——中国二十二冶北重360兆牛垂直挤压机项目纪实
项目简介：北重360工程全称“36000吨黑色金属垂直挤压大口径厚壁无缝钢管项目”，项目总投资10亿元，项目于2006年中标，2007年3月开工，2009年9月20日竣工，2012年获鲁班奖。
有着“草原钢城”之称的内蒙古包头，历史悠久，地处中原边陲。而备受世人瞩目的北重360兆牛垂直挤压机项目就坐落在此。二十二冶人，以一天天不分昼夜地坚守，一项项国内一流的先进成果，问鼎技术之巅，托起国之重器。
北重360工程全称“36000吨黑色金属垂直挤压大口径厚壁无缝钢管项目”，项目总投资10亿元，是二十一世纪初世界上技术最先进、挤压力最大的首台首创特种钢厚壁无缝钢管生产线。该项目的成功实施，标志着我国极端制造能力跻身于世界装备制造能力先进行列,也打破了先进国家在同类项目上的技术垄断，直接导致进口大口径厚壁无缝钢管价格下降，改变了以往受制于人的被动局面，具有重大战略意义。北重360工程也因为它许多个“第一”的特点，在国家“十一五”期间被列为十六个重点项目之一。
2007年3月，北重360工程正式奠基动工，二十二冶人也由此踏上了一条布满荆棘与挑战的道路。
无惧挑战 突破技术封锁
在一般人的眼里，北重360工程是一个高端的项目，而对于二十二冶的建设者们来说，它却是一个艰难繁琐，充满挑战的工程。
重型装备，特别是万吨级锻压设备是一个国家制造能力的标志，因其构建巨大，超出常规制造加工能力极限，有人把它称为“极端制造”。20世纪60年代初，上海江南造船厂研制的一万两千吨水压机，成为中国工业建设和科技发展的标志性成果，举国引以为豪。而如今要制造的36000吨挤压机是当年的3倍，特别是在外国进行技术垄断的情况下，能否靠国人的力量，通过产、学、研结合的方式，把这个项目由梦想变为现实。万千的期盼和压力，全部落在了二十二冶人的肩上。
北重360项目工程浩大、工期紧，仅设备安装量就累计达到5000余吨，尤其是在没有相关国家标准和规范可参考的情况下，生产单位与建设单位都处于边摸索、边施工的试验状态，实属“摸着石头过河”。为此，中国二十二冶北重项目部在各项制度、方案的制定上科学统筹、超前谋划，在充足的准备、周密部署上狠下功夫，积极应对各种难题与挑战。设备的重量超乎想象，机架单重就达到1500吨，最大挤压机机架则达到了2700吨。在此之前，世界上对此类重型设备安装毫无资料与经验记载，国内不仅无法对其进行整体成型铸造，而且也无法在设备件加工后进行预组装。无法预组装就如同少了道质量检验的屏障，缠绕后设备是否变形、能否达到安装精度都是个未知数。因此时常出现设备件反复拆装、进行重新加工修磨的现象，这对后续的各个安装环节是一项严峻考验。以360兆牛挤压机上、下垫梁组装为例，两个垫梁的正常组装只需6至8天。由于牌坊的零部件在加工后无法进行预组装以及牌坊在缠绕后的整体变形无法预算，工程技术人员要将因缠绕变形影响安装的零件经现场测量数据后进行精修，再进行现场组装，最后360兆牛挤压机的上、下垫梁组装用了近一个月的时间。
为了提高施工效率，顺利实现设备的现场组装，现场技术人员决定采用以设备机架固定、缠绕机器人运转为主的钢丝预应力缠绕和剖分坎合组装缠绕技术。整个缠绕工作由中国二十二冶与清华大学科研组利用机器人共同完成。由于360兆牛机架到场早，技术人员于2007年6月16日开始进行第一片牌坊的钢丝缠绕试验。虽然缠绕过程由电脑操控机器人完成，但其属于实验改良阶段，首次在实验室外进行，并且是面对如此大吨位体积的设备件进行实际操作，设备性能以及人员操作经验不足等原因很快就暴露了出来。先是张力传感器出现故障，随后又出现断线、水温高等现象，设计人员多次修改细节结构，终于调试好了设备。可是在运转检测时又查出钢丝张力达不到要求数值的问题。经过细致的检查发现，是钢丝绳负载能力不够出现断裂造成的，而当时第一片牌坊已缠绕完26层钢丝。为了精益求精，技术人员只好拆除掉近30吨的钢丝重新进行缠绕，直到9月5日才完成第一片牌坊的缠绕。再到11月1日第二片牌坊缠绕完成，仅机架缠绕工作就历时5个多月的时间。
液压系统是北重360工程最为艰巨的工作之一，工作量大，技术要求高，施工周期长。液压管道制作安装涉及5022米，共256吨，17套管路，其中低压管道焊口2800道，高压管道焊口1517道。液压系统安装的难点在于厚壁液压管道的焊接。二十二冶人秉承着质量至上的原则，对管道焊接进行严格的过程质量控制，执行了一道异常严格的标准：高压管道焊口探伤达到100%，低压管道焊口探伤达到20%，远远超出了国标中对同类管道焊口探伤率的要求。同时，在管道安装过程中，实施三方监控，每一道口的安装都由甲方、我方、监理三方共同确认，确保了安装质量，为整个液压系统调试打下良好的基础。
