科技日報記者 瞿劍

機械科學研究總院28日宣布，我國首臺具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的2500千焦液壓打樁錘，在整體基礎(chǔ)樁沉樁作業(yè)首秀之后，通過了挪威船級社第三方鑒證；標志著我國自主大規(guī)格海上作業(yè)液壓打樁錘研制成功，正式列裝海洋工程施工裝備。

首臺國產(chǎn)2500KJ大型液壓打樁錘外觀

中機鍛壓總經(jīng)理、該項目總設(shè)計師張長龍介紹，液壓打樁錘是一種利用液壓油的壓力來傳遞動力、驅(qū)動錘芯進行打樁作業(yè)的施工裝備，在海上風電、海洋油氣開發(fā)和橋梁等大型民用工程建設(shè)中不可或缺。

以應(yīng)用最廣的海上風電建設(shè)為例，把近千噸的整體鋼管基礎(chǔ)樁植入海床是機組安裝施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要大型打樁錘承擔作業(yè)，技術(shù)難度大，開發(fā)風險高。此前，全球的大型打樁錘全部由歐洲兩家公司壟斷，我國所用也均由其供貨，遂成風電產(chǎn)業(yè)鏈上長期受制于人的技術(shù)瓶頸，是抬高其度電成本的一大主因。

而我國近年來海上風電項目大規(guī)模開工，直接刺激了打樁錘和海裝船等海工裝備的需求，甚至常出現(xiàn)“風電安裝要等錘”的尷尬。

高度集成的深海液壓錘

大型液壓打樁錘研制究竟難在哪？

張長龍解釋，它面臨三大挑戰(zhàn)：一是大能量液壓系統(tǒng)驅(qū)動。 所謂“2500千焦”，相當于1噸質(zhì)量物體從250米高空自由落體到達地面時的能量；“打樁的過程是一個能量釋放的過程，也是一個樁錘克服土壤阻力的過程”，樁錘每打一下，下沉深度2.5厘米，打擊力度就能達到1萬噸。設(shè)計出如此大能量打樁錘，就要完成由液壓推力＋重力在1.6米內(nèi)讓重達100噸的錘芯產(chǎn)生7米／秒速度，這一看似不可能完成的任務(wù)。二是大流量液壓驅(qū)動系統(tǒng)能量控制。 如此大能量輸出，需每分鐘均勻釋放38立方米液壓油，系統(tǒng)如何控制？三是在1萬噸重力打擊條件下，樁錘零件結(jié)構(gòu)的長期高可靠性 ，“這也是設(shè)計、研制和業(yè)主三方‘錘友’都最關(guān)心的問題”。

世界最大18000噸水壓機鍛造砧座。（張長龍形容“鑄造是和面，鍛造就是揉面”，起“壓實、凈化、成型”作用。）

機械總院北京機電研究所旗下中機鍛壓聯(lián)合國家能源集團和中交集團旗下龍源振華，發(fā)揮各自在鍛壓技術(shù)和海洋工程施工領(lǐng)域的優(yōu)勢，協(xié)同攻關(guān)，在缸閥一體化動力驅(qū)動、柔性變截面錘桿及連接、可適應(yīng)海洋施工環(huán)境的內(nèi)擊式樁錘、模塊化標準化液壓動力箱設(shè)計、超大型盤類砧座等關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化、關(guān)鍵大鍛件制造工藝、總線控制、立體安全監(jiān)控等八大關(guān)鍵技術(shù)上取得突破，自主研制的首臺2500千焦大型液壓打樁錘經(jīng)受了多種海況、多種地質(zhì)條件、多種樁型考驗，終獲國際權(quán)威的挪威船級社第三方機構(gòu)全方位鑒證，占據(jù)了大型海上液壓打樁錘的技術(shù)制高點，同時打破國外巨頭壟斷。

3500米深海實驗第三次

據(jù)悉，該自主2500千焦液壓打樁錘價格僅為國外同類產(chǎn)品的50％－60％，在國內(nèi)風電“平價上網(wǎng)”時代可助關(guān)鍵一臂之力。中機鍛壓方面表示，將以此為契機，形成從1000千焦－4500千焦的系列化海上作業(yè)大型液壓打樁錘的制造和保障能力。

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