近日,我国首套专用于超深竖井的压力钢管智能焊接成套装备,在水电十二局承建的浙江松阳抽水蓄能电站正式投用。该装备可实现压力钢管安装环节的自动化吊装、智能焊接、探伤防腐全流程一体化作业,单条环缝焊接效率较传统手工焊提升65%以上,一次性合格率99%,智能化水平显著提升。这一装备的投用,标志着国内超深抽水蓄能竖井高强钢压力钢管焊接施工正式迈入自动化、数字化新阶段,完成了从掘进到焊接的全链条智能化升级。

松阳抽水蓄能电站引水系统采用一级竖井布置,竖井总深达637米,为目前国内抽水蓄能领域最深竖井。竖井开挖直径6.9米,采用全钢管衬砌,钢管内径5.5米、壁厚20~46毫米,钢管外壁与开挖岩壁之间扣除混凝土喷层厚度后,实际可供焊接作业的宽度仅约45厘米,作业空间极为狭小;同时井内渗水量大、烟囱效应显著,通风条件有限且存在气流扰动。输水压力钢管采用800兆帕、600兆帕及Q345R级高强厚板钢材,对焊接工艺和焊缝质量稳定性要求极高,传统人工焊接模式下,作业人员井下安全风险高、劳动强度大,焊缝质量易受人为操作、洞内复杂环境干扰,是长期制约超深竖井压力钢管安装的技术痛点。

针对上述问题,水电十二局项目团队开展多轮专项科研攻关,联合设计、制造、科研等单位,成功研制出竖井压力钢管智能焊接成套装备。该设备可适配竖井环缝横焊作业工况,能够在狭小受限空间内实现稳定自主作业。设备搭载数字化管控模块,可实时采集、存储焊接电流、电压、行进速度等核心工艺数据,做到焊接全过程可视、可控、可追溯,彻底改变传统焊接“凭经验操作、事后再检测”的管控方式,推动焊接质量管控模式从“事后结果验收”向“全过程精准把控”转变。装备投用后,焊接速度可达每分钟30至50厘米,单条环缝焊接效率较传统手工焊提升显著,焊接质量得到有效保障,井下作业人员数量大幅减少。

从我国首台自主研发的700米级“天工号”超深竖井掘进机智能成井,到智能碾压系统保障大坝填筑,再到本次智能焊接装备投运,智能建造技术已深度贯穿松阳抽水蓄能电站建设全过程。后续,项目团队将结合现场实际施工工况持续迭代优化智能焊接工艺,研究形成适配超深竖井高强钢压力钢管的标准化自动化施工方案,提炼可复制、可推广的抽蓄深井金属结构智能建造实践经验,为国内同类型抽水蓄能工程建设提供借鉴。

松阳抽水蓄能电站位于浙江丽水松阳县,是国家“十四五”能源规划重点项目,总装机容量140万千瓦,计划2027年底实现首台机组并网发电。项目建成后将承担浙江及华东电网调峰填谷、储能调频、事故备用等关键任务,是助力区域新型电力系统构建、服务“双碳”目标实现的重大清洁能源工程。