自主核電汽輪機低壓內缸結構優化及工藝改進

謝龍飛 劉祥 吳攀 張斌 鞏麗

(東方電氣集團東方汽輪機有限公司，四川 德陽 618000)

自主核電汽輪機是公司的拳頭產品，目前已進入中、小批量生產階段，國內市場穩定，國外市場樂觀。核電作為國家重點布局的清潔能源，發展前景良好。自主機型是在消化、吸收引進技術基礎上，結合技術進步與新的使用要求發展起來的。由于時間短，研制經驗不足，以及受國外知識產權保護的制約，其客觀層面總會存在一些設計與制造方面的問題，需要不斷改進、完善。從已完工機組的共10個低壓內缸來看，設計工藝性差、加工余量大、加工變形大、制造成本高、生產效率低是目前生產中存在的主要問題。就實際情況分析，有效解決這些問題需從設計和工藝兩方面同時入手，互相兼顧，并重實施。

1 低壓內缸總體結構

低壓內缸是自主核電汽輪機的核心重要部件，在公司在制的三種機型中，通常有二至三個低壓模塊，各機型所用的低壓內缸完全相同。圖1為電廠安裝中的首臺自主核電汽輪機。

如圖1所示，該機組有一個高中壓、兩個低壓模塊。高中壓是單層缸、低壓是內外缸結構，低壓內缸在機組中的安裝位置參見圖1中的低壓模塊一。

圖1 電廠安裝中的自主核電汽輪機

缸的總體結構如圖2、圖3所示，它由上下半、軸向三段、橫向三段共八個部件組成，各部件間的聯接方式為法蘭、緊固件結構，均為板料焊接毛坯，材料為Q345C和不銹鋼兩類。八個部件組合后的外型尺寸(長×寬×高)為7.8 m×13.2 m×10.2 m，總重約268.1 t，實重約270 t，毛坯總重約297.3 t、實重約300 t。從毛坯到精加工完，實際去量約30 t，其占比達毛坯重量的10%。

圖2 低壓內缸上半

圖3 低壓內缸下半

2 低壓內缸存在的設計問題

一般情況下，低壓內缸的設計應滿足機組的性能要求和使用所需。除此之外，良好的制造工藝性也是設計層面需兼顧的重點。由于自主機型低壓內缸的設計須回避引進機型的成熟結構，這當中最大的變化是，缸的支撐方式由軸向變橫向、轉子的支撐方式由落缸變落地，外加設計經驗有限，故低壓內缸在制造過程中暴露出不少設計方面的問題。

2.1 加工余量大

低壓內缸各部件的加工余量落實于設計所出的焊接毛坯圖中，存在的主要問題是單面加工余量過大：

(1)中分面與內孔均15 mm；

(2)大端面20～22 mm；

(3)支撐裝置接配面焊前25 mm、焊后15 mm共40 mm；

(4)低壓內缸中部下半接配面20 mm；

(5)中分面法蘭與大端面、接配面法蘭螺栓通孔的刮面分別為8 mm與5 mm；

(6)內缸貓爪15 mm。

2.2 材料消耗多

由于加工余量大，導致材料消耗多：

(1)例如支撐裝置接配面法蘭選用的是板厚140 mm的鋼板，加工后只有100 mm；

(2)低壓內缸中部中分面法蘭選用的是板厚200 mm的鋼板，加工后只有177～185 mm；

(3)接配面法蘭選用的是板厚120 mm的鋼板，加工后只有100 mm；

(4)低壓內缸中部、導流環大端面法蘭各自選用的是板厚220 mm與100 mm的鋼板，加工后只有200 mm與80 mm。

2.3 定位結構欠佳

如圖4、圖5所示，低壓內缸中部與導流環大端面的聯接方式采用的是螺栓把合、周向環形凸凹止口與上下半各4-?70/?36/?30偏心銷復合定位結構。

圖4 凸凹止口定位

圖5 ?70/?36/?30偏心銷定位

偏心銷結構復雜，裝配煩瑣。凸凹止口加工余量大、加工變形大，又不便進行準確的尺寸測量。為保證裝配時凸凹止口不至干涉，止口小徑單側間隙按0.5～1 mm、大徑按1～1.5 mm設計，相對導流環?6721.6 mm±0.25 mm內孔與低壓轉子末級動葉葉頂?6697.6 mm±0.3 mm外圓的通流值12 mm±1 mm來講，間隙過大，定位效果差。導流環在凹止口內的可竄動范圍已不低于±1 mm通流公差，加上平放車削止口、立放裝配、加工中的裝卡變形、加工應力釋放變形等多種因素的影響，在裝配時要保證12 mm±1 mm的通流要求難度較大，同時大大增加了裝配工作量。

