万吨水压机,一个跨越时代的符号

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▲国内第一台12000吨水压机。

亲身走近这台巨型机器,方能更好理解何为“压力山大”——5层楼高的巨大机器,发出冲击耳膜的低吟,6根亮闪闪的活塞柱,顶着巨大的压砧,将大小超过一辆汽车的火红钢锭,像揉面一样不紧不慢地揿扁。如此举重若轻,源于它的力量——这台设备最大可提供超过1万吨的压力。

位于上海电气集团所属上海重型机器厂内的这台万吨水压机,是我国首批自主研制的基础性重大装备。过去60年来,它为我国的造船、电力、冶金、矿山、国防等行业锻造了许多重量级部件,为我国重工业发展作出了不可磨灭的贡献。

同时,作为“万吨精神”的载体,以及屡屡被收入教科书的“国宝”,这台水压机也一直在讲述一个动人的故事:无论面对何种困难,我国工人阶级始终以“万吨重担万人挑,泰山压顶不弯腰”的劲头,知难而进、奋发图强,不断战胜挑战,突破壁垒,最终创造出技术奇迹。

岁月打磨经典,先任其黯淡,再令它耀眼。如今重温“万吨故事”,感悟历久弥新的“万吨精神”,将有助于我们更加从容自信地应对“压力山大”,不断书写关键核心技术自立自强新的辉煌。

留下1.5吨图纸才确定设计方案

闵行重工业基地虽远离上海中心城区,但这里的江川路也曾和淮海中路、新华路一道,入列上海最具代表性的林荫道。当年,上万名工人曾在朝阳下穿过树影,走进上海重型机器厂。而今,传统工业的全盛时代已然远去,但江川路的香樟依然常绿,万吨水压机也一直在这里。

万吨水压机是我国第一台万吨级自由锻造装备。由于它能通过反复锻压,提升钢材性能,假如缺乏此类大型锻造设备,就造不出各类重大装备,也就谈不上工业化。

上重厂的万吨水压机,高16.7米,重2000多吨,能以350个大气压的压强,推动6根活塞柱,最终达到每个活塞2000吨、整机1.2万吨的压力。多年来,万吨水压机早已不单是一台工业品,它巨大的身型,也是一个跨越时代的符号和象征。

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▲刚出炉的巨型大钢锭正准备送入万吨水压机的“大嘴”。

1958年5月,自建万吨水压机的任务被下达到上海,成立了由沈鸿任总设计师、林宗棠任副总设计师的设计班子,而领命参加这场“大会战”的包括江南造船厂、上海重型机器厂等几十个工厂。

当时,别说画图纸、查资料,亲眼见过万吨级水压机的也只有寥寥几人,就连沈鸿也只是在几年前趁着到访苏联时粗粗看了一下万吨水压机。在此情况下,广大设计人员跑遍了全国有锻造水压机的工厂,仔细考察设备结构、原理及性能,用纸片、木板、竹竿、铁皮、胶泥等制作模型。经过15次总图绘制,留下1万多张、约1.5吨图纸,才确定了设计方案。

为了避免返工和浪费,在着手建造1.2万吨水压机前,大家先造了一台120吨和一台1200吨的试验水压机,积累经验。事实证明,这种“摸着石头过河”的方法十分重要而有效。

“土法+科学”成功突围“过五关”

设计完成只是一小步,而后实打实的建造,更充分展现了那个年代技术专家与工人并肩携手大胆创新的勇气与精神。

万吨水压机由4万多个零部件构成,最重要的是13个大件,包括支撑起整台设备的4根长度超过17米的大立柱,上中下共3根横梁,以及6个产生高压的工作缸。总体上,水压机超过50吨的部件有20多个,超过100吨的10多个。

但在60年前,国内最大的机床都远不及万吨水压机的一个零件,那该怎么办?接下去这段突破“技术天堑”的故事,经过不断流传提炼,被赋予了强烈的戏剧色彩,其核心情节,就是在加工工艺上过“五关”,包括电(电渣焊)、木(起重运输)、火(热处理)、金(金属加工)、水(水压试验)。

