1999年SSRF预研时,决定储存环采用铝合金真空室,研制的6 m长样机达到了设计指标,样机研制过程也为批量加工奠定了基础。
04年底SSRF立项后,重启铝合金真空室工程设计,05年4月完成了大部分图纸。此时,进口铝合金价格猛涨,真空室经费预算必须追加800–900万元。我几次呼吁,经理部难于回应。
戴志敏出访欧洲,带回几个新建中能光源储存环的一些不锈钢真空室图纸。我阅后得到两个概念:一是壁厚3 mm的不锈钢真空室实际上就是铝合金真空室内部壁厚3 mm的那个“内核”;二是不锈钢真空室不必数控机加工,材料利用率可达80%-90%。这样可省却可观的材料费和加工费,就不必追加800-900万元经费。
此外,BEPC II铝合金真空室在成都飞机厂的加工进度缓慢。若SSRF采用铝合金真空室,也将在成都飞机厂加工,得排在BEPC II真空室后面,工期将受制于它人。
对经费和工期的考虑,使我动了改用不锈钢真空室的念头。
我快速调研了相关加工厂的加工技术、工艺及其设备,评估加工经费和工期,综合考虑跟加工、工厂参与安装调试和初期维护等问题。结论为:上海有加工条件,有利于加工跟踪、质量控制、推进进度。
05年4月12日我致信经理部,提议改铝合金真空室为不锈钢真空室。经理部极其重视,三天后赵副总经理召集刘德康、殷立新、戴志明和我讨论该提议,并原则认可。徐洪杰总经理提议由经理部直接抓此项研制。陈森玉院士提出,对这样临阵改变重大技术方案的事情,经理部应该承担责任,不能让蒋迪奎一个人担当。经理部给了我出发的胆气。
此后数月内,我们一气进行多个样机的设计和研制,遇到并最终克服的难题包括:真空室片拉伸成型和氩弧焊焊接后尺寸精度不够、进口316LN不锈钢材料的障碍、焊接后导磁率上升。有些事情的难度事前根本无力预见,往往得在不知所措之际去千方百计地寻求解决方案。我不时感到压力和紧张,好在有赵振堂副总经理的及时舒缓,上海三井真空厂言听计从的合作态度,也提高了研制效率。
是年底,经理部组织了不锈钢真空室样机的国际评审。瑞士SLS 真空组长 Dr. Schultz回国后寄来一封信,其要点是:承认样机性能指标合格,但强调电子束焊接的不可替代性;否定了在中国按期完成批量真空室的可能,认为唯一的办法是立即呼吁国外公司加工;并说要在20个月内完成批量加工,即使对于有经验的外国公司也是个挑战。
他的信开创了外国同行专家全盘否定SSRF工程已实施技术路线的先例,陷我于两难境地,压力巨大。另外,他也私下提供了国外加工单位和优惠价格,约$400多万,按当时汇率,约¥3300多万,大约是国内加工费的2.7倍,甚至高于国内加工铝真空室的费用,这也就把铝改不锈钢的初衷否定了。
赵振堂副总经理立即对此作出明确反应:“这是挑战和机遇同在,我们碰到了一个难得的机会,我们必须做成功。除了经费和自主研制外,这也是我坚定和毫不动摇地支持你往前走的一个原因。”堵死了我在压力下想退回铝合金真空室的路。随后,赵副总经理、殷副总、戴分总等在具体工作上加大了对我们的支持力度。
真空室成功后,赵振堂说:“不锈钢真空室的成功,使外界看到了光源年轻的技术队伍敢于求新,敢于面对挑战的勇气,在技术上的进步和能力。”
储存环不锈钢真空系统的压强指标达到了设计值,和铝合金真空室系统相当。不锈钢真空室的机械尺寸精度和安装位置精度和数控机加的铝合金真空室在一个量级内。这个成果也是中国真空界的一个技术和工艺创新。两年多的几乎所有节假日从未停止加工,批量真空室比合同时间提前20天完成,使储存环能够按期开始总装。不锈钢真空室和铝真空室相比,经费节省1000多万元。在方案选择上的新思路,在技术和工艺上的探索和进步都是创新,是创新节省了工程经费,是创新推进了工程进度。
06年3月29日科学院检查工程进展的报告提到:“工程在吸收引进国外先进技术的同时,也注重了提高创新的能力,力争形成新的技术生长点。如自行研制数字化电源控制器,储存环不锈钢前室真空盒,…。
07年经理部向科技委会议汇报了SSRF工程的两项创新成果,其中之一是不锈钢真空室。09年4月26日“International Final Review”有关真空室的评论是:“SSRF真空系统现在工作得很好。初始设计采用铝合金真空室,2005年因经费原因决定改为不锈钢真空室,这导致了完全的重新设计。能在两年内完成这样一个复杂系统的设计和加工,是一个巨大的成就。我们祝贺这个成功。”
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