如圖6，這種復合定位結構起實際定位作用的是單薄的偏心銷。兩接配面支撐裝置上的大法蘭(長×寬×厚)尺寸為3200 mm×2700 mm×140 mm，低壓內缸中部上的小法蘭(長×寬×厚)尺寸為3200 mm×2640 mm×120 mm。兩法蘭加工后成“L”形下鉤止口，由于止口定位面長度達3200 mm，受加工精度有限的影響，設計層面只得將其原要求的接觸75%、間隙0.03 mm降為不檢查接觸、間隙0.07 mm，導致定位效果較差。

圖6 “L”形下鉤止口定位

2.4 緊固件的選擇不夠合理

如圖7所示，中分面與接配面法蘭四角均選用的是?50/1∶50螺尾錐銷定位，中分面上的尺寸偏小，承載能力偏弱，裝拆過程中定位面容易拉傷。接配面上的為盲孔結構，水平布置，接配面以下小端的定位長度只有60 mm，定位效果不理想。

圖7 ?50/1∶50螺尾錐銷定位

大端面選用的是M42標準六角頭螺栓，接配面選用的是M52標準六角頭螺栓與螺母，由于螺栓、螺母壓緊面未加平墊圈，又是大扭矩擰緊，故把緊過程中常出現將螺栓通孔的刮面拉傷或咬住的情況，并導致把緊扭矩不達標，更難判斷實際扭矩與設計值的符合程度。通常是將力矩扳手的顯示值與設計值一致判定為合格來處理，實為不合格。另外，除去螺紋倒角，接配面上的螺栓與螺孔的配合長度不到螺紋直徑的一倍，材料Q345C接配面法蘭上的螺孔與35CrMoA螺栓的強度又相差一倍以上，故螺紋的配合長度明顯不夠，需按正常設計加大螺紋規格與配合長度，以提高把緊效果。

3 低壓內缸存在的制造工藝問題

現工藝存在的主要問題凸現在兩個方面：一是設計工藝性差帶來的制造工藝問題。二是制造工藝自身的不合理，這當中主要包含焊接與加工工藝脫節、加工與焊接工藝在細節層面考慮不周不細等問題。

3.1 焊接毛坯現狀

總結已產出的十套低壓內缸毛坯質量，其幾何尺寸、形位精度與焊縫質量相對穩定，但仍有一定的提質空間。

支撐裝置接配面是焊接與加工的基準，加工時按對角找等高后的平面度誤差一般都<2.5 mm，實際加工余量一般按不超過13 mm確定。

導流環本體各焊接件的板厚、焊縫大小、材質等差異性大，有一定的焊接難度。焊后，大端面的平面度誤差往往較大，個別臺份，大端面上凸止口頂部所留10 mm加工余量已不夠加工，需局部補焊，同時造成大端面所留20～22 mm加工余量嚴重不均、加工后法蘭厚度與螺栓孔刮面深度差異大、導流環加工后變形大、外觀質量差等一系列問題。分析原因，主要是設計結構不合理和焊工技術水平的差異所致。

低壓內缸中部上下半中分面、內孔軸向中心線、大端面是焊接與加工的工藝基準，接配面法蘭最后裝焊。中分面是加工中最先加工的工藝基準。一般情況下，加工前的首道劃線工序，是將中分面按對角找等高后做負荷分配，接著再劃中分面線，以此確定中分面的加工位置。中分面與接配面加工時，各自按對角找等高后的平面度誤差一般都≤4 mm，如接配面按已選定的中分面找水平、按已確定的內孔軸向中心線找平行來加工，則在此狀態下，總的形位誤差一般都≤7 mm。實際加工余量中分面一般按最大不超過13 mm確定；在鏜床回轉工作臺上平放加工接配面時，為了減少裝卡時間，目前是按中分面找水平、軸向中心線找平行操作，此時接配面加工余量按最大不超過18 mm確定。目前，內孔的實際單面加工余量遠大于圖示所留的15 mm，中分面部位實為18～24 mm，頂部實為16～20 mm。上下半大端面法蘭各自由三弧段對焊而成，大端面平面度誤差一般≤10 mm，實際最大加工余量一般為15～25 mm，徑向寬度980～1493 mm，加工費時費事，經分析，主因是與導流環相配的凹止口設計不夠合理。

