自主研发擦亮“中国造”！全球最大打桩船油缸成功下线

10月15日

由二航局牵头研发攻关的

全球最大打桩船油缸

在江苏常州成功下线

实现了超大超长油缸国产化替代

和核心技术的自主可控

 在我国大型桥梁、海上风电施工中

需要先把多根钢管

打入水底形成桩基

而承担这个任务的就是打桩船

打桩船由船体、桩架、油缸三部分组成

船体是平台，桩架是支撑

油缸是桩架俯仰的动力

油缸运行，带动桩架角度变换

在打桩船中起着关键作用

就像是打桩船“心脏”

大油缸外观看起来是个大圆缸筒

如把油缸比作注射器

那么缸筒就是外壁，活塞杆是推杆

各部件相互配合

这台刚下线的油缸重385吨

直径近2米，总长28米

重量、直径、长度均全球第一

立起来有十层楼高

是全球最大的打桩船油缸

打破了世界纪录

长期以来，大型油缸的

密封圈、轴承润滑垫

耐腐蚀材料制造等受到国外制约

原材采购难、价格贵

在中交集团支持下

二航局联合国内6家产业链头部企业

和清华大学、同济大学等4所高校

形成了产学研用体系

分别开展油缸整机和关键部件研究

通过组建体系化、任务型创新联合体

从研究理论、仿真分析

和实验全方面攻关

相继研发了国产密封圈

国产轴承润滑垫

激光熔覆耐腐蚀材料等

关键核心技术成果

保障油缸顺利下线

自此，这个“打桩战士”

就有了“中国心”

今天，让我们一起来看看

研发背后的故事

油缸是桩架俯仰的动力

打桩能力越强

油缸推力就要越大

缸筒与活塞杆的

设计直径就要越大

该打桩船可把

超120米长、700吨重的桩打入水底

是依靠5000吨承载力的

油缸来进行动作

缸筒与活塞杆

总重305吨、设计直径大

给研发生产带来前所未有的挑战

受重力影响

生产中极易发生弯曲变形

这超出了国内外现有油缸加工能力

为此，油缸主体结构研发团队

投资新建配套生产线

在活塞杆制造上

新建了国内最大25米车磨一体床

一次定位完成

车、磨、抛所有精加工工序

减少了多次装夹误差

创新采用激光熔覆工艺

即把耐腐蚀材料熔化后

覆盖在活塞杆表面

使钢材更加耐用

最终将总直线度误差

控制在0.2毫米以内

在缸筒制造上

新建了超大缸筒加工成套装备

采用多段拼接等工艺

使缸筒总直线度误差

不超过0.3毫米

有了多重“黑科技”的加持

最终成功完成超大油缸整机制造

并获得多项专利，达到国际领先水平

油缸一端连接着打桩船

另一端连着桩架

关节轴承

即是连着打桩船和油缸的部件

关节轴承

由内圈、外圈和润滑垫组成

长期以来

内圈和外圈之间用的

国产纱线制成的润滑垫

易磨破、使用寿命低

无法满足超大超长油缸

高承载、长寿命的要求

这项技术国外已经相对成熟

但国内始终难以突破

关节轴承研发团队

通过纱线加捻等方法

将多根细纱线捻合成一股

优化了国产纱线的处理工艺

大大增强纱线强度

同时，筛选出最优的织造方法

织完后再用特殊工艺处理

成功制备出国产纱线润滑垫

更加耐磨，寿命大大提高

性能与进口产品相当

实现了国产化替代

密封圈是保证装备稳定运行的

关键零部件

由于海洋作业环境复杂

油缸长时间高温高压运行

易导致密封圈损坏

一旦密封失效

油缸推力变小

无法保证油缸动作准确精密

密封圈研发团队通过详细调研

选择了氟橡胶做主体材料

并通过反复试验

确定辅助材料比例

主辅材料相互融合后

形成性能优异的新橡胶材料

再在新橡胶表面

涂覆新织物进行再优化

形成最终的密封圈材料——夹布橡胶

密封圈研发团队

用夹布橡胶制作密封圈样件

把样件放到模拟油缸设备中

进行严格测试

从理论和试验层面

充分验证了它的可靠性

并首次在大型打桩船油缸上使用

实现国产密封零泄漏

打破进口垄断

首次研发的油缸数字孪生系统

可以实时监控评估油缸关键部件

及整机的运行

使油缸使用更加安全高效

油缸的自主研制推进了国产化进程

对于提升我国海洋工程建设能力

具有重大意义

也向世界展示出中国制造

大型海工特种装备的创新能力

接下来

油缸将装入打桩船进行调试

预计今年年底在

世界最长跨海高速铁路桥——

杭州湾跨海铁路大桥建设中一展身手

未来，相关技术成果

还将进一步推广到

更大的海上港口码头

风力发电等建设领域

让中国制造在更多平台大放异彩

二航局

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