打破國外壟斷！有了它，我國海上風電基礎作業不再受制於人！
科技日報記者 瞿劍
機械科學研究總院28日宣布，我國首台具有完全自主知識產權的2500千焦液壓打樁錘，在整體基礎樁沉樁作業首秀之後，通過了挪威船級社第三方鑒證；標誌著我國自主大規格海上作業液壓打樁錘研製成功，正式列裝海洋工程施工裝備。
首台國產2500KJ大型液壓打樁錘外觀
中機鍛壓總經理、該項目總設計師張長龍介紹，液壓打樁錘是一種利用液壓油的壓力來傳遞動力、驅動錘芯進行打樁作業的施工裝備，在海上風電、海洋油氣開發和橋樑等大型民用工程建設中不可或缺。
以應用最廣的海上風電建設為例，把近千噸的整體鋼管基礎樁植入海床是機組安裝施工的關鍵環節，需要大型打樁錘承擔作業，技術難度大，開發風險高。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，遂成風電產業鏈上長期受制於人的技術瓶頸，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「風電安裝要等錘」的尷尬。
高度集成的深海液壓錘
大型液壓打樁錘研製究竟難在哪？
張長龍解釋，它面臨三大挑戰：一是大能量液壓系統驅動。所謂「2500千焦」，相當於1噸質量物體從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米內讓重達100噸的錘芯產生7米／秒速度，這一看似不可能完成的任務。二是大流量液壓驅動系統能量控制。如此大能量輸出，需每分鐘均勻釋放38立方米液壓油，系統如何控制？三是在1萬噸重力打擊條件下，樁錘零件結構的長期高可靠性，「這也是設計、研製和業主三方『錘友』都最關心的問題」。
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合國家能源集團和中交集團旗下龍源振華，發揮各自在鍛壓技術和海洋工程施工領域的優勢，協同攻關，在缸閥一體化動力驅動、柔性變截面錘桿及連接、可適應海洋施工環境的內擊式樁錘、模塊化標準化液壓動力箱設計、超大型盤類砧座等關鍵零部件結構優化、關鍵大鍛件製造工藝、匯流排控制、立體安全監控等八大關鍵技術上取得突破，自主研製的首台2500千焦大型液壓打樁錘經受了多種海況、多種地質條件、多種樁型考驗，終獲國際權威的挪威船級社第三方機構全方位鑒證，佔據了大型海上液壓打樁錘的技術制高點，同時打破國外巨頭壟斷。
3500米深海實驗第三次
據悉，該自主2500千焦液壓打樁錘價格僅為國外同類產品的50％－60％，在國內風電「平價上網」時代可助關鍵一臂之力。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大型液壓打樁錘的製造和保障能力。
來源：科技日報 文中圖片由作者提供
編輯：陳可軒
審核：王小龍