3.2 加工變形大

考慮到制造成本、生產周期等因素，支撐裝置與導流環均直接從焊接毛坯開始精加工。低壓內缸中部上下半分粗加工、堆焊內孔進汽側隔板定位面以及精加工三個階段，前兩個階段后未安排去應力熱處理工序。存在的問題都是加工余量大導致加工變形大。加工中看似合格的工件，變形后只實為接近合格或不合格，組裝后的合缸精度也非常有限。由于加工應力的釋放是一個緩慢過程，最終將對機組的運行帶來不利影響。對于這種加工余量大、精度要求高的焊接結構件，合理的制造工藝應是粗加工后進行去應力熱處理，或盡量減少加工余量，否則，就應將堆焊前的粗加工合并到堆焊后的工序中，以降低加工成本、提高加工效率、縮短生產周期。

3.3 加工效率低、加工成本高

加工余量大對制造工藝的影響是全方位、多層面的，除影響工件的制造精度外，還會降低加工效率、推高制造成本。

3.4 毛坯焊接與加工和裝配要求脫節

低壓內缸各部件的焊接、加工與裝配是制造過程中緊密聯系并相互影響的三個階段。毛坯焊接除需滿足相關各項技術標準與技術要求外，還應充分考慮加工和裝配需要。目前低壓內缸各部件毛坯焊接存在的主要問題有：一是各部件的尺寸與形位公差未按組合件要求整體考慮；二是對焊前件的下料尺寸、焊縫收縮量、焊接變形量等指標的把控力度不夠，未做到將加工余量控制在設計值之內，個別部位的實際加工余量更遠大于設計留量，設計留量本來就偏大。對加工過程而言，希望能將最大加工余量控制在設計留量以內，夠加工即可，越小越好。

3.5 加工工序安排不夠合理

各部件主要工序加工流程如下：

(1)導流環上下半：毛坯驗收→去工藝拉筋→負荷分配、劃線→鏜床半精銑中分面→校形、割導流板缺口→立車車裝卡基準→鏜床精銑中分面、銑找正基準→合并、搭焊上下半→立車精車內孔、大端面→龍門銑鉆大端面螺栓孔、銷孔→鉆床刮面→拆開上下半→鏜床收尾→鉆床收尾→鉗工收尾→裝配。

(2)支撐裝置：毛坯驗收→負荷分配、劃線→鏜床精銑接配面、鉆銑螺栓孔→與低壓內缸中部下半把合→萬向鉆預鉆鉸接配面錐銷孔→后繼組合加工見低壓內缸中部下半加工流程。

(3)低壓內缸中部上半：毛坯驗收→負荷分配、劃線→負荷分配，龍門銑半精銑中分面、銑找正基準→鏜床在汽機側大端面銑立車找平基準→上下半組合狀態立車精車隔板堆焊面、半精車內孔和大端面→堆焊隔板定位面→根據工藝基準和已加工面做負荷分配、劃線→負荷分配，龍門銑精銑中分面、銑找正基準、鉆螺栓通孔→鏜床在汽機側大端面銑立車找平基準→合并上下半、組合加工、拆開上下半等工序見中部下半加工流程→鏜床鉆銑大端面螺孔、精銑進人孔法蘭等部位→鉗工收尾→裝配。

(4)低壓內缸中部下半：毛坯驗收→負荷分配、劃線→負荷分配，龍門銑半精銑中分面、銑找正基準→鏜床半精銑接配面、在汽機側大端面銑立車找平基準→上下半組合立車精車隔板堆焊面、半精車內孔和大端面→堆焊隔板定位面→根據工藝基準和已加工面做負荷分配、劃線→負荷分配、龍門銑留量精銑中分面、銑找正基準→鏜床精銑接配面、鉆銑螺栓孔→把合支撐裝置→萬向鉆預鉆鉸接配面錐銷孔→負荷分配，龍門銑精銑中分面、銑找正基準→臨床用上半號劃中分面螺孔線→龍門銑按線鉆銑中分面螺孔→鏜床在汽機側大端面銑立車找平基準→合并上下半，鉆床鉆鉸中分面錐銷孔→拆下支撐裝置→立車精車各內孔、大端面→拆開上下半，把合支撐裝置→萬向鉆精鉸接配面錐銷孔→鏜床鉆銑大端面螺孔、精銑內缸貓爪→鏜床鏜背部管口、鏜銑隔板定位面、支撐槽面等部位→鉗工收尾→裝配。

