше углерода в составе стали, тем ниже вязкость и пластичность стали, тем больше понижаются ее обрабатываемость и свариваемость. Но самое главное – то, что повышенное содержание углерода снижает сопротивляемость стали к образованию трещин. Ой, раз уж нас вдруг занесло на поляну металлургов, то давайте попробуем хоть немного разобраться с их терминологией.
Для металлургов свариваемость – характеристика комплексная, включающаяся в себя, помимо прочего, реакцию на термические циклы, сопротивляемость образованию холодных и горячих трещин. Что такое сквозная трещина в днище или крышке атомного реактора, предлагаем даже не представлять, чтобы пощадить нервную систему. Вот потому сталевары вынуждены следить за каждой сотой процента углерода, потому вот эти 0,08% — действительно большая проблема.
Сразу после выявления дефекта надзорный орган Франции – ASN – предложил AREVA самостоятельно провести проверку качества продукции завода «Creusot Forge», и о результатах доложить до конца 2015 года. AREVA, надо отдать компании должное, к полученному заданию подошла максимально жестко: отчет был готов уже в октябре того же года. Надзирающий орган, внимательно изучив доклад, фигурально выражаясь, взялся за голову и потребовал провести проверку еще глубже: начиная не с 2010 года, как это уже было сделано, а с 2004. В AREVA намек поняли и начали поднимать документацию вообще с 1965 года.
Архивные дела на сталелитейных заводах хранятся по французской традиции: на каждый конкретный заказ все документы укладываются в отдельные папки и лежат ну очень долгое время. Из 10 тысяч таких пакетов специалисты AREVA нашли фальсификации в 400. Мало? Щаз. Вот полный список атомных блоков, на которых стоит оборудование из числа папочек с фальсификатом от «Creusot Forge».
- АЭС «Блайас» — реакторы № 1 и 3
- АЭС «Бюже» — реакторы № 2, 3 и 4
- АЭС «Каттеном» — реактор № 1
- АЭС «Шинон» — реактор № 1 и 3
- АЭС «Сиво» — реактор № 2
- АЭС «Дампьер» — реакторы № 1,3 и 4
- АЭС «Фессенхайм» — реакторы № 1 и 2
- АЭС «Гольфеш» — реактор № 2
- АЭС «Гравлин» — реактор № 3
- АЭС «Палюэль» — реактор № 1
- АЭС «Сен-Лоран-дез-О»- реакторы № 1 и 2
- АЭС «Трикастен» — реакторы № 2 и 3
Да, проверка идет на 21 реакторе одновременно, причем эти проверки ускорить нельзя – ведь речь идет о радиационной безопасности всей Франции. Проблемы с качеством стали, выявленные на днище и крышке реактора, могут оказаться далеко не единственными, ведь тот же завод Сreusot Forge изготавливал парогенераторы, первые контуры (те самые, по которым вода входит и выходит в реактор, накапливая радиоактивность), центральные насосы и многое другое. В общем, господа французы, вы уж лучше как-то перезимуйте. Пусть будет лучше прохладно – это куда более легкий вариант, чем греться, натянув на себя радиационную защиту…
А вот теперь давайте присмотримся, что творится с атомной металлургией в Росатоме. Вот для начала – цитата из описания-аннотации:
«При изготовлении корпуса реактора из стали 15Х2МФА-А класс 1 обеспечивается радиационный ресурс реакторной установки в течение 100 лет»
Что, неужто непонятна аббревиатура? А сталевары все сразу видят, и объяснить могут. Вот «15» — это содержание того самого углерода в 0,15%. Х2 – это, как ни странно, 2,5% хрома. «М» — до 1% молибдена. «Ф» — до 0,35% ванадия, «А» — чистая по примесям, вторая «А» — особо чистая по примесям. Кто-то в комментариях к одной из наших заметок уверял, что атомная с ядерной физикой для неподготовленного читателя – темный лес. Наверное, этот человек просто мало внимания обращал на сталеваров.. . Ф – 1% ванадия – это вот точно никакая голова не способна понять, если в нее не вложено знание современной металлургии.
