超算冷却系统带压开孔注意事项

座落于天津经济技术开发区第六大街滨海外包产业园内的国家超级计算天津中心，是2009年5月批准成立的首家国家级超级计算中心，部署有2010年11月世界超级计算机TOP500排名第一的“天河一号”超级计算机和“天河三号”原型机系统。为全国的科研院所、大学、重点企业提供了广泛的高性能计算、云计算、大数据、人工智能等高端信息技术服务。

超算天津中心冷却系统由主备两套应用范围最广的水冷却及应急冷却系统构成。其中水冷系统中主管道是由两条DN600合金管道组成，位于中心一层冷却机房内，由高压水泵提供水循环动力。

此次带压开孔任务是增设支线管道以增加冷却水流量及流速，带走超级计算机运算时所形成的热量，以并达到超算运行的恒定温度。

主管道材质防腐抗压合金，硬度较高，开孔数量2个，开孔位置主管道竖向横开及横向横开各1个，开孔直径DN600对开DN600，其余为焊接管道及束紧横管等作业。

1.此次超级计算机冷却水带压开孔工程难点在于：

1.1在于冷却水循环过程中，压力会随着主泵停止及运行状态下温度与压力不一致，会间接造成主管道带压开孔过程中水压变化引起开孔过程中密封不严造成泄漏。

1.2水温变化由14度至30度不等且温度变化较快，对中心钻及套刀在切削管道时所形成的热胀造成部分刀齿夹刀及卡顿现象。

1.3管道材质为合金管道，质地较硬，对带压开孔刀及中心定位钻刀头有着更高的要求，并且要选用膨胀系较小、刀齿锋利的材质来进行。

1.4提高带压开孔机钻杆转速，降低进刀速度，以便快速和均匀切削，在内壁形成光滑且不容易腐蚀的表面。

2.通过以上几点特殊的工程要求，需要对公司的带压开孔机钻体、钻杆、带压开孔刀及中心定位钻进行改制，部分关键部件进行了特殊定制加工。

2.1改进带压开孔刀及中心定位钻刀齿的材料，选用以钨钢为基体，加入钒、铬等材料的合金并进行低温打磨，以便提高开孔速度时有较高的硬度。

2.2对合金管道进行提前焊接，并做好管道壁开孔加强作业。

2.3由于带压开孔刀重点增加，因此改造并缩短钻杆以减少伸缩开孔变形，并同时对钻杆进行强化加粗工艺处理。

2.4对液压马达重新按照流量、压力进行选型，在变速箱主体不变的情况下，提高20%转速。同时降低带压开孔机进刀量，以便达到光滑防腐效果。

2.5加强带压开孔机密封，以应对急速变化的水温。另外，密封垫应选用适应温度变化较大的金属密封垫。

天河超算中心的主副冷却水管道由于压力泵的运行，在循环水不足的情况下可能会造成开孔负压等情况，这些都在带压开孔工程前制定的《带压开孔作业应急预案》及《带压开孔危险源辩识》方案中有所表述和解决方案。

方案于2021年9月初上报中心进行专家论证与审批。

方案审批后于16日进行了带压开孔作业，由于机房内空间相对狭小，设备及管件安装全部由人工完成。