水压机有许多超大零件,由于国内缺乏一次成型能力,专家和技师们首先突破了先进电渣焊技术的难关;然后,通过高超的工艺手段和精密计算,化零为整,将一众小部件焊接成大构件。其中,4根长17米、直径1米的巨型立柱,是用10多段钢柱焊接而成的,每条焊缝都要耗时10个小时;重达260吨的下横梁,更是将100多张厚钢板一张张焊起来,高温处理后,总体形变还不能有丝毫超标……

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整体上,万吨水压机的“过五关”,充满了类似“土法上马”的桥段,而且,其经验还被总结为一句句读起来颇像演义小说的章回题目。比如,用焊接“化整为零”,就是“巧缝百家衣”;而“大摆楞木阵”,说的是在没有大型起重机的情况下,几十位老师傅就分头操作几十台千斤顶,一毫米一毫米将数百吨的构件顶升到高处。再如,由于铣床太小,零件太大,工人们就反其道而行之,把设备固定到零件上进行切削,这个方法后来被称为“蚂蚁啃泰山”。

当然,除了“土办法”之外,万吨水压机的研制,高度遵循了科学规律。工人师傅和技术专家既合作无间,又各施所长,通过周密的数学计算、参数设置,以及高超的工艺,使得“土法”没有带来精度和质量的损失。

四年一晃而过。1962年春天,万吨水压机完成总装,一次调试成功。试验中,它最高所提供的极限压力甚至超过1.6万吨,随即被投入应用,进而成为许多重大项目、重要装备的“母机”,并且名扬四海。

“万吨精神”流传,新故事不断书写

万吨水压机的研制,不仅是技术和工艺的重大突破,也是精神力量的凝练和升华。所谓的“万吨精神”,经过几十年的沉淀醇化,其实质就是相信群众、发动群众,自力更生、艰苦奋斗,知难而进、自主创新。虽然时代背景在不断变化,挑战风险不尽相同,但“万吨精神”的内核始终释放着光芒和能量。特别是作为万吨水压机的研制方和使用方,上海重型机器厂的发展虽然也经历过高潮和低谷,但在“万吨精神”的感召和鼓舞下,企业一直在努力奋发向前。

继万吨水压机之后,上重人先后研发成功多种高端重大装备,逐步成为国家发展重型装备制造业的大型骨干企业。特别是在2009年,也就是万吨水压机启动研制50周年之际,上重公司通过自主创新,制造出全球最大的1.65万吨油压机。从万吨水压机到1.65万吨油压机,从 “中国第一”到“世界第一”,这种跨越让攻关组成员感叹万千。大家发自内心地说:“这份成功属于‘万吨精神’。”

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自那以后,上重人继续大胆创新,又先后成功研制了另两项“世界第一”的顶级装备,包括630吨/米操作机,以及450吨电渣重熔炉,从而为国家振兴装备制造业、坚持走高新技术产业化道路奠定了硬件基础。

2015年,为贯彻落实国务院和上海市政府大力发展高端装备制造业的要求,在上海电气集团支持下,上重公司深化国资国企改革,成立了上海电气上重铸锻有限公司,几年来,在一系列国家重大专项中,上重人如前辈那般,敢啃最硬的骨头、敢挑最重的担子。国家核电CAP1400重大专项示范工程项目中,复杂锻件制造是绝对的卡脖子技术。在上重人和潘健生院士团队的努力下,项目在数学建模、计算机仿真、生产工艺等方面填补了许多技术空白,成功实现CAP1400核电主设备蒸汽发生器、稳压器、堆内构件、主泵大锻件的国产化和产业化。而在2019年,上重人实现了 “华龙一号”核反应堆压力容器、蒸发器、堆内构件主设备大锻件整体成套交付的突破,有力支撑了我国具有完整自主知识产权核电技术的核岛主设备国产化研制任务,使其成为我国高端制造业走向世界的“国家名片”。

60岁的万吨水压机,如今依然在奋战。十年前的一场大修,让它的机械部分再次焕发活力,同时,外观上的修旧如旧,也最大程度保留了原汁原味的情怀。“万吨重担万人挑,泰山压顶不弯腰”——万吨水压机一直在以它的方式提示我们,无论高峰还是低谷,无论顺境还是逆境,只要始终牢记我们来自哪里,力量来自何方,就能战胜各种艰难险阻,从一次次挑战中不断胜出。


  作者:张懿

  摄影:袁婧

       编辑:施薇

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