По каким причинам нет поводов беспокоиться о качестве стали, используемой «Атомэнергомашем» («Атомэнергомаш» или АЭМ – машиностроительный дивизион Росатома) для создания реакторов и иного оборудования АЭС? Нам часто рассказывают о благостности конкуренции производителей: при капитализме она, дескать, неизбежно приводит к росту качества продукции, а отсутствие конкуренции при социализме этот самый социализм и погубило. Теоретически господа либералы абсолютно правы, а вот практика с теорией совпадать желает далеко не всегда. Вот Франция, вот капитализм, и вот – стремление снизить себестоимость путем размещения типовых заказов у одного и того же многолетнего изготовителя , у того самого «Creusot Forge». И вот – результат в виде риска энергодефицита в зимний период, риска радиоактивных выбросов на многочисленных реакторах.
А что в России?
А в России – «тяжелое наследство социализма», который погубил СССР и с которым всенепременно надобно бороться, не щадя живота своего. В далеком 1954 году в Лабораторию № 2 АН (ныне она незатейливо называется Курчатовский институт) пригласили на беседу Игоря Васильевича Горынина, руководителя группы ЦНИИ-48. «ЦНИИ» — это просто Центральный НИИ № 48, традиционно ничего не значащее наименование очень специальных ученых. Сейчас ЦНИИ-48 именуется… Приготовились? Выкладываем полное название, чтобы мало никому не показалось: Государственный Научный Центр РФ Федеральное Государственное Унитарное Предприятие «Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей» им. Академика Горынина Национальный Исследовательский Центр «Курчатовский институт».
Выдыхайте, сами сочиняйте аббревиатуру, а мы будем называть «Прометей» просто «Прометеем», хорошо? В том самом 1954 году беседовал с будущим академиком Николай Антонович Доллежаль, генеральный конструктор ядерной энергетической установки. Группа Горынина в то время заканчивала разработку стали АК-25 для корпуса нашей первой атомной подводной лодки, а Доллежалю нужна была сталь для корпуса ядерного реактора. Эксплуатационные требования были просты и незатейливы: температура в 325 градусов при интенсивнейшем нейтронном потоке, срок службы – не менее 20 лет. И еще одна, едва ли не самая главная характеристика – так называемый «флюэнс», то есть дозовое излучение, которое должен быть способен набрать без повреждений (трещин, окалины, каверн) материал реактора. Задание Доллежаля по флюэнсу было 3х10 в 20 степени нейтронов на квадратный сантиметр («10 в двадцатой степени» — это единичка и 20 нулей после нее. Если хотите – 100 миллиардов миллиардов).
Горынин не возмущался, а просто начал работать. Так был дан старт развитию совершенно новой научной и практической дисциплине – материаловедению конструкционных радиационно-стойких материалов. Группа Горынина и разработала ту самую сталь 15Х2МФА, у которой даже имеется простое, легко запоминаемое название: «теплоустойчивая хромомолибденованадиевая сталь». Согласитесь – незатейливо ведь? Да, если кто-то решит углубиться в тему, сообщим, что Горынин дал этой стали совсем другую аббревиатуру, нынешнее – это уже ГОСТ. А первоначально это была сталь 48ТС, в таком виде ее часто приводят в узкоспециализированной литературе. Вслед за этой работой наши славные «сталевары» (или «сталеведы»?..) Игорь Васильевич Горынин, Сергей Сергеевич Шураков и Елизавета Дмитриевна Теплова «сочиняли» сталь для реакторов подводных лодок, для энергетических реакторов 2-го и 3-поколений.
48ТС-2, 48ТС-3, 48ТС-3-40 – одна сталь за другой, с каждым новом ее вариантом становились все выше требования от заказчиков, но группа Горынина справлялась со всем, что от нее требовалось. В 1963 работа группы была оценена Ленинской премией, а сталь 15Х2МФА была признана самой высокорадиационно стойкой сталью в мире. Да-да, никаких «закидываний шапками»: эта аббревиатура с полной расшифровкой содержится в открытых справочниках на всех языках, никакого секрета. Почему? Да по простоте душевной, которая описывается словами «Вот тебе рецепт, и попробуй по нему работать». Пробуют. 50 с лишним лет пробуют. Впереди – вечность, как говорится. Сталь 15Х2МФА – это сталь корпусов реакторов ВВЭР-440, это «Прометей» и его производственная база на Ижорских заводах в славном городе Ленинграде.
