“十四五”时期,中央企业涌现出大量原创性、引领性科技成果,国资小新推出“‘十四五’硬核创新看央企”短视频系列报道,以鲜活镜头定格央企突破战略领域 “卡脖子” 难题、产出原创性成果的硬核瞬间,生动诠释我国从科技跟跑向并跑领跑的重大跨越。
近日,国资小新推出短视频报道《“十四五”硬核创新看央企:全球首台单机容量最大冲击式转轮》。报道指出,全球首台单机容量最大500兆瓦、转轮尺寸最大6.23米的冲击式水轮机核心部件——转轮,在哈电集团研制成功,标志着我国在高水头、大容量冲击式水轮机组核心装备领域,实现历史性突破。
随着世界首台单机容量500兆瓦冲击式转轮
在哈电集团电机公司成功焊接制造
我国在水电装备极限制造领域
已跻身全球领先行列
西藏大唐扎拉500兆瓦冲击式转轮以单机容量最大、尺寸最大创下新的世界纪录,这一里程碑开启了我国水电装备领跑全球的大门,凝聚着哈电人拼搏的热血与汗水,承载着突破国内制造技术瓶颈、打破国外技术垄断、开拓前沿技术、提升核心竞争力的宏愿与决心。
01
一颗“心脏”的严苛考题:极端工况下的“生命线”之战
实现大型冲击式转轮高效、高质、低成本的产业化制造,是哈电人矢志奋斗的理想与目标。
作为冲击水轮机的“心脏”,转轮在运行服役时承受不连续水流冲击的交变应力载荷及复杂多变温度环境影响,要求水斗关键连接部位具备卓越的强度和抗冲击性能。为确保大型冲击式机组安全可靠运行,提升连接部位的强度与韧性,焊接质量肩负着保障转轮极端工况下稳定运行的重任,是这颗“心脏”稳健跳动的生命线。
若焊缝出现细微裂纹、气孔或未熔合等缺陷,在长期运行中这些瑕疵将被成倍放大,可能导致转轮失衡甚至结构损毁。针对扎拉500兆瓦冲击式转轮焊接技术难题,电机公司智能制造工艺部攻关团队研发应用先进焊接技术,通过高强韧焊缝将马氏体不锈钢锻钢轮毂与水斗精准连接,实现转轮的高强韧、高质量制造。
02
一套“破局”的创新打法:从“经验执行者”到“技术策源者”
工艺在新产品诞生历程中扮演着至关重要的双重角色:既是工艺技术开发的领航者,引领技术创新方向;又是连接研发与生产的“翻译官”,将理论转化为可落地的生产力。伴随工业制造技术与数字孪生技术的飞跃发展,工艺正从“经验执行者”向“技术策源者”转型,持续创新构建适应新材料、新产品的工艺技术体系。面对扎拉转轮水斗曲面装配定位的复杂性、马氏体不锈钢强韧焊接需求及超厚曲面高效焊接的挑战,智能制造工艺部精研焊接技术,勇闯技术无人区,自主设计焊接结构,研发焊接工艺,成为高水头、大容量冲击式转轮锻焊制造技术的开拓者。
通过三维仿真数字化造型与焊接工艺试验相结合的技术路线,协同焊材厂商研发高强度、高韧性新型焊材,确保所有焊材满足转轮高可靠性运行要求;引入前沿焊接技术,开展焊接工艺评定试验,验证不同焊接方法与退火工艺下接头的力学性能,实现水斗焊缝超高韧性指标;组织焊接技能培训,聚焦新技术新工艺,通过模拟演练与现场示范突破技能瓶颈,使焊接人员全面掌握核心技艺;运用三维数字造型设计焊接工位与工具装备,提前模拟修正方案,实现装配一次成功,避免反复拆卸造成的水斗损伤与时间损耗。从高韧性焊材、焊接装备、装配定位、变形控制到焊后热处理等关键技术进行深度攻关,最终形成扎拉500兆瓦大型冲击式转轮锻焊制造成套工艺。
03
一种“赋能”的服务理念:把技术支持融入制造每一环
大型冲击式转轮水斗焊接定制化技术服务,为生产注入加速活力,渗透至每个环节激活制造潜能。这种服务不仅解决具体技术问题,更通过持续创新推动制造技术优化升级。工艺人员践行“主动赋能”理念,与一线操作者共同参与制造全流程,实时发现问题并调整工艺,同步积累技术优化经验,赢得分厂及管理部门的高度认可。在扎拉转轮焊接中,工艺人员密切跟踪工具装备使用、水斗装配尺寸确认、焊接纪律监督、无损检测及退火支撑布置等关键工序,提供现场技术支持、实时问题诊断、变形规律分析及工艺应急调整,全面保障制造要求。
精研焊接技术是转轮高强韧制造破局的核心,定制化技术服务为高效落地赋能添翼。二者相辅相成,共同攀登高质量、高效率的制造巅峰,铸就扎拉500兆瓦冲击式转轮高品质焊接的辉煌成就。此举实现了我国冲击式水轮机组单机容量从221兆瓦向500兆瓦的历史性跨越,建立了可复制、可拓展的成套工艺方法,对提升中国制造、中国技术、中国标准具有战略意义,引领行业水电机组技术迈入了国际领先新纪元。