材料|探访|护佑“大国神器”,未来科学城有这八大科学装置

探访|护佑“大国神器” , 未来科学城有这八大科学装置
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 。
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 。
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” 。
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 。
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 。
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 。
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 。
【材料|探访|护佑“大国神器”,未来科学城有这八大科学装置】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 。
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 。
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