И в том же 1963 году для сталеведов наступили новые времена – для них началась конкуренция. Угу, взяли и попробовали столкнуть лбами две группы разработчиков. С середины 50-х новые реакторы разрабатывались Горьковским конструкторским бюро «ОКБМ» во главе с главным конструктором Игорем Александровичем Африкантовым. ВВЭР-210, ВВЭР-240 – это его творения. А в середине 60-х Министерство среднего машиностроения взяло курс на проектирование более мощного реактора ВВЭР-1000, и вот эта работа была поручена ОКБ «Гидропресс» (угу – новейший ядерный реактор разрабатывала лаборатория вот с таким названием), а новую сталь поручили разрабатывать ЦНИИТМАШу – Центральному НИИ Точного Машиностроения. Требовалась сталь еще прочнее – не класса КП-40, а класса КП-45 (10% разницы по прочности), одновременно появилось требование повышения технологичности стали. Так, переводим на русский, а то увлеклись.
Сталь 48ТС-3-40 для того, чтобы были выполнены сварные швы, требовала подогрева до 300 в зоне стыка и немедленного «отпуска» (охлаждения) по окончании сварки. Все бы ничего, да вот только вес свариваемых «деталек» превышал сотню тонн. Хлопотно, знаете ли. ЦНИИТМАШ, однако, справился этой проблемой: сумел ввести в состав стали тщательно подобранную процентовку никеля. Сталь 15ХНМФА требует прогрева всего до 150 градусов и не требует отпуска. Правда, конкурентная борьба была весьма своеобразной: поругаться сталеведам так и не удалось, а в патенте на сталь с никелем есть имя и академика Горынина. И все опытные работы были выполнены все на тех же Ижорских заводах. В этой способности одновременно соперничать и сотрудничать – не слабость, а сила того самого социалистического соревнования. Не ставить подножки, а делиться наработками, идеями.
Сталь 15ХНМФА была разработана в 1975 году, и в то же время появился «конкурент» Ижорских заводов: специально для атомного проекта созданный в городе Краматорске, что в Донбассе, завод «Энергомашспецсталь». Решение о его строительстве было принято Постановлением Совета Министров СССР № 165 от 17.02.1960 года – «… для обеспечения предприятий тяжелого и среднего машиностроения крупным стальным литьем, поковками и сварными заготовками».
Заготовки, произведенные на заводе «Энергомашспецсталь», Фото: http://emss.ua/
«Заготовки» из Краматорска – это огромные слитки из вот той самой стали для обечаек, крышки и днища атомных реакторов, корпуса цилиндров турбин, из стали 10ГН2МФА-А – для парогенераторов и для главных циркуляционных насосов. Завод оснащали новейшим по тем временам оборудованием, регулярно модернизировали под новые требования атомного проекта. Это здесь работает, к примеру, пресс усилием 15 000 тс (тонн-сил), сталеплавильный комплекс ДСП-70, позволяющий выплавлять 70 тонн стали каждые 55 минут. Получились две пары «металловеды + производственники»: питерский «Прометей» с Ижорскими заводами и ЦНИИТМАШ с донбасским ЭМСС. Очень похожие темы разработок, очень похожие производства, но был и еще один штришок: с «Прометея» никто не снимал выполнение профессиональных обязанностей для оборонного комплекса, а вот вторая пара была чисто «гражданской».
Энергетические реакторы АЭС, АЭС, наших подводных лодок, ледоколов, реакторы опытные и экспериментальные – вот места «причала» сталей, разработанных обеими группами. Поскольку специалисты обеих групп при необходимости переходили друг к другу, постепенно выработалась и система проверки качества – дублированная, тройная и даже четверная. «Прометей» проверял работу ЦНИИТМАШа и наоборот, Ижорские заводы принимали сталь у краматорцев и наоборот, периодически «заглядывают на огонек» люди в погонах: как ведет себя в таких вот условиях та или иная сталь, подойдет она нам или нет. Социализм канул в Лету, пришел капитализм, а эта вот традиция никуда не делась: не конкуренция, а соревнование, но при этом тщательнейший контроль всех за всеми. Не для того, чтобы «наказать конкурента», а чтобы вовремя поймать, учесть исправить любые ошибки. Один из результатов достаточно занимателен: для пошедших в серию реакторов ВВЭР-1200 используется снова сталь без никеля. То есть снова нагревание до + 300 и последующий «отпуск», не смотря на затраты и технологические проблемы.