從各部件的加工流程可看出，導流環與支撐裝置因結構相對簡單，其加工部位相對較少，故在設計與工藝層面需重點優化的地方也相對少一些。低壓內缸中部上下半工序長、雜，堆焊前的工序與堆焊后的前段工序幾乎完全一致，同一部位的工序重復，增加了加工工作量、生產周期和生產成本。中分面、接配面與內孔的粗加工分別選用的是27米龍門銑、?260鏜床與?12.5米立車這類大型加工設備，會帶來工件的轉運、起吊翻身、裝卡等輔助工序成倍增加，引發了一系列生產、安全等問題。

3.6 工藝方法的選擇不夠合理

低壓內缸中部上半中分面螺栓通孔的加工由27米龍門銑完成，工位為中分面向上，四主支點在大端面法蘭四吊耳處，缸的變形趨勢為徑向向內，與下半合缸后，中分面向下，缸的變形方向又變成了徑向向外。低壓內缸中部下半中分面螺孔的加工方法與上半類似，四主支點是工作支點的內缸貓爪，當與上半合缸后，會因上半的重力作用而產生徑向向內的變形。若上下半均不考慮變形因素而直接按理論位置加工中分面螺栓孔，上下半的螺栓孔會出現超出設計與使用要求的錯位。故采用的工藝方法是：在龍門銑臨床扣合上半號劃下半中分面螺孔線，號孔后，吊開上半，按線單孔找正鉆銑螺孔。這種工藝方法不但效率低，同時還存在高位作業的安全風險，見圖8。

圖8 內缸中部下半中分面螺孔

考慮到導流環下立車后會出現內孔和端面變形、低壓內缸中部上下半拆開后會出現徑向變形的實際情況，其大端面上?46通孔與M42螺孔的加工分別安排27米龍門銑與?260鏜床來完成。這種工藝方法的出發點是，用高精度的數控機床來減小工件變形誤差對孔位的影響。這種加工方式不但成本高，而且孔位精度有限，已多次出現部分螺栓孔需擴偏孔才能擰上螺栓的情況。

4 低壓內缸結構優化

低壓內缸結構優化是保證制造精度、降低制造成本的關鍵。

4.1 大端面定位止口的優化

原大端面相配合的凸凹止口徑向寬度分別為48.25 mm與50 mm。如圖9所示，優化時將導流環大端面法蘭內外圓的加工精度，提高至定位精度、定位效果都在原凸凹止口與偏心銷復合定位以上，法蘭厚度由80 mm增至90 mm，相應將?46 mm螺栓通孔深度由75 mm加至92 mm±3 mm，以此代替原有凸止口?？紤]到焊接變形可能導致大端面加工余量局部不足的實際情況，在保證定位要求的前提下，將大端面需加工出的最小區域規定為：螺栓孔的節圓內外兩側和各螺栓孔徑向中心線兩側的法蘭寬度區間寬度均2×25 mm的區域，另要求未加工出部位的最低點≤3.5 mm。這樣設計既可減小加工余量、加工應力，又便于測量與裝配。低壓內缸中部大端面法蘭上的凹止口徑向、深度尺寸和精度根據導流環大端面法蘭相關尺寸確定，凹止口以外區域不加工。

圖9 大端面定位止口優化圖

按圖9優化后，凹止口的定位深度由原來的10 mm增至30 mm，相應取消M42螺孔孔口深15 mm沉孔，M42螺栓增裝標準平墊圈。由于凸凹止口的定位精度已滿足設計要求，故取消偏心銷。大端面原徑向加工寬度980～1493 mm將減為350 mm，其加工余量與加工時間將減少近三分之二，同時減小了加工應力，增加了缸的整體剛性。

凹止口加寬加深后，低壓內缸軸向導向桿安裝面需加深5 mm至與凹止口底面齊平，導向桿的長度相應增加5 mm。

4.2 接配面定位方式的優化

如圖10所示，低壓內缸中部接配面法蘭原尺寸(長×寬×厚)3200 mm×2640 mm×120 mm不變，支撐裝置接配面法蘭尺寸(長×寬×厚)3200 mm×2700 mm×140 mm減至與低壓內缸中部接配面法蘭尺寸一致。將接配面“L”形下鉤止口與4-?50/1∶50螺尾錐銷復合定位結構改為18-?57/1∶50雙頭錐銷螺栓定位。將各把合螺栓的規格由M52加大至M56，螺栓擰入深度由原來的不到1.06倍螺紋直徑加大至1.38倍，螺栓、螺母壓緊面增加標準平墊圈。這種定位方式提高了定位精度與聯接剛性，并將由止口的集中受力改變為在整個接配面分散受力。

