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“定海神针”,他们真造出来了

  2026-01-29 阅读:12

 

打桩船是建设海上风电跨海大桥等海洋工程的关键装备,其打桩架的核心动力部件——启闭油缸。
带动打桩船桩架俯仰角度变换,实现精准作业。
凭借大油缸的驱动,打桩船不仅能施打垂直桩与斜桩,还能在通过桥梁等限高区域时通过调节桩架高度(俗称“躺平”)来顺利通行。

如果把打桩船比作一个巨人,启闭油缸就是它的“手臂肌肉”,当需要把一根钢管插入海底时,海水越深,需要插入海底的钢管长度就越长,钢管越长代表着自重相应增加,打桩船把它“提起来”再“扎下去”,所需要的力量也就更大。所以手臂越有力,打桩就越稳、越深、越准。而它能实现70米水深作业,深度为全国之最。

过去,超大超长启闭油缸曾经是我国海洋工程装备制造领域的短板,长期受制于国外技术,而今,中国不仅造出来了,还保持重量、直径、长度、推力四项世界纪录,并且全球首次创新将闭式能量回收系统应用到世界最大打桩船上,成为我国在高端海工核心装备配套领域取得的又一重要突破。

基建“神针”,如何制造?
造这样一根“定海神针”级的启闭油缸,最难的不是材料,而是让它保持“够直”。

打桩船的打桩能力与启闭油缸推力成正比,大型启闭油缸的外观看起来是个大圆缸筒,如果把启闭油缸比作注射器,那么缸筒就是外壁,活塞杆是推杆,各部件相互配合进行工作。

作为“铁建大桥桩1”号的最大启闭油缸,其多项规格为世界之最。油缸内径1.6米,重208吨,油缸的活塞杆长24.6米。在加工中,重力会导致它们微微下垂,产生弯曲。

项目团队为此动用了国内最大的车磨一体床。像“削铅笔”一样加工活塞杆,在一次装夹中完成精车、熔覆、精磨、抛光等所有工序,最终将该油缸的平直度误差控制在0.2毫米以内,相当于在24米长度上弯曲不超过两张纸的厚度。

在缸筒制造方面,使用超大缸筒加工成套装备,采用多段拼接等工艺,使缸筒平直度误差不超过0.3毫米。

技能升级,能量“可回收”
不久后,这一“定海神针”将正式“入海”,装配于正在建造的世界最大打桩船“铁建大桥桩1”号中,与世界最高桩架一同进入整船系统联调阶段。“铁建大桥桩1”号还采用“DP+锚泊”双定位系统,
能在波涛汹涌的深远海中,将打桩精度控制在厘米级,实现同类型船舶定位精度世界最高。

“铁建大桥桩1”号的船坞上,设计了两个超级电容(超大“充电宝”)作为主动力系统的备用能源,它们具有瞬间大容量充电和放电的优点,可以在短时间内提供或吸收大量电能,从而平衡柴电动力系统的负荷波动,提高整个动力系统的能效和稳定性。

普通液压设备在作业时,机械能多转化为热量耗散,而“铁建大桥桩1”号在全球范围内首次将闭式能量回收系统应用到打桩船上,将启闭油缸与打桩船电机动力单元超级电容相结合,实现能量的回收。
你可以把这套系统想象成一个“动能充电宝”:当桩架下放时,系统将原本会通过热能浪费掉的势能转化为电能,经由船上的“充电宝”存起来,回收率高达40%。下次抬升桩架时,这部分电能又被释放使用。

这样一来,不仅降低了主电机的工作能耗,还减轻了油缸、电机等设备的发热情况,更耐用、更环保。
此次全球最大打桩船启闭油缸的交付,不仅是我国实现超大超长油缸国产化替代的单项技术突破,更是中国制造向核心技术自主可控“智造”转型升级的生动写照。

预计今年6月份,它将远赴巴西,参与建设拉美最大跨海斜拉桥——萨尔瓦多大桥,成为中国高端海工装备走向深蓝的又一代表作。

 

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