Специалисты «Прометея» и ЦНИИТМАШа, многократно перепроверив все изготовленные друг другом корпуса реакторов, вместе пришли к выводу: поток нейтронов из ВВЭР-1200 будет настолько мощен, что рисковать вводить в состав стали никель нельзя. И вот тут «Прометей» выдал на-горА удивительный результат своих многолетних наблюдений за поведением стали в работающих реакторах: не смотря на то, что количество никеля в 15Х2МФА-А всего 0,2% (в 15Х2НМФА его было до 1%), класс прочности у нее такой же – КП-45. ЦНИИТМАШ, в свою очередь, и не подумал оставаться в долгу: в 2012 году им была присуждена Государственная премия РФ в области науки и технологий за разработку стали 15Х2НМФА-А, радиационная стойкость которой выросла практически до уровня стойкости «прометеевской» стали! Корпуса реакторов можно делать что из одной, что из другой, благо Росатому удалось возродить из мерзости запустения волгодонский « Атоммаш».
Ижорские заводы продолжают работать в паре с «Прометеем», в Волгодонск на «Атоммаш» приходят заготовки из Краматорска. Кто лучше? Извините, это не песенный конкрус, тут за цвет волос и красоту лица премии не вручают. Сейчас идут работы по грядущему строительству ВВЭР-ТОИ под Курском, закладываются корпуса двух первых реакторов из четырех. Да, догадки догадывать машиностроительный дивизион Росатома не стал: один корпус будут строить на Ижорских заводах, где и отольют заготовки из «прометеевской» 15Х2МФА-А, второй предстоит сооружать на «Атоммаше», для которого заготовки ЦНИИТМАШевской 15Х2НМФА-А отольют в Краматорске. При такой вот конкурентности, соревновательности – что, кто-то рискнет предположить, что ляпы, подобные французским, могут появиться? На наш взгляд такое возможно только в случае, если предполагатель утратил остатки здравого рассудка. Посмотрите еще раз на ход событий.
С 50-х годов «на коне» — «Прометей» и его сталь 15Х2МФА для реакторов первого и второго поколения, для серии ВВЭР-440. С 70-х пальма первенства уходит в ЦНИИТМАШ: сталь 15Х2НМФА идет на серийные реакторы ВВЭР-1000. Нулевые – «Прометей» побеждает со своей 15Х2МФА-А для серии ВВЭР-1200. 2012 – новая сталь от москвичей, и вот уже 15Х2НМФА «идет ноздря в ноздрю» с прометеевской для ВВЭР-ТОИ. Ошибка, фальсификация? Щаз! Друзья-конкуренты бдят, дышат в спину, поскольку любой недочет – и сорвенование закончится чистой победой. Взаимный перекрестный контроль на любой стадии – литья, прессования, сварки, штамповки, монтажа как был с давней поры гарантией качества, так и остаётся.
Очень хотелось продолжить рассказ еще и «повестью о капитализме» — о том, как был приватизирован «Атоммаш», как его обанкротили и передали «Сбербанку», как на нем удалось возродить атомное машиностроение. Почему Ижорские заводы принадлежат Газпромбанку, хотя не так давно были частной собственностью Вексельберга, почему официально они теперь называются «ОМЗ-Спецсталь» или «Группа Уралмаш – Ижора»? Почему на Росатом продолжает работать завод Arako spol.s.r.o. в Чехии?.. Если тема заинтересует – спрашивайте, с удовольствем продолжим. Но вот не сказать пару слов о Краматорске никак не нельзя: если после 1991 граница между Россией и Украиной проходила, то теперь она змеится…
Новые времена, новые границы, смены властей – а ЭМСС как работал на атомный проект России, так и работает, «обрастая» все новыми сертификатами качества и соответствия. С 2010 года завод – в составе машиностроительного дивизиона Росатома, в ОАО «Атомэнергомаш». Нет-нет, завод вовсе не куплен Росатомом, контрольный пакет акций размером в 92,68% принадлежит кипрской компании EMSS Holding Ltd. А вот контрольный пакет этой кипрской компании – в руках кипрской компании Atomenergomash Cyprus Limited, 100% которой – собственность «Атомэнергомаша», который на 100% принадлежит Росатому. Как провозгласили новые киевские власти – «Россия ведет агрессию против Украины», в ответ на что ЭМСС с печалью сообщил, что он «потерял российский рынок». Хорошо еще, что удалось выйти на рынок атомного машиностроения … Швейцарии. Нашлась там необычайно проворная компания UMP Trading, охотно скупающая продукцию ЭМСС. Повезло краматорцам – Европа пришла на помощь! Ну, а то, что швейцарцы везут все в Россию – «так мы-то тут при чем». Правда, руководство ЭМСС – граждане России, проверка качества идет напрямую от Росатома, но такова вот воля киприотов и швейцарцев.