圖10 接配面定位方式優化圖

4.3 加工余量的優化

根據支撐裝置毛坯現狀，以及接配面法蘭與內缸貓爪位于支撐裝置長度方向兩端，其加工余量互補、可互借的結構，將接配面與內缸貓爪的加工余量由原來設計的15 mm減至5 mm與10 mm。在4.1條中，導流環大端面的加工余量已從22 mm減至10 mm。

根據低壓內缸中部下半毛坯現狀，將接配面的加工余量減至7 mm，若出現7 mm不夠加工，則先調整接配面與內孔軸向中心線的平行度，若還不夠，則再調整中分面水平，直至滿足加工要求。中分面與中分面螺栓通孔刮面的加工余量互補，綜合考慮，將中分面螺栓通孔刮面的加工余量由原來的8 mm減至2 mm、中分面的加工余量由原來的15 mm減至8 mm，中分面螺栓通孔的深度由原來的177 mm增至190 mm，螺栓相應加長13 mm。此外，中分面?50/1∶50錐銷孔結構形式不變，將尺寸增大至?57/1∶50。內孔的設計與實際單面加工余量較大，均減至8 mm。大端面的加工余量在前面4.1條中已減少三分之二。

4.4 支撐裝置徑向尺寸的調整

由于加工余量的減小，低壓內缸中部下半接配面至汽缸中心線的尺寸增加了13 mm，支撐裝置接配面至內缸貓爪的尺寸增加了15 mm，就內缸橫寬而言，徑向單面增加了13 mm+15 mm=28 mm。在不降低工件剛性的情況下，要做到既省材料、又不能改變現有相對成熟的焊接工藝，只需將支撐裝置接配面法蘭與矩形支撐板之間的撐桿和筋板在水平方向長度減少28 mm即可，見圖8。

5 制造工藝改進

在設計結構優化的基礎上，結合現有生產設備與其它制造條件，進行了如下工藝改進。

5.1 焊接工藝優化

低壓內缸中部下半與支撐裝置按配作方式裝焊、焊接，以保證加工過程中的橫寬尺寸。即先焊中部下半，并實測接配面法蘭的位置與形位公差，再配焊支撐裝置。對于導流環，焊后詳細檢測大端面的平面度，若加工余量不夠，則選用校形或局部補焊方式補救。

5.2 合并加工工序

將低壓內缸中部上下半內孔隔板定位面堆焊前的加工直接安排在首道劃線后，選用鏜床分缸加工，其步驟如下：

(1)上下半均保持劃線時中分面向下工位，單半就位于?260鏜床回轉工作臺；

(2)主支點選中分面四角，按中分面線找平，負荷分配合格后壓緊；

(3)在設計堆焊圖尺寸基礎上，單面再多加工2 mm，走圓弧插補銑各檔內孔進汽側隔板定位面，銑工藝基準。接下來按焊接工藝堆焊隔板定位面，按圖、工藝基準與焊前劃線直接精加工。

5.3 大端面凸凹止口的加工方法及精度保證

鑒于現有內徑千分尺不能滿足大端面凸凹止口測量精度的實際情況，設計了圖11所示的專用內徑尺。尺子結構簡單，使用方便，閑置時，注意將尺子的一端擰上M20吊環螺釘，垂直吊放，以防彎曲。

圖11 專用內徑千分尺

大端面凸凹止口的加工方法與精度保證工藝措施如下：

(1)在導流環大端面內孔部位均布點焊四只測量塊，徑向間距與低壓內缸中部靠大端面內孔的毛坯尺寸相同。兩部件測量基準孔的大小尺寸按完全一致保證，加工與測量方式也完全相同，以保證凸凹止口的加工精度和裝配要求。

(2)導流環或低壓內缸中部在立車就位后，先半精車，量具用現有8 m內徑千分尺與止口單側環寬相吻合的內、外徑千分尺。

(3)先精車?6830 mm測量基準孔，要求低壓內缸中部與相配導流環的基準孔尺寸一致，允差0.03 mm?；境叽缬矛F有8 m內徑千分尺控制，尺寸的一致性用專用內徑尺保證。專用內徑尺使用方法：將尺子橋放在已車平的內孔端面，兩尺頭測點調至與內孔直徑重合，擰量桿去撓度微調螺釘消除量桿撓度，然后將固定測頭與基準孔接觸，再將微調測頭旋至與基準孔接觸，記錄微調測頭量值，后繼同部位相對應的基準孔按此量值加工即可。

