版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

吊起两座埃菲尔铁塔!我国“宏海”起重机如何让海上平台建造提速10倍?

Engineering前沿
工程院Engineering系列期刊内容精选
收藏

你知道吗?一座深海石油平台的重量相当于2000头成年大象,而我国自主研发的“宏海”22000吨门式起重机,能像拎手提箱一样轻松将其“搬家”。近日,《Frontiers of Engineering Management》发表论文,揭秘这个“钢铁巨人”如何通过四项核心技术,将海上石油平台建造周期从3年压缩至1年,让单个船坞同时建造10座平台成为现实。作为2014年全球最大移动式门式起重机,它不仅是我国重工装备的“名片”,更彻底改写了海洋工程的建造规则。

船坞里的“排队难题”:传统建造像“挤牙膏”

在江苏启东的红华海洋装备基地,曾有个让工程师头疼的问题:一座海上石油平台需要在船坞内分200多个模块焊接,再靠浮吊拼接,单座平台建造周期长达36个月。更麻烦的是,一个船坞只能容纳1-2个项目,我国南海油气开发加速后,订单排到3年后,船坞成了“卡脖子”的瓶颈。

传统起重机更添堵:国外最大门式起重机起重量仅2000吨,且需固定轨道,像“绑在铁轨上的大象”。某项目曾因起重机“够不着”,不得不把平台模块拆成更小块,焊接误差累积导致后期漏水。“必须造一台‘全能选手’——既要力气大,又要站得稳,还得会‘走路’。”研发团队在论文中写道。

四大“黑科技”:给起重机装上“智能关节”

“宏海”起重机的突破,藏在它的“骨骼”“关节”和“大脑”里。这个总高148米(相当于50层楼)、自重1.48万吨的“巨人”,靠四项创新实现了“稳、轻、灵、准”。

刚柔并济的“双腿”:支腿设计堪称“机械仿生学典范”——一条刚性腿与主梁焊接固定,像钢铁柱子般承重;另一条柔性腿通过铰链连接,能像人的脚踝一样小幅转动,抵消主梁变形产生的应力。这种设计让起重机在吊起2万吨重物时,晃动幅度不超过5厘米。

镂空“骨架”减重27%:主梁采用桁架拱结构,由三角形钢件拼接而成,像“镂空的钢铁彩虹”。96个吊点均匀分布在主梁上,每个能吊300吨,合力时“力往一处使”,避免单点过载。这种设计比实心钢梁减重27%,节省1.1万吨钢材。

“溜冰鞋”式移动系统:128对特制滚轮组成“底盘”,替代传统轨道。每个滚轮装有液压缓冲装置,移动时摩擦阻力比滑动轨道降低60%,定位精度达±5毫米——相当于在足球场长度内停车,误差不超过一根手指宽度。

PLC“神经中枢”:控制系统像“24小时值班的调度员”,通过传感器实时监控96个吊点的受力、128对滚轮的位置。一旦某吊点负载超标,系统0.1秒内调整其他吊点受力,避免“偏载翻车”。

实测战绩:单船坞年造10座平台,成本降20%

2014年8月7日,“宏海”起重机在启东基地完成首秀:将3000吨重的平台模块吊起30米,平移50米后精准落位,全程耗时仅2小时,较传统浮吊节省50%时间。更震撼的是,它实现了“陆上造平台、船坞拼积木”的新模式——平台模块在陆地预制,再整体吊入船坞组装,单个船坞从“一次造1座”升级为“同时造10座”。

经济账更亮眼:单座平台建造周期从36个月缩至12个月,船坞租金节省67%;钢材利用率提升15%,单项目成本降低20%。红华基地因此新增4000-6000个就业岗位,带动周边钢铁、运输产业年产值增长12亿元。

从“跟跑”到“定标”:中国重工的“技术突围”

“宏海”起重机的意义不止于一台设备。它验证了我国在超大型结构设计、高强度钢制造、智能控制等领域的集成能力——46米深的桩基(相当于15层楼)、1800kW总功率(够1万户家庭用电)等指标,成为后续同类设备的“国标范本”。如今,其技术已延伸至大型军舰建造,某造船厂应用同款滚轮系统后,军舰分段吊装效率提升40%。

未来,随着深海油气开发向3000米以深推进,研发团队计划挑战30000吨级起重机。“这不是简单的‘放大版’,而是要突破材料疲劳极限和能源效率瓶颈。”论文通讯作者表示。或许不久后,更强大的“钢铁巨人”将在南海之滨崛起,为我国“深海粮仓”建设再添利器。

评论
包庆华
太傅级
阅读
2025-07-24