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2016-09-22

环境技术 2016年4期

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航天科技一院702所首次完成高温热离心试验

日前，国内首次高温热离心试验由中国航天科技集团公司一院702所完成，试验对某型热控结构在高温过载作用下的功能进行考核，试验发现该系统基本功能满足要求。

航天飞行器在发射飞行过程中，承受着严酷的过载以及热环境，承力结构通常采用静热联合试验的方法进行考核；而对于特殊结构，静热联合试验则无法真实模拟结构内部应力状态，高温热离心试验技术是解决这一瓶颈的重要方法。该技术的成功应用填补了国内此项试验领域的空白，标志着我国具备了高温热离心试验能力。

航天科技一院研发中心创新试验方法节省试验费用

近日，中国航天科技集团公司一院研发中心创新试验方法，采用常温制冷剂代替低温推进剂，不仅解决了获取飞行器试验数据的难题，还节省试验费用。

型号飞行器采用低温推进剂作燃料，具有比冲高、无毒无污染的优点，但推进剂沸点极低，易因受热而蒸发，甚至爆炸。低温环境下相配套的试验系统各元器件单机每个2~3万元，进行一次低温推进剂蒸发量控制试验，花费将近100万元。研发中心对不同试验试剂进行了大量调研和分析计算，发现制冷剂的物理性质和现有低温推进剂性质很接近，且比推进剂安全，使用与之配套的普通元器件只需花费几千元。采用常温制冷剂代替低温推进剂进行蒸发量控制试验，不但节省了研制成本，而且有效提高了系统的安全性。

特高压工程用GIS低温极寒环境试验完成

7月8-14日，中国电力科学研究院牵头完成我国自主研制的1 100 kV气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）用复合套管低温极寒环境性能验证试验，这是国际上首次对特高压复合套管进行相关试验。至此，特高压交流工程用1 100 kVGIS、550 kVGIS和126 kVGIS已全部通过-40 ℃低温试验，满足目前所有在建特高压工程需求。

正在建设中的锡盟—胜利特高压工程胜利站位于内蒙古自治区锡林郭勒盟，属于低温站。此外，锡盟站、蒙西站、晋北站、榆横站也均为低温站。低温极寒环境下运行的GIS设备有SF6气体液化、密封失效等性能下降的风险，特高压复合套管高度10余米，加热和保温极其困难，需合理选择加热器功率，同时避免过度加热，保证产品性能。

为保证特高压工程长期安全稳定运行，同时考虑国内现有试验资源，国家电网公司确定对特高压工程用GIS进行-40 ℃低温试验。中国电科院牵头制定了GIS低温解决方案和试验方案，并全程组织试验实施和结果分析。对锡盟—胜利特高压工程胜利站特高压复合套管采取降气压和加装伴热带辅助加热等措施，确保其在规定低温条件下可正常工作。试验结果表明，现有措施可有效提高特高压设备低温耐受能力。

中车株洲所为中国标准动车组提供可靠技术支撑

7月15日11时20分，我国自行设计研制、全面拥有自主知识产权的两列中国标准动车组“金凤凰”和“蓝海豚”，以超过420 km的时速在郑徐线上交会而过，相对速度超过840 km。“蓝海豚”装载的由中车株洲所研制的8大子系统，为这次试验提供了可靠技术支撑。

此次高速综合试验过程中，对向行驶的列车交会瞬间相对速度达到840 km/h，高时速条件下，接触网波动、设备振动都将加大，对弓网关系、受流质量、接触网支持结构紧固质量以及牵引供电设备可靠性等是一个巨大考验。

据介绍，此次试验成功获取了中国标准动车组运行能耗数据、振动噪声特性，探索了时速400 km及以上高速铁路系统关键技术参数变化规律，为深化我国高速铁路轮轨关系、弓网关系、空气动力学等理论研究和高速铁路核心技术攻关、运营管理提供了重要数据。

日本新研究:将光伏组件高温高湿试验速度提高70倍

日本产业技术综合研究所（AIST）近日宣布，开发出了新的试验方法，可以将结晶硅型太阳能电池板（模块）在高温高湿环境下的加速试验速度提高70倍以上。这是产综研光伏发电研究中心模块可靠性小组的成果。

研究表明，结晶硅型太阳能电池模块长时间暴露于高温高湿环境下时，因封装材料水解产生的醋酸会腐蚀印刷在太阳能电池单元（发电元件）上的指状银电极，导致电极与硅界面的电阻升高。因此，作为确认指状银电极可靠性的加速试验方法，此前一直是将电池单元制成模块，在温度85 ℃、相对湿度85 %的环境下进行3 000～5 000 h的高温高压试验的。该研究所称将太阳能电池单元直接暴露于醋酸蒸汽中，则很短时间内就可看到与在高温高压环境下模块上所观测到的相同现象。劣化现象的发生速度约为在模块上实施试验的原方法的70倍。将这种现象应用于加速试验，就能以70倍以上的速度容易地确认太阳能电池单元电极的可靠性了。

国家“863”课题“铸造高温合金制备技术和应用研究”通过技术验收

由首钢总公司牵头，中国科学院金属研究所、中国航空工业集团公司北京航空材料研究院、西北工业大学、北京科技大学等单位联合组织实施的“铸造高温合金制备技术和应用研究”课题，日前通过科技部高技术研究发展中心组织的技术验收。

