卧式电动测试机

随着全球核能发展趋势，国际上将核电站的发展分为四代。第一代核电站，是指上世纪50、60年代初期开发的核电站。第二代核电站，是指从60年代后期到90年代前期进一步开发和建造的发电功率达30万千瓦的大型商用核 电站。第三代核电站，是从上世纪90年代中后期到2010年开始运行的具有更高安全指标的先进核电站。正在开发中的第四代核电站，具有经济性好、安全性高、产生废物少、核资源可持续、核扩散可防止等优点。其中铅基反应堆（LFR）由于其突出的优点成为第四代反应堆系统具有发展潜力的两种堆型之一。铅基反应堆使用铅或者铅铋共晶合金（LBE）作为冷却剂材料，且最早在前苏联开发用于阿尔法级核潜艇，但由于LBE是一种腐蚀材料，结构钢材在LBE环境会发生液态金属腐蚀（LMC）和液态金属脆化（LME），LMC和LME以及氧浓度成为影响铅基反应堆性能的关键问题。因此为了研究液态铅铋环境下结构材料的力学特性，亟需开发一种可模拟不同氧浓度高温液态铅铋环境的力学试验系统。图1 一到四代核反应堆发展及代表堆型氧控方案 液态LBE控氧技术主要包括气态控氧和固态控氧，其中气态控氧技术又分为两种。如图2所示，第一种是将Ar/H2还原性混合气体或Ar/O2氧化性混合气体通入液态LBE内部或覆盖在表面，通过化学反应实现对氧浓度的控制。如图3所示，另一种气态控氧方式为在液态LBE表面通入Ar/H2/H2O三元混合气体，通过控制H2和H2O的组分比例来使液态LBE氧浓度达到目标值并稳定。第一种气态控氧方式控氧速率较快，但是控氧精度较差且容易失控，第一种气态控氧方式可以获得稳定的氧浓度且波动较小，但时控氧时间较长。图2 第一种气态控氧方式及控氧曲线图3 第二种气态控氧方式及控氧曲线氧传感器及氧浓度测量原理 氧传感器是氧控系统中的关键部件，要求其在低浓度的氧含量范围内准确地、稳定地测量，同时具有长期的运行稳定性。用于液态金属中溶解氧的电化学氧传感器利用了固体电解质的离子导体性质，可以用于测量极低的氧含量。目前，一般采用氧化锆基固体电解质为主要材料，利用电化学浓差式电池原理制作氧传感器。其原理如图4所示，根据 Nernst原理，当固态电解质两端有氧浓度梯度时，氧离子会从高浓度的一侧穿过固态电解质到低浓度的一侧，于是会在固态电解质的阴阳两极之间形成一个可以反映两边氧浓度差值的电动势（EMF）。在一定的温度下，这个EMF的理论值可以通过公式算出： E为理论电动势EMF，单位为V；R=8.31441J/(molK)，为理想气体常数；F=96484.6C/mol，为法拉第常数；T为温度，单位是K；PO2,ref为参比电极氧分压；PO2是被测介质中的氧分压。在一定的温度下，参比电极中的氧分压是一定的，那么被测介质中的氧分压就可以通过测量电动势E的值获得。图4 氧传感器原理图 根据参比电极的不同类型，可将氧传感器分为两种，一种是金属-空气氧传感器，如Pt-空气氧传感器，另一种是金属-金属氧化物传感器如Bi-Bi2O3、Cu-CuO2氧传感器。国内外均有多家机构研发了LBE氧传感器，考虑到金属-空气参比电极传感器需要和空气连通，电解质破裂可能会造成回路泄漏，优先开发金属-金属氧化物参比电极氧传感器。且Bi-Bi2O3在应用温度范围、准确性、响应速度、稳定性等方面综合性能优异，基于以上原因，优先开发 Bi-Bi2O3参比电极传感器。 自行设计的Bi-Bi2O3氧传感器结构图如图5-a所示，实物图如图5-b所示，图6为不同温度下氧传感器的稳定性测试结果，测试结果误差稳定在2mV以内。图5 Bi-Bi2O3型氧传感器结构图(1) BNC 接头；(2) 密封法兰；(3) 氟胶圈；(4) 密封陶瓷片；(5) 螺纹压紧件；(6) 锥形环；(7) 散热片；(8) CF法兰；(9) 氧化铝陶瓷管；(10) 电极引线；(11) YSZ陶瓷锥管图6 不同温度下氧传感器稳定性测试结果(a) 500 ℃；(b) 450 ℃；(c) 400 ℃；(d) 350 ℃试验装置 主要构成包括：凯尔测控力学测试系统（卧式/立式），高温液态LBE储液系统，高温液态铅铋试验腔，氧控系统，高温引伸计（卧式）/LVDT位移传感器（立式），保温系统以及支撑台架。