翻转作为工程最大的难点，也是展现二十二冶人精湛技艺的最好舞台。上千吨的机架设备整体翻转在国内是第一次尝试与运用。从降低安装风险、提高设备和吊具性能角度出发，技术人员结合现场实际对原有的翻转方案进行了改进和细化。施工中，他们成功克服了翻转场地狭窄以及牌坊同步翻转难于控制等难题。由于150兆牛穿孔制坯机与360兆牛挤压机的缠绕方式、 翻转过程以及吊装方式基本相同，只是两者相比体积和质量不同，因此技术人员设计了“一胎两用”的巧妙方案，即为两个机架的翻转设计制作了同样的6套专用翻转胎具。由于胎具按照360挤压机的重量和外部尺寸设计，为满足150兆牛机架翻转需要，解决因机架的外部结构尺寸比360兆牛挤压机小而出现偏心问题，施工人员通过在翻转胎具内部添加垫块的办法，不仅解决了这一难题还降低了设备的安装成本。
挤压机挤压力3.6万吨是世界上压力最大的厚壁无缝钢管挤压机 ;直径1200毫米是国内最大口径的厚壁无缝钢管;国内最大体积的单体设备机架;第一次采用剖分、坎和、预应力缠绕此类大型设备;厂房内最大的吊装单元重量2700吨;液压系统是同时具备高压和大流量特性的首台重要设备。诸如此类，这些都是所谓的“第一次尝试”。责任重大，使命在肩，二十二冶人不骄不躁，在零下二三十度极寒天气下，仍旧一丝不苟地认真校核图纸。复杂的线路，每一条都独具意义，缕缕蓝色线条勾勒出一幅幅壮美篇章。奋战一线的二十二冶人，一次次调试，为的就是确保设备运转万无一失。他们为了让人民看到，让国家看到，让世界看到，勇于面对国外的技术垄断和封锁打压，用坚守和付出撰写自己的答案。
潜心钻研 铺垫品质之路
36000吨的重型设备体型巨大，就连世界上也没有此类重型设备的安装记录，许多安装问题都需要自行研发，自行创新，然而又谈何容易。面对此问题，二十二冶人逢山开路遇水搭桥，查找大量文献和技术资料，去探索全新的技术领域。从设计制造到安装检修，从机械制造到机器人工作站自主设计制造，逐项研讨，逐一解决技术难题。正当大家心中的火焰燃起时，一盆冷水淋上心头，挤压机需要在狭小的厂房内进行吊装，国内根本没有如此大的起吊设备，为此项目部积极与厂家沟通，定做专用吊装设备，厂房内全体作业人员不敢懈怠，为安装前的组装工作打下基础。每天日夜模拟、画图、做实物、反复试验，一遍遍调试、装配，不断改进，不断完善，最终攻克了超重机架整体安装、超大液压系统安装调试、设备安装调试等一道道技术关键，圆满地完成了安装的任务要求，为项目完成缩短了工期，也为国际大型挤压机安装技术填补了历史空白。“一天也不耽误 一天也不懈怠”的企业精神并不仅仅是一句空谈的口号，它承载着二十二冶人朴实无华的奋斗精神，效率创造价值，创新驱动发展，品质铸就永恒的完美诠释。
科技创新 铸就时代精品
伟人邓小平曾经说过“科学技术是第一生产力。”在北重360工程中，中国二十二冶大量运用并发明多项新技术，新工法，为整个工程的飞速前进插上了腾飞的翅膀。也许下面的一组简短数据会让人对此有着更清晰的认识：在施工过程中，二十二冶人积极应用了住房和城乡建设部新技术应用中的10大项中的24个子项，形成了拥有企业自主知识产权的国家实用新型专利21项，国家发明专利5项，技术创新达到了国内领先水平。其中，由清华大学和中国二十二冶联合研制的挤压机牌坊机器人缠绕技术，通过采用钢丝预应力机器人缠绕把分块设备缠绕成整体,缠绕中自动换层、自动排线，缠绕力自动控制，缠绕后牌坊可施加巨大的预紧力，开创了一条重型装备安装的崭新技术路线。卫星式缠绕机器人是集导引轨道、牵引行走、钢丝张力发生、检测与控制、排线、动力传输与控制等各功能系统为一体的缠绕施工装备，能长期连续地运行，可靠性和稳定性较高，且适应强，能用于不同大小结构的缠绕施工。通过预应力钢丝缠绕技术能够提高分体组合结构的整体性和抗疲劳寿命，改变承载结构的受力状态，发挥材料的强度性能，避免了整体牌坊的疲劳应力破坏，极大提高了设备寿命。除此之外，钢丝预应力剖分坎合、重型设备的液压同步顶升技术、重型设备的转动胎架翻转技术、液压同步推移技术、液压倒装同步提升技术、厚壁液压管道施工技术、螺栓预紧、整体原位旋转、重锤缠绕等新技术开发解决了重型牌坊的整体顶升、平移、翻转、旋转、吊装、就位，充分向世人展示了中国二十二冶人的技术水平与智慧。
2009年7月13日，北重3.6万吨黑色金属垂直挤压机圆满完成热调试，成功挤压出外径700毫米、壁厚200毫米的无缝钢管，标志着中国二十二冶人3年多艰苦努力和奋斗得到了回报，标志着中国二十二冶成功打响在大型设备安装领域的头一炮，将这颗草原上的冉冉明珠紧紧攥在手心里。(徐家阳、牟成林)
