超大單機容量最大尺寸沖擊式轉輪在哈電集團焊接制造成功
文章來源：哈爾濱電氣集團有限公司 發布時間：2024-12-31
12月30日，世界最大單機容量、最大尺寸沖擊式水輪機轉輪在哈電集團焊接制造成功，世界首臺單機容量500兆瓦扎拉水電站沖擊式水輪發電機組轉輪躍然出世，標志著我國高水頭、大容量沖擊式水電機組的研制技術實現了重大突破，走在了世界前列。
水輪機轉輪是國家“藏電外送”骨干電站扎拉水電站水輪發電機組的“心臟”，為發電機發出500兆瓦額定功率提供源動力。哈電集團電機公司在項目業主中國大唐集團的統一組織下，自主化研制的沖擊式轉輪能量轉換效率達到世界先進水平，轉輪采用鍛焊結構，由1個輪轂鍛件和21個水斗鍛件組成，焊接后的重量達90.8噸。
沖擊式水輪機是用壓力管道引導水流沖擊式轉輪進行能量轉換的水力機械，電站落差大、壓力高。扎拉電站設計水頭671米，轉輪是直接影響機組效率和最重要的受力部件及通流部件之一。在機組運行狀態下，時刻承受高頻率的動態壓力，對機組的穩定運行和安全起著至關重要的作用，焊接制造要求極為嚴苛。
作為世界單機容量最大沖擊式機組轉輪，其輪轂鍛件直徑尺寸為4.7米、厚度達1米，創造了馬氏體不銹鋼最大鍛件世界紀錄；加工后的轉輪最大外徑6.23米、最大寬度1.34米，也是沖擊式轉輪世界之最；且由于材質、型狀、尺寸等原因，焊接、加工等環節的制造技術，都處于相關領域的前沿，探索制造的過程，存在很多風險因素和不確定性，焊接制造要求極高、難度極大。
為突破扎拉500兆瓦沖擊式轉輪焊接難關，哈電集團電機公司開展了技術攻關，采用數字仿真技術，進行大型水斗的模鍛技術研究，選擇了性能優異且高效的“鍛焊”制造工藝路線；通過三維檢測模擬計算進行裝配焊接，探索選用了最優的焊接參數，用高強韌的焊縫將馬氏體不銹鋼鍛鋼制造的輪轂和水斗焊接在一起，提高了轉輪的沖擊韌性及耐疲勞性能。
哈電集團電機公司組建扎拉轉輪焊接技術團隊，針對馬氏體不銹鋼強韌焊接要求和復雜曲面超厚水斗轉輪的結構特點，從焊接材料、焊接工藝、水斗裝配定位、焊接工位、焊接變形控制及焊接質量保證等多個方面，對焊接制造關鍵技術進行深入剖析與研究，形成了一整套焊接技術方案，為高效優質完成扎拉500兆瓦沖擊式轉輪的焊接制造提供了技術支撐。
哈電集團電機公司組建了扎拉轉輪焊接生產攻關團隊，一方面，抽調技術高超、經驗豐富的精英焊工和焊接工藝人員承擔焊接任務；另一方面，采取精益管理舉措保質量、保進度、提效率。承擔焊接任務的冷作分廠深入推進生產和技術融合，并圍繞提質增效開展攻關活動，反復研討工藝方案、開展多項仿真模擬，為生產過程的順利進行做好充分準備。
焊接生產攻關團隊成員，在水斗之間僅能勉強容身的狹小空間里艱難作業，克服高溫炙烤、反手焊接難度大、層間清理強度大等諸多困難，采用TIG方法對深焊口進行精細焊接，采用MAG方法對其他位置進行焊接，全方位、多層次保證轉輪焊接制造過程質量。經過歷時107天累計1712小時的不懈努力，哈電集團電機公司成功攻克了扎拉轉輪的焊接制造難關，創造了世界首臺500兆瓦沖擊式機組轉輪的制造奇跡。
通過扎拉500兆瓦沖擊式機組轉輪的焊接制造，哈電集團電機公司破解了超大超厚低碳馬氏體不銹鋼強韌鍛件焊接難題、攻克了復雜曲面超厚水斗高效高強韌焊接制造難關、掌握了超高結合強度表面強化制造工藝關鍵技術，推動了我國電力裝備制造技術取得了重大突破。
【責任編輯：張宇暉】
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