兩件高6米重40噸的立柱
中國二重自主研制的160MN水壓機(jī)
中國挑戰(zhàn)
下潛到海底11000米，所受壓力相當(dāng)于一個指甲殼面積要頂起1輛轎車
四川挑戰(zhàn)
關(guān)鍵部件“誤差不能超過2微米，比三分之一根頭發(fā)絲還小”
繼載人潛水器“蛟龍?zhí)?rdquo;突破水下7000多米極限，刷新“中國深度”后。近期，又傳出我國將挑戰(zhàn)萬米載人深潛的消息，按照計劃，2020年左右，中國人將入海11000米，探索目前地球已知的“最深海溝”馬里亞納海溝。下潛到11000米深度，所受壓力相當(dāng)于一個指甲殼面積需要頂起1輛轎車。
“誤差不能超過2微米，比三分之一根頭發(fā)絲還小。”21日下午，在中國第二重型機(jī)械集團(tuán)（簡稱中國二重）精細(xì)加工車間，幾名工人在對兩塊重40噸，高6米的立柱進(jìn)行切割打磨，這是總重680多噸深海超高壓模擬試驗裝置9種15個關(guān)鍵部件中的兩件。半個月前，國家科技部公開發(fā)布消息，全球個頭最大、工作壓力最高的深海超高壓模擬試驗裝置，在位于德陽的中國二重開工。這個肩負(fù)兩項全球之最的裝置已完成主立架和輔框架鍛造，制造工藝可謂“精益求精”，這些部件將于明年5月全部交付裝置，為我國自行研制的全海深載人球殼提供壓力測試條件。
能夠擔(dān)此重任，中國二重鑄鍛公司大型鑄鍛件研究所副所長沈國劬和同事倍感自豪，他說：“我們解決的是國家有和沒有的問題。”
壓力艙長啥模樣？
機(jī)架包裹大圓筒 載人球殼“住”里面
進(jìn)入中國二重，各種重錘敲擊的聲音此起彼伏。
在鑄鍛公司廠區(qū)，該公司營銷部項目負(fù)責(zé)人徐詩勇正在和同事們忙碌著，從去年初開始，他便一直負(fù)責(zé)對接該項目。“制造這個裝置的目的是為了在陸地上模擬11000米的深海環(huán)境，從而方便進(jìn)行試驗，摸清所有參數(shù)。”徐詩勇說，該裝置通過環(huán)境模擬，實時獲取載人球艙耐壓測試數(shù)據(jù)。
說著，他展開一幅裝置效果圖。圖上，三組“操場形狀”的機(jī)架直立，中間包裹著一個高4.8米，內(nèi)徑2.8米的大圓筒，可搭載3人的載人球殼“住”進(jìn)去試驗。“主要解決的是壓力的問題。”
“圓筒就是壓力艙，里面可以自動升降壓。”他介紹說。
該項目由四川航空工業(yè)川西機(jī)器有限責(zé)任公司牽頭承擔(dān)，中國二重德陽制造基地負(fù)責(zé)試驗裝置主機(jī)系統(tǒng)的具體建設(shè)，現(xiàn)已完成主框架立柱、輔框架立柱和半圓梁的鍛造，進(jìn)入初加工階段。下一步，將在第三方監(jiān)理見證下進(jìn)行性能檢測，對達(dá)到技術(shù)要求的產(chǎn)品進(jìn)一步開展精加工。
“項目今年8月啟動，目前剛完成了輔框架鍛造。”徐詩勇告訴成都商報記者，深海超高壓模擬試驗裝置9種15個關(guān)鍵部件總重680多噸，目前還處于初加工階段，整體面貌暫時無法看到。
180兆帕是什么概念？
這個壓力下的水柱 可以切斷鋼板
“一旦球殼通過測試，這個載人球艙就能去到深海的任何一個地方。”徐詩勇告訴記者，目前所知地球上最深的海溝，是位于北太平洋西部海床，靠近關(guān)島的馬里亞納群島東方的馬里亞納海溝，海拔為-11034米。那里黑暗寒冷，水壓達(dá)110MPa（兆帕），被稱為“黑暗禁區(qū)”。而按照設(shè)計要求，該裝置主體框架結(jié)構(gòu)最大工作壓力可達(dá)180MPa（兆帕）。
