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护佑大国重器

单位(作者):张航 | 来源:北京晚报 | 更新时间:2021-04-02 | 点击数:

国际领先水平的力学与结构工程实验站内,3000吨抗压疲劳综合试验机“严阵以待”,准备进行国家速滑馆“冰丝带”顶部缆索寿命测试。

自然环境腐蚀实验站内的自然大气环境结构材料试验装置,可以模拟各种环境因素对材料的影响,科研人员正在使用三维激光扫描仪对实验样本进行扫描建模。

在力学与结构工程实验站,科研人员正在准备对风力发电扇叶的零部件进行试验。

在高温高压腐蚀实验站,一项验证第三代核电机组承压管道安全性能的实验正在进行。

在全球最大风电荷载传感器计量标定试验装置前,科研人员正在工作。

在未来科学城,国家材料服役安全科学中心的高温高压腐蚀实验站,一项验证第三代核电机组承压管道安全性能的实验正在进行。

工程师刘廷光紧盯着实验设备屏幕上跳动的数字:温度325℃,压力14.4兆帕。“目前管路材料一切正常,20分钟后,试验管道内壁的温度将骤降至38℃,再升温至325℃左右,如此反复。”他说,在超大型发电厂,发电机组运行过程中会遇到启停、调峰等情形,此时管网温度改变,热胀冷缩,会对材料产生应力,由此造成的材料损伤情况必须摸清。

过去科研人员只能从管道构件上截取小试片在实验室研究,如今这里建设了一套大型回路系统,可以几乎完整模拟发电厂高温高压管路环境,真实获取管路材料损伤数据,“研究成果可以提升我国电力装备的制造竞争力,又能大幅降低安全事故率。”刘廷光介绍。

在科学中心的力学与结构工程实验站,研究员任学冲正带领团队做国家速滑馆“冰丝带”缆索的寿命测试方案。科研人员计划将一批长度8米的原版速滑馆缆索两端固定于液压作动器和反力支座上,以120吨级至160吨级的力量每天抻拉20万次,连续测试200万次,通过百万次的抻拉验证其材料损伤情况,精准掌握缆索使用工况的极限。“我们在抻拉过程中也要给缆索加上挂载设备的重力,力求真实模拟。”任学冲说,这个实验将在近期把测试结论提交给国家速滑馆的设计、运营单位,科学制定缆索保养方案,确保牵牢“冰丝带”。

2008年12月,国家发改委正式批复,由北京科技大学牵头,联合中国科学院金属研究所、西北工业大学、哈尔滨工业大学共同建设国家材料服役安全科学中心。经过10年建设,科学中心先后建成自然大气环境结构材料试验装置、高温高压水汽环境结构材料试验装置、力学-化学多场耦合环境结构材料试验装置等8套大科学装置,并于2019年初起陆续验收投入运行。

目前,科学中心已有7套装置完成验收,整体验收将在今年上半年完成。这八大科学装置通过模拟各类真实运行环境,探究重大工程材料、构件使用中的疲劳、损伤机理,研究成果服务北京冬奥会场馆、北京地下排水管网、超大型发电机组等多个工程项目,正在打造成为护佑大国重器安全运行的国家战略科技力量。

“我们将发挥在北京的创新资源优势,发挥重大科技基础设施的引领作用,服务国家重大科技任务,全力建设立足首都、服务全国、面向全球的新型研发机构,为北京建设国际科技创新中心贡献力量。”科学中心总指挥张卫冬说。

本报记者 张航/文 和冠欣/摄

原文链接:《北京晚报》(2021年4月1日08版)

(责编:孟婍、陈丽萍)