“铸造高温合金制备技术和应用研究”课题是国家“863”计划“十二五”期间在新材料技术领域中高品质特殊钢核心技术项目中的重大课题。该课题研究重点是研制抗热腐蚀定向高温合金、抗热腐蚀单晶高温合金、第三代单晶高温合金；研制三种高温合金叶片F级重型燃气轮机高压一级涡轮叶片、H级重型燃气轮机高压一级涡轮叶片、高推比航空发动机层板冷却叶片。

该课题自主研制的新型定向柱晶合金DZ466和新型低成本、高强度的抗热腐蚀镍基单晶高温合金DD10，与国际先进水平相当，具有高承温能力、良好耐热腐蚀性能等特点。自主研制的低成本第三代单晶高温合金DD33，其典型高温持久性能与国外第三代单晶高温合金相当。形成了三种高温合金DZ466、DD10、DD33母合金的经济、稳定、批量生产能力。突破了大型叶片的关键制造技术，在国内首次研制成功重型燃气轮机用超过430 mm长的空心定向结晶和单晶叶片，形成了大型定向和单晶叶片的制造规范和暂行技术条件。

抗热腐蚀高温合金及大型定向和单晶叶片的成功研制，将打破国外在燃气轮机核心热端高温合金叶片领域的垄断和封锁，三代单晶层板冷却叶片为高推重比航空发动机的研制奠定了基础。

国内首个腐蚀防护平台在青岛搭建

近日，由钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所、北京科技大学、青岛钢研纳克检测防护技术有限公司共同承担的《材料海洋环境腐蚀数据积累、规律和共享服务》项目获得山东省科学技术进步一等奖。该项目构建的海洋环境腐蚀评价技术体系，成为我国基础科研与公益性数据积累的国家级开放共享技术服务平台。针对海洋环境下的材料腐蚀失效问题，通过长期数据积累，掌握我国海洋环境下材料的腐蚀失效数据和规律，通过发展新型综合防护技术，从而提高材料安全使用寿命。

目前，该项目已为石油化工、能源建设、海洋工程、钢铁冶金等多个行业提供了技术支撑。据悉，大量海洋腐蚀数据实现共享。《材料海洋环境腐蚀数据积累、规律和共享服务》项目构建了国家海洋环境腐蚀试验平台体系，开发了近十项海洋工程装备腐蚀控制成套技术与设备，积累了大量的海洋腐蚀数据；系统开展我国典型海洋环境腐蚀规律和机理研究；并实现数据共享与工程应用。同时，相关单位还建立了完善的材料海洋环境腐蚀试验标准规范体系，制定了10项标准；研究发展了具有自主知识产权的材料海洋腐蚀模拟与加速试验系列化新技术，为开展海洋腐蚀研究与材料腐蚀快速评价提供了可靠的试验装备。该项目还确定了新时期我国典型海域大气腐蚀等级，首次系统开展了我国深海环境材料室内外腐蚀机理研究，为国家重点工程提供了理论基础，并建立了国际上首个国家级材料腐蚀与防护数据信息共享网络平台。

全球首次90度角垂直车对车碰撞试验

近日中国汽车技术研究中心，进行了全球首次90度角垂直车对车碰撞试验。

汽车碰撞实验，可以有效地检测出车辆在遭受撞击时，能在多大程度上保护乘坐人员。

此次测试的项目，是模拟十字路口垂直方向行驶的两辆车发生90度垂直碰撞。这种情况在真实的行车交通事故中，发生率位列第二，因为这种撞击对车内乘坐人员的伤害非常大，所以被业内称之为“魔鬼碰撞”。这项试验目前在全世界还是首次公开测试。此次试验场地是一个丁字形的跑道，试验所用的两辆车，一辆是主动发起撞击的车辆，也称为子弹车，试验中它会像一颗子弹一样主动地撞向另外一辆横向行驶的汽车；另一辆则是被撞击车辆，又称为目标车。撞击的位置就在丁字路口，较长的跑道大概有80米，是子弹车行驶的路径。

测试时，子弹车会被跑道中间轨道里的牵引绳拉着加速到时速50公里，撞击丁字路口横向驶过的目标车。子弹车的时速是50公里、目标车的时速是16.67公里，这样的速度设置来源于真实的交通事故当中的一个统计概率。

这项测试最难的是如何在精确的时间撞击到精确的位置。早一点，就会撞到目标车的车头；迟一点就会撞到车尾。只有精确的撞击到车身中间的部位，才算是成功。这也是这项测试当中最难的一个技术点。

据试验人员介绍，测试主要通过3个方面的指标来评判碰撞结果： 1）撞击后，车辆会不会翻滚、漏油、燃烧，这在真实交通事故中可能导致爆炸，给乘员带来2次伤害；2）车体变形程度，严重的会发生车身解体。撞击后车体变形越小，留给车内人员的生存空间越大，安全系数越高；3）还有就是车内的约束系统，座位、假人这些位移大不大？安全带有没有效果？方不方便解开？另外安全气囊有没有充分打开？这些都是评判安全性能的重要指标。

在被撞击的目标车里，两个假人体身上各个关键部位安装大概有四、五十个传感器，它可以精确地记录下人头部、颈部、胸部等重要位置在车辆撞击时所承受的压力。

目前最终的测试结果尚未公布，还需通过精确数据记录，综合分析和评判被检测车辆的关键安全数据，才能给出权威的答案。