工人日報-中工網(wǎng)記者 張世光 通訊員 富宏杰 王學善 實習生 劉逸塵

12月30日，世界最大單機容量、最大尺寸沖擊式水輪機轉(zhuǎn)輪在哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司焊接制造成功。世界首臺單機500兆瓦扎拉水電站沖擊式水輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)輪誕生，標志著中國高水頭、大容量沖擊式水電機組的研制技術(shù)實現(xiàn)了重大突破，走在了世界前列。

該水輪機轉(zhuǎn)輪是國家“藏電外送”骨干電站扎拉水電站水輪發(fā)電機組的“心臟”，為發(fā)電機發(fā)出500兆瓦額定功率提供源動力。哈電電機自主化研制的沖擊式轉(zhuǎn)輪能量轉(zhuǎn)換效率達到世界先進水平，轉(zhuǎn)輪采用鍛焊結(jié)構(gòu)，由1個輪轂鍛件和21個水斗鍛件組成，焊接后的重量超過90噸。

沖擊式水輪機是用壓力管道引導水流沖擊水斗式轉(zhuǎn)輪進行能量轉(zhuǎn)換的水力機械，電站落差大壓力高。扎拉電站設(shè)計水頭671米。轉(zhuǎn)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(tài)下，時刻承受高頻率的動態(tài)壓力，對機組的穩(wěn)定運行和安全起著至關(guān)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(zhuǎn)輪，其輪轂鍛件直徑尺寸為4.7米、厚度達1米，創(chuàng)造了馬氏體不銹鋼最大鍛件世界紀錄；加工后的轉(zhuǎn)輪最大外徑6.23米、最大寬度1.34米，也是沖擊式轉(zhuǎn)輪世界之最；且由于材質(zhì)、形狀、尺寸等原因，焊接、加工等環(huán)節(jié)的制造技術(shù)，都處于相關(guān)領(lǐng)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(zhuǎn)輪焊接難關(guān)，哈電電機開展了技術(shù)攻關(guān)，采用數(shù)字仿真技術(shù)，進行大型水斗的模鍛技術(shù)研究，選擇了性能優(yōu)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(yōu)的焊接參數(shù)，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(zhuǎn)輪的沖擊韌性及耐疲勞性能。

哈電電機組建扎拉轉(zhuǎn)輪焊接技術(shù)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(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)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(zhì)量保證等多個方面，對焊接制造關(guān)鍵技術(shù)進行深入剖析與研究，形成了一整套焊接技術(shù)方案，為高效優(yōu)質(zhì)完成扎拉500兆瓦沖擊式轉(zhuǎn)輪的焊接制造提供了技術(shù)支撐。

通過扎拉500兆瓦沖擊式機組轉(zhuǎn)輪的焊接制造，哈電電機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(guān)、掌握了超高結(jié)合強度表面強化制造工藝關(guān)鍵技術(shù)，推動了我國電力裝備制造技術(shù)取得了重大突破。