180兆帕是什么概念？
“正常的大氣氣壓是0.1兆帕，也就意味著它所承受的工作壓力是大氣氣壓的1800倍。”在中國二重鑄鍛公司大型鑄鍛件研究所副所長，高級工程師沈國劬看來，就裝置而言，“超高壓”就是最大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
“如果這個壓力的水，從一個一元硬幣大小的槍口出來，可以切斷鋼板，就像現(xiàn)在用的超高壓水刀。”他告訴成都商報記者，要在陸地上模擬萬米深海壓力，就相當(dāng)于1個手指甲蓋般大小的面積要承受1100公斤壓力。“1100公斤，相當(dāng)于一輛轎車重量。”這就對材料技術(shù)指標(biāo)和現(xiàn)場工藝提出了“超高要求”。
對材料有何要求？
兩塊立柱重40噸 高度差 不能超過2微米
而深海超高壓模擬試驗裝置9種15件關(guān)鍵零部件都要經(jīng)過冶煉、鍛造、熱處理、精加工4道工序后才能成為一個零部件。“每個步驟需要數(shù)十人甚至上百人參與。”徐詩勇介紹。
在沈國劬看來，這個模擬試驗裝置對材料的技術(shù)指標(biāo)有著高要求，例如鋼水的純凈度高、夾雜物含量極低、機(jī)械性能要求高等，包括在制造過程中，對技術(shù)方案的制定、現(xiàn)場工藝的實施監(jiān)控，都提出了高要求。“可以說是精益求精。”雖然中國二重此前很少涉足海洋工程領(lǐng)域，但在該裝備設(shè)計制造中，二重打破了行業(yè)壁壘，將原未涉海的高新技術(shù)研發(fā)、加工力量引入到海洋工程領(lǐng)域，這也是實現(xiàn)本項目創(chuàng)新目標(biāo)的關(guān)鍵。
車間里，機(jī)械手從高溫箱里緩慢夾起一個類似“瓶子”形狀的鍛件，它渾身散發(fā)著橙色的光，一股熱氣襲來，隨即，機(jī)械手將其送至10多層樓高的模鍛壓機(jī)的鍛壓臺。“轟、轟、轟”的一陣響聲之后，鍛壓臺面合攏了，一簇火團(tuán)從縫隙中“嘩”地蹦了出來，伴隨著不斷飛濺的火花，幾分鐘后鍛壓臺臺面緩緩張開，一個大型鍛件產(chǎn)生。
在四精工車間，成都商報記者終于見到了裝置的兩個主要部件。工人們正在對兩塊重40噸長6米的主立柱切割打磨，按照技術(shù)參數(shù)，這兩塊鐵柱的高度差不超過2微米。“一根頭發(fā)絲7微米，誤差只有2微米，比三分之一根頭發(fā)絲還小，這就是要求最高的一點。”在該車間，一名技術(shù)人員陳太見介紹，按照技術(shù)要求，兩個主立柱必須等高，“如果不等高，兩邊釋放的壓力不均勻，這樣就會出大問題。”
研制成功有何意義
中國人能去深海任何地方
公開信息顯示，此前借助設(shè)備下潛至馬里亞納海溝最深處僅3名外國人，尚未有中國人完成這一創(chuàng)舉。“這個裝置一旦試驗成功，‘中國造’深海潛水器就能載人去到深海任何一個地方。”在項目負(fù)責(zé)人徐詩勇看來，在國際海洋界，深海載人潛水器一直占據(jù)海洋開發(fā)的制高點，其技術(shù)水平體現(xiàn)一個國家在材料、控制、海洋學(xué)等領(lǐng)域的綜合實力。
壓力艙
一個高4.8米，內(nèi)徑2.8米的大圓筒，可搭載3人的載人球殼“住”進(jìn)去試驗。該裝置主體框架結(jié)構(gòu)最大工作壓力可達(dá)180MPa（兆帕），是大氣氣壓的1800倍。
原標(biāo)題：挑戰(zhàn)萬米載人深潛 世界最大深海模擬裝置開工