其中凯尔测控力学测试系统为测试主体，最大载荷50kN，最大试验频率15Hz。高温液态LBE储液系统储液温度可达550℃，最大储液量15L，可进行液态铅铋氧浓度的预控制。高温液态铅铋试验腔单次试验仅需1.5L液态铅铋，氧控系统包含氧传感器及配套气瓶以及控制系统，可实现动态精确控氧气，误差可控制在2mV以内。根据氧浓度需求，高温液态铅铋试验腔可分为氧饱和液态铅铋试验腔体、贫氧液态铅铋试验腔以及控氧液态铅铋试验腔体。保温系统控温550℃及以上，温差±1℃，隔热效果良好。 高温引伸计/LVDT位移传感器可在550℃氧饱和液态铅铋试验环境下使用，精度达到0.002mm，且配套有特制的固定移动装置，图7为高温液态铅铋环境卧式单轴疲劳试验系机结构图，展示了高温引伸计的安装方式及安装实物图。贫氧液态铅铋试验腔以及控氧液态铅铋试验腔体通过数字图像技术（DIC）进行应变测量。 卧式试验装置方便装夹高温引伸计且节省铅铋，立式试验装置节省占地面积，集成度较高，可根据需要设计卧式或立式结构。图7高温液态金属环境卧式单轴疲劳试验系机结(a) 主机结构；(b) 引伸计安装示意图；(c) 引伸计安装实物图参考文献[1]Rivai A K , Kumagai T , Takahashi M . Performance of oxygen sensor in lead-bismuth at high temperature[J]. Progress in Nuclear Energy, 2008, 50(2-6):575-581.[2]秦博,付晓刚,马浩然,等.铅铋合金气相氧含量控制初步实验研究[J].材料导报, 2019, 33(11):4.DOI:CNKI:SUN:CLDB.0.2019-11-010.凯尔测控公司介绍 凯尔测控是一家专业从事开发、生产、销售各类力学试验系统的国家高新技术企业，自2008年成立以来一直致力于发展新的测试方法。先后与清华大学、北京大学、中科院金属所、中国工程物理研究院等国内著名高校、科研院所建立密切合作，持续在航空、航天、核电等关键领域进行技术研发与投入。公司拥有各类力学性能试验机四个系列四十余个品种，主导产品电磁式疲劳试验系统、原位力学试验系统、原位双轴力学试验系统、拉扭多轴疲劳试验机等测试系统打破国外设备的垄断。凭借着过硬的技术、性能优良的产品和专业妥善的服务，凯尔测控赢得了众多用户的信赖。 凯尔测控是一家专业从事开发、生产、销售各类力学试验系统的国家高新技术企业，自2008年成立以来一直致力于发展新的测试方法。先后与清华大学、北京大学、中科院金属所、中国工程物理研究院等国内著名高校、科研院所建立密切合作，持续在航空、航天、核电等关键领域进行技术研发与投入。公司拥有各类力学性能试验机四个系列四十余个品种，主导产品电磁式疲劳试验系统、原位力学试验系统、原位双轴力学试验系统、拉扭多轴疲劳试验机等测试系统打破国外设备的垄断。凭借着过硬的技术、性能优良的产品和专业妥善的服务，凯尔测控赢得了众多用户的信赖。

食品包装复合膜袋在进行T型剥离测试时，通常会使用剥离力试验机来评估复合膜的粘接强度和剥离性能。剥离力试验机可以是立式的，也可以是卧式的，两者在结构和操作方式上存在一些差异：立式剥离力试验机：立式试验机的测试行程通常是垂直方向的，这种设计使得立式机更加节省空间，适合空间有限的实验室或测试场所。立式结构便于观察测试过程，操作者可以更直观地看到复合膜袋在剥离过程中的变形和破坏情况。由于立式试验机的力臂较短，它通常具有较高的测试精度和较小的误差范围。立式试验机的维护和清洁相对简单，垂直的测试行程也有助于减少机器在操作过程中的移动。卧式剥离力试验机：卧式试验机的测试行程是水平方向的，这种设计可以提供较长的测试行程，适合进行大范围或连续的剥离测试。