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【工程通讯】勇闯水电高强钢“无人区”
——天台抽水蓄能电站1000兆帕级高强钢压力钢管国内首次规模化应用
来源:机电工程公司 作者:吉智勇 摄影作者:吴和标 时间:2025年12月10日 文字大小:【      

近日,随着浙江天台抽水蓄能电站2号下平洞最后一道压力钢管合拢缝焊接残余应力检测完成,国内首次大规模应用的1000兆帕级水电高强钢板压力钢管制作安装工程圆满完成,这项成果入选国家能源局第五批能源领域首台(套)重大技术装备名单。

在本工程建设中,水电十二局承担了1000兆帕级高强钢压力钢管制作与安装的重任,并见证了国内首次大规模应用1000MPa级高强钢这一水电行业里程碑式技术的成功实践。此举是对中国水电装备制造与施工能力的一次极限考验。

承压之需 呼唤更强“筋骨”

钢材是水电工程的“骨骼”。随着水电开发向更高水头、更大容量推进,传统钢材已难以满足结构强度与轻量化的双重需求。压力钢管、钢岔管等关键承压部件,直接承受数百米水头的巨大冲击,对材料性能的要求近乎苛刻。

抗拉强度是衡量钢材承载能力的核心指标。1000兆帕级高强钢,意味着每平方厘米面积上可承受高达10吨的拉力。应用于天台抽蓄电站这样的国家重点工程——其724米的额定水头在建世界之最和42.5万千瓦的单机容量国内在建之最——选用更高强度的钢材成为技术必然。

“若沿用成熟的国产800兆帕级高强钢,为保障安全,电站引水下平洞及岔管管壁钢板厚度将达84毫米,接近成人手掌宽度。”项目技术专家介绍,“超厚板在卷制、焊接、安装上都面临巨大挑战。而采用1000兆帕级钢材,厚度可减至约56毫米,减重超三分之一,能显著降低施工难度和成本。”

然而,彼时国内千兆帕级水电钢的配套技术与材料储备几乎空白,尤其是关键焊材研发滞后。若全套依赖进口,不仅将承受高昂价格和漫长供货周期,更将核心技术命脉交于他人之手。“必须实现国产化!”面对挑战,水电十二局与项目参建各方共同发出了坚定的宣言。

使命担当 源自深厚底蕴

水电十二局在抽水蓄能电站引水压力钢管领域的卓越成就,源于一份厚重的使命担当,而这担当的背后,是数十年如一日的深厚积淀与技术沉淀。这并非一蹴而就的飞跃,而是一场从无到有、从有到强、从强到引领的坚实跋涉。

“回望来时路”,水电十二局的高强钢应用攻坚历程,是中国水电装备自主化征程的缩影:2003年,浙江桐柏抽水蓄能电站首次应用日本JFE 600兆帕级高强钢,开启了对材料性能的认知与实践;2006年,贵州光照水电站以国产舞钢620兆帕级高强钢实现替代进口,迈出了自主化的关键一步;近年来,国产800兆帕级高强钢在福建周宁、浙江宁海等抽水蓄能电站的规模化应用,则标志着水电十二局已在该领域建立起成熟可靠的技术体系。这段从引进、替代到引领的攀登之路,每一步都凝聚着行业的智慧与坚守,也为更高突破奠定了坚实基础。

“白云横半山”,2023年4月,浙江天台抽水蓄能电站正式确定在其引水系统关键部位应用国产1000兆帕级水电高强钢。此刻,站在前人二十载积淀铸就的技术高地上,我们既有穿透发展迷雾的视野,也清晰看见前路更为险峻的峰峦。从600兆帕到1000兆帕,不仅是数字的跃升,更是对卷制、焊接、安装的系统性极限挑战。这场攀登,始于材料,但远不止于材料——它是一场以国家工程为纸、以行业匠心为笔的深层次技术革新,是对水电装备极限的又一次郑重叩问。当千兆帕钢材在天台的山水间铸成脉络,水电十二局人正以坚实的步履,在中国的技术版图上,刻下新的海拔。

攻坚之战 破解层层壁垒

从实验室的理论参数到工程实体的庞然结构,这条产业升级之路充满未知的挑战。作为国内水电领域首次大规模应用,1000兆帕级高强钢的工程实践近乎一片空白。项目初期,严格执行原定工艺方案却在实践中遭遇了严峻考验——钢板卷制与焊接的裂纹敏感性难以控制,岔管安装精度需在不使用固定焊缝的苛刻条件下实现,新型焊材匹配性与高拘束应力状态下的焊接工艺亟待验证。一道道未曾预料的技术壁垒相继浮现,工艺方案面临重构。

面对困局,公司毅然扛起技术攻坚的重任。作为焊接工艺科研攻关的实施主体,公司投入顶尖技能团队与专用设备,开启了漫长的技术突围。历经无数日夜的工艺试验与参数优化,以科学严谨的态度与精益求精的匠心,逐步突破了下料成型、焊接控制、热处理工艺等系列关键技术瓶颈,最终形成了一套可靠、可控的全新工艺体系。

地下隧洞的高湿、强风环境,是焊接质量控制的又一难关。为此,天台项目部超前部署,组织各方反复论证,创新性地将下平洞划分为五个独立单元格,采用型钢骨架与三防布进行全封闭施工,并在各单元内系统配置除湿机、送风机及烟尘净化装置。实施后,单元格内湿度稳定控制在50%—55%,完全满足高标准焊接要求。

然而,密闭空间内的环境控制,却给一线作业人员带来了严峻考验。夏季洞内基础温度已近30℃,叠加设备制热与焊接本身产生的热量,防护区内温度常突破40℃。施工人员身着厚重防护服,佩戴防尘口罩与焊接面罩,在闷热如蒸的环境里循环作业——每操作30分钟,就必须外出透气10分钟,汗水浸透衣裳已成为日常。即便如此,团队无人退缩,始终以专业坚守诠释责任,以细致操作捍卫质量,确保每一道焊缝都经得起历史检验。

这场攻坚,攻克的不只是技术参数,更是意志与协作的试炼。当最后一束焊光熄灭,留下的不仅是合格的工程实体,更是一套完整的工艺标准与一支敢打硬仗、能破壁垒的铁军团队。

浙江天台抽水蓄能电站1000兆帕级高强钢的成功规模化应用,不仅圆满完成了工程建设目标,更标志着我国水电工程材料技术迈入全新阶段。这一突破,为后续高水头、大容量抽水蓄能电站的建设提供了可靠的技术路径,也为国家能源结构优化与“双碳”目标实施注入了坚实的装备支撑。

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