Главный циркуляционный насос (сфера), Фото: http://emss.dn.ua/
Заготовка под разгибку для штамповки днища корпуса реактора, Фото: http://emss.dn.ua/
Заготовка обечайки верхней зоны патрубков, Фото: http://emss.dn.ua/
Обечайка 69800 кг, Фото: http://emss.dn.ua/
ЭМСС продолжает работать, а гражданская война на Украине, чуточку зацепив Краматорск, отошла от границ города, оставив его в «украинской части Донецкой области». Дальнейшие размышления и анализ донбасских событий – самостоятельная работа всех, кого это интересует. «Геоэнергетика» о политике не пишет, нам бы вот с энергетическим машиностроением разобраться. Кто хочет – пусть разгадывает загадки политиков, а мы предлагаем вам потратить несколько минут, чтобы своими глазами увидеть, как куют атомный металл. В конце концов – это просто красиво!..
Вот так производят заготовки:
[embedyt] http://www.youtube.com/watch?v=da2_u6mnvDM[/embedyt]
А вот так рождается корпус атомного реактора:
[embedyt] http://www.youtube.com/watch?v=KvKCggL-vag[/embedyt]
Обидно, что наши телевизоры не показывают вот такое кино.
Да, и совсем уж напоследок. Почему сохраняется производство в Краматорске, почему Росатом налаживает еще одно в Петрозаводске, зачем инвестирует в развитие производства в Чехии? На день сегодняшний Росатом строит 9 реакторов ВВЭР-1200 в самой России и 45 их же – за ее пределами. На подходе – ВВЭР-ТОИ, БН-1200, реактор со свинцовым теплоносителем, в серию пошли новейшие атомные ледоколы, в три смены работают корабелы Севродвинска. Работы хватит всем, а в том, что она будет выполнена качественно, сомневаться не приходится.
И снова Франция
Ой, что-то мы совсем забыли про французские проблемы… Если коротко, то России они просто не интересны. Мерзнуть, сидя в потемках – это не про страну с «разорванной экономикой», которая из «страны-нефтеколонки» активно превращается в «страну-электробатарейку». Не справятся, обратятся за шефской помощью – вот тогда и подумаем. Истоки их проблем очевидны: стремление к наживе, отсутствие должного уровня контроля и простецкое такое европейское раздолбайство. Эту замечательную привычку господа европейцы любят приписывать «русским ванькам», но трепотня языком и суровая проза жизни расходятся самым кардинальным образом. Пример с неумением варить качественную сталь не кажется показательным?
Ну, тогда уж давайте, чтобы два раза с кресла не вставать, еще одну свежую историю из Европы приведем, хай-технологичный пример. Французы надеялись, что для решения проблемы дефицита электроэнергии смогут воспользоваться помощью Великобритании: Остров и галлов связывает кабель, рассчитанный на мощность в 2 ГВт. Поскольку Англия стала наращивать мощность газовых электростанций (Газпром по итогам 2015 года увеличил поставки в эту страну на 40%, в этом году черту еще не подводили) – почему бы и нет? Как Россия тянула кабель в Крым, помните? Как хихикали господа либералы: долго, дорого, зачем кабелям такая защита, да тут и энергии будет подаваться всего ничего – ну, и так далее. Смешно, юморно плюс много слов про коррупцию. А тут – ажныть сама Франция и сама Англия, 2 ГВт в одном кабеле! Мощь и передовитость, надежность и продвинутость! Да-да, конечно, именно так. Да вот только в конце ноября в Атлантике шторм случился, «Ангус» его назвали. Шторм – в Атлантике, в проливе Ла-Манш – сильный ветер. Вот то ли ветром тот интерконнектор порвало, то ли какой-то корабль якорь неудачно бросил, но кабель теперь работает только наполовину: была возможность передавать 2 ГВт, а теперь – 1. Не, все отремонтируют в самые сжатые сроки. В январе. Или в феврале. Наверно. Может быть. Если повезет и ветра не будет. Еще раз: международный интерконнектор Англия-Франция то ли ветром порвало, то ли якорем перебило. Для тех, кто не верит – здесь источник.
Извините, но сил нет комментировать…
«И эти люди учат нас не ковырять пальцем в носу» (С).
Фото: http://misadventureswithandi.com/