(4)圖11中的?6830 mm測量基準孔加工后，順次加工導流環350 mm、349.65～349.75 mm兩尺寸，然后順次加工低壓內缸135 mm、349.95～350.05 mm兩尺寸。

(5)凸凹止口加工后，用圖12所示的雙面定位半圓鉆模試裝，同時號劃?46 mm通孔線、M42螺孔線，然后下活。

圖12 雙面定位半圓鉆模

5.4 工序優化

低壓內缸中部下半中分面上螺孔，目前采用臨床號孔、按線加工方式，荒費了27米龍門銑加工優勢，經過分析、探究，制定了行之有效的工藝方案：

(1)上半中分面向上，在龍門銑精銑中分面、鉆螺栓通孔時，在內孔、大端面等部位銑出與下半相對應的合缸基準。

(2)下半中分面向上，在龍門銑精銑完中分面后，在與上半相對應的位置銑合缸基準。

(3)臨床扣合上半，對正合缸基準，同時要求下半中分面四角水平與合缸前一致。由于上半是中分面向上、四主支點在大端面法蘭四吊耳處加工的中分面和合缸基準，故合缸后，上下半會出現相反的徑向變形，造成同部位的合缸基準不能對齊的情況，此時將各自對應的合缸基準調至錯位量相等即可。另外，為了避免上下半中分面的平面度誤差、導致中分面接觸不均或接觸部位不對稱、進而出現上下半非對稱變形對號孔位置精度的影響，扣合上半前，按圖13在下半中分面四角、兩側中點和正反第二檔內孔共十處對稱墊入0.2 mm厚的涂油銅皮墊片，以實現中分面對稱部位趨于等量變形的預期，加放墊片還有利于防止推缸過程中拉傷中分面。

圖13 中分面螺孔墊片放置圖

(4)鉗工用專用劃線工具號劃出下半中分面螺孔線。

(5)吊開上半。

(6)檢查下半串位情況，按中分面和合缸基準恢復下半位置至合缸前狀態。

(7)根據螺孔線鉆銑各螺孔，同時記錄孔位坐標。

(8)由于汽缸結構和孔位徑向、軸向都對稱，在整理孔位坐標時，每個孔的二維坐標按與其對稱的四個孔的平均值選取。

(9)將測得的孔位坐標，直接用于后繼相同缸的加工，即不再號孔。

低壓內缸中部下半大端面上M42與導流環大端面上?46螺栓通孔的加工目前分別選用的是?260鏜床與27米龍門銑，其加工成本是?125搖臂鉆床的5～10倍，為降低加工成本，制定了用鉆模加工的工藝方案：

(1)用?125搖臂鉆床替代?260鏜床和27米龍門銑加工大端面上的?46/M42螺栓孔。

(2)設計圖12所示的雙面定位半圓鉆模，按最小實體制作。

(3)鉆模使用時，凸止口與低壓內缸中部大端面上的凹止口相配、凹止口與導流環大端面法蘭內外圓相配來完成螺栓孔的加工。方法1：用鉆模號劃出孔線，移開鉆模，按線加工螺栓孔；方法2：直接用鉆模定位刀具加工螺栓孔。

6 結論

低壓內缸通過設計優化與制造工藝的完善，取得了良好的技術經濟效果，具體體現在三個方面：

(1)通過大端面、接配面定位止口與把合方式的優化，提高了缸的設計質量和長期工作條件下的可靠性。

(2)通過結構與加工余量的優化，使優化部位總的加工余量減少了近60%，約14.5 t。原各部位總的加工余量約為工件毛重的10%，優化后約為5%，減少了材料消耗。加工余量的優化，還減少了加工應力，保證了制造過程中缸的尺寸穩定性，以及長期工作條件下缸的精度不至因加工應力的釋放而逐步下降。

(3)經過優化，加工效率提高了約35%，制造周期縮短了約30%，減少工序近1/3。特別是將轉運、起吊、翻身和高位作業安全風險大的工序減少了1/4以上。按目前的成本計算，一套低壓內缸可降低近150萬元的制造費用。