卧式试验机通常具有较大的负载能力，适合测试粘接强度较高的复合膜材料。水平的测试行程可能导致操作者在观察剥离过程时不如立式直观，但一些卧式机配备了透明的观察窗口，以便于观察。卧式试验机在进行180度剥离测试时，由于其结构特点，有时可以更有效地模拟实际使用中剥离动作。在选择立式还是卧式剥离力试验机时，食品包装企业应考虑以下因素：测试需求：考虑测试的频率、复合膜袋的粘接强度范围以及所需的测试行程长度。空间限制：根据实验室的空间大小和布局选择适合的试验机。操作便利性：考虑试验机的易用性，包括样品安装、测试过程观察和数据记录。维护成本：评估两种试验机的长期运行和维护成本。总的来说，立式和卧式剥离力试验机各有优势，食品包装企业应根据自身的具体需求和条件来选择最合适的设备。通过精确的T型剥离测试，可以确保食品包装的质量和安全性，保护食品免受污染，延长保质期。

近日，长春机械院为贵州钢绳股份有限公司研发制造的国内最大的微机控制电液伺服卧式钢丝绳拉力试验机YNS30000（3000吨）顺利完成试验测试通过专家组验收。 该设备是目前国内通过客户验收的最大的钢丝绳试验设备，用于钢丝绳索具、吊具、锚链等产品等试件的力学性能测试，是船舶工程、石油化工、电力工程、桥梁工程、海洋工程、水利建设、矿山开采及运输行业等安全防护产品测量的重要试验设备。 该设备是我院在五十多年研发制造经验的基础上不断创新，引进国际先进设计理念结合客户实际需求研发制造的，在主机形式、夹持方式、标距调整、变形测量、空间调节、整机标定等多个方面进行了创新，多项指标达到国际领先水平。设备满足以下标准：1、GB/T8358－2006《钢丝绳破断拉伸试验方法》；2、GB/T24191-2009《钢丝绳弹性模量实际测定方法》3、GB/T228－2002《金属材料室温拉伸方法》 3000吨卧式拉力试验机是长春机械院在大吨位专用设备领域的又一突破性力作，该设备的顺利验收打破了我国超大吨级试验设备长期被国外垄断的局面，填补了国内大力值（3000吨以上）卧式拉伸强度试验设备的空白，目前全球能研制YNS30000同级卧式拉力试验机只有少数几家公司。 该设备的自主研发制造增强了我国超强度钢丝绳及相关产品性能的检测能力，保证产品质量及技术要求，对钢丝绳应用于国家重点项目工程提供了测试保障，加速了重大项目关键环节的实际应用进程，对重大工程顺利完成起到了推动作用。 近年来，长春机械院在大吨位试验设备领域连续发力，先后为完成 中石油天然气管道局20000KN卧式宽板拉伸试验机、 中石油管道局2000kN石油管道疲劳试验机 株洲时代材料10000KN二维卧式压剪试验机 株洲时代材料3000kN卧式疲劳试验机、 华舟应急装备有限公司4000KN电液伺服动静疲劳试验机 天铁轧二制钢有限公司8000kN卧式拉力试验机 中国核物理研究所2000kN高低温疲劳试验机 中船重工719研究所大吨位结构力学拟动力动态加载装置 长春机械院在未来的发展中，将不断以客户需求为导向，不断专注于高端工程试验设备的研发制造，坚持自主创新，打造有核心竞争力的一流产品，用优质的产品、优质的服务，助力中国经济。 贵州钢绳（集团）有限责任公司，简称贵绳集团。 贵绳集团位于遵义市，全国冶金重点企业，目前国内最大的金属线材制品专业生产基地之一，行业龙头企业。致力于钢丝、钢绳、钢绞线生产和相关技术、设备、材料的研究与加工，形成了“巨龙”牌钢丝、钢丝绳和PC钢绞线三个产品系列，年生产能力40万吨，其中钢丝绳产量居世界第一，产品广泛应用于矿山开采、交通运输、桥梁建设、海洋工程、港口机械以及船舶、轻工、汽车、军工、航天、水利等行业，出口到美洲、大洋洲、欧洲、亚洲和非洲地区， 产品用于国家重点建设项目水利方面：葛洲坝、三峡水利枢纽桥梁方面： 云南龙江特大桥、。马鞍山长江公路大桥、湖南澧水河特大桥、泰州长江公路大桥、矮寨特大悬索桥、南京长江四桥、明州大桥、、汕头海湾大桥、广州虎门大桥、贵州坝陵河大桥、舟山西堠门大桥等船舶方面：亚洲最大起重船---华天龙号大型打捞起重船