科技日報記者劉俠
8月12日，由東方電氣集團所屬東方電機自主研制的世界單機容量最大500兆瓦沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪完成機器人焊接，首次探傷合格率超過99%，將應(yīng)用于西藏大唐扎拉水電站。該轉(zhuǎn)輪在行業(yè)內(nèi)首次應(yīng)用機器人焊接技術(shù)實現(xiàn)了外部水斗與中心體的組焊，大幅提升了沖擊式轉(zhuǎn)輪的焊接質(zhì)量和效率，為后續(xù)高水頭大容量沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪規(guī)模化生產(chǎn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
世界單機容量最大500兆瓦沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪增材制造。受訪者供圖
據(jù)悉，大唐扎拉水電站具有高水頭、大容量、高海拔等特點，共裝設(shè)兩臺單機容量500兆瓦的沖擊式水電機組，東方電機負責(zé)其中1臺套機組的研制供貨。該項目入選國家能源局能源領(lǐng)域首臺（套）重大技術(shù)裝備項目，是目前世界在建綜合難度最大的沖擊式水電項目。
記者了解到，沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪要將高速射流的能量轉(zhuǎn)化為機械能，其受到的載荷具有更明顯的沖擊特性，在高速旋轉(zhuǎn)中每分鐘需要承受1284次交變應(yīng)力的作用，因此對制造質(zhì)量和性能具有極高要求。受復(fù)雜結(jié)構(gòu)限制，目前行業(yè)內(nèi)沖擊式轉(zhuǎn)輪主要采用人工焊接，存在焊縫性能、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。
為應(yīng)對沖擊式機組運行的復(fù)雜工況，提高轉(zhuǎn)輪焊接質(zhì)量，東方電機積極探索自動化、智能化焊接技術(shù)，通過三維模擬、工裝設(shè)計，克服了強約束空間焊接干涉難題，實現(xiàn)了狹小空間內(nèi)機器人軌跡規(guī)劃；通過大量焊接試驗，形成了沖擊式轉(zhuǎn)輪焊接數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了專用離線編程軟件，實現(xiàn)了大幅度截面變化的焊道排布、多曲面變化的焊縫成型；采用了5G網(wǎng)絡(luò)多機器人集成控制技術(shù)，實現(xiàn)了智能傳感、動態(tài)糾偏，提高了焊接效率和穩(wěn)定性；采用數(shù)字孿生技術(shù)，實現(xiàn)焊接過程遠程監(jiān)控。
近年來，針對大型沖擊式轉(zhuǎn)輪研制，東方電機開發(fā)了智能化增材制造（3D打印）、自動化數(shù)控加工、機器人焊接、機器人打磨、機器人三維掃描等技術(shù)。本次通過驗證的轉(zhuǎn)輪直徑6.2米，整體重量達到90噸，95%以上制造過程實現(xiàn)了數(shù)字化、智能化。
