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大国重器背后的“计量工匠”——湖北省计量院刷新超大力值计量世界纪录!

发布时间:2021年07月14日15:37 来源:

引言:在超大力值计量校准领域,湖北省计量测试技术研究院一直都在谋求创新突破、赶超先行。“十三五”以来,从30MN、60MN到90MN计量校准,一步步走来,他们步履坚实、品牌日新。

如今,湖北省计量测试技术研究院的超大力值计量校准检验能力“再登高峰”,达到108MN,刷新世界纪录!

荆楚网(湖北日报网)讯(记者魏霭琼、杨华琳 通讯员谢震宇)7月14日,记者从湖北省计量测试技术研究院(以下简称“湖北省计量院”)获悉,该院成功完成了世界最大力值试验机“中建万吨级多功能试验系统”校准检验任务。湖北省计量院在此次任务中的最大校准力值达到108MN(10800吨),树立了世界超大力值计量的新里程碑。

检验小组正在进行现场校准检验。通讯员供图

东寻西觅——“国之重器”的求检之路

计量是构建一体化国家战略体系和能力的重要支撑,是衡量国家制造业实力的重要指标。

中国建筑技术中心“万吨级多功能实验系统”是当今世界上唯一的垂向加载能力突破万吨的六自由度工程结构实验装备,代表了大型工程项目检验用装备的世界最高水平。自2010年启动建设以来,该装备历经10年攻关,“临门一脚”时却遇到难题,过万吨的垂向力值,哪个机构才能进行校准验收?

“我们前后咨询了很多北京上海的机构,包括一些国际第三方知名机构,都没办法达成校准要求。” 寻找承担校准验收任务的计量机构这个重任,交给了哈工大旗下天津福云天翼科技有限公司研发部部长高朋。此次校准验收任务对超大力值校准能力要求极高,在经过多番找寻比对后,他们最终选择了湖北省计量院,“国之重器”的求检之路终于见到了曙光。

这一艰巨任务,对双方来说,既是一次尝试,更是一次挑战。

其实,湖北省计量院多年来一直持续推进超大力值计量能力建设,已计划在2021年将超大力值校准检测能力进一步拓展至120MN,成为全国乃至全球力值计量制高点,而这次的重任与他们的能力提升目标“不谋而合”。

“全力以赴加强能力建设、推进技术创新,为国之重器保驾护航!”面对全球首次过万吨力值计量校准过程中可能出现的种种难题,湖北省计量院力学所所长胡翔再三考虑,全面评估了各方面因素,最终下定了承接任务的决心!

他与技术团队多次联系“万吨级多功能实验系统”的设计、建设人员,全面理清计量技术需求,即刻组织技术团队加快能力建设攻关,提前筹划进行校准技术储备,为此次任务顺利进行打下了良好基础。

探索未知——一路“技术闯关”解难题

具备相应计量技术能力,只是完成任务的基础,制订校准检验方案才是最核心、最关键的步骤。

待检实验系统由12个传感器组成,需要制订精密技术方案,用4个检测传感器来获取数据。怎样布置各个检测传感器,以准确模拟待检实验系统使用时的状态,是技术方案定制中的头号难题。

“中建万吨级多功能实验系统可实现六自由度加载,这一世界首创技术,既是创新亮点,更是计量校准的难点。” 胡翔介绍到,多自由度意味着各自由度之间会存在一定的耦合关系,即某一自由度载荷的变化会影响其它自由度的载荷大小和精度,这对于高精度的载荷校准来说是一个巨大的挑战。

为破解这一难题,湖北省计量院技术团队参考历史同类检验数据反复推敲模拟,针对试验系统加载受力情况建立算法模型,为后期检验数据处理提供了多种备选方案。随后,技术团队2次前往北京进行实地调研,并根据现场发现的新问题,进一步对技术方案进行调整改进。

现场勘测后,技术团队发现,连接检测传感器与待检系统平台之间的压头底板设计又成了急需解决的新难题,如果设计出了问题,传感器就无法保持水平,导致受力不均,或产生冲击力,造成系统侧翻,甚至受损。针对这个问题,湖北省计量院力学所副所长包福迅速拿出了压头底板的具体设计需求,并根据多年校准检验的经验,推算出设计误差范围,确保在设计方案交付加工时控制在较高的精度。

经历近一个月的连续交流和研究,往返4000多公里反复实地验证,技术团队最终拿出了《万吨试验机技术校准方案》,获得了待检系统设计人员的认可。

终极考试——为大国重器“保驾护航”

理论设计再完美,还是要接受实际操作的考验。

6月15日-6月19日,湖北省计量院技术团队转为检验小组,正式开展现场校准工作。抵达校准现场后,检验小组立即投入紧张工作之中:逐项确认被校试验系统状态与技术精度要求,确保满足校准技术方案相关要求;动用大型行吊、叉车等多种起重工具,准确安装每个重达4吨的4个检测传感器;工装与传感器定位销不匹配,立即对工装进行现场加工处理;加载油缸无执行反馈,小组人员钻入试验系统故障定位点对一根根线缆、一块块电路板仔细查看,直至深夜……

“在长达7天的校准检验过程中,我们内心非常忐忑,既害怕发现任何一点问题,更害怕该发现的问题没有发现。每天在现场工作时间都超过13个小时,即使吃饭睡觉时也会不自觉地想到、梦到技术难点,特别担心校准试验的结果重复性不好。”湖北省计量院力学所彭煜称,重复性不好便代表这次检验校准任务失败。

正式校准检验的最后一天,所有人都憋着一口气,绷紧每一根神经,时刻关注着校准进度的每一点推进。

随着试验数据的不断积累,6月19日当天,检验小组一共记下了2300多个原始数据。经过数据分析,检验人员发现受检实验系统的计量验算数据和设计人员的模拟数据达到高水平同步,趋势、线性、重复性、复现性均非常好。“最初客户要求结果显示精度要达到满量程的百分之一,而校准结果显示精度达到了满量程的千分之五,数据结果远远好于预期要求!”到此,检验小组终于宣布,校准工作圆满完成!

“祝贺你们见证了历史!”校准任务完成后,检验小组每个人的微信朋友圈都被这句话刷屏了,国内外整个计量行业沸腾了!全世界多个大型工程项目负责人、供应商更是立即向中国建筑技术中心发来消息,要求尽快安排实验系统开展检测任务。

验收组的点头认可,委托方的满意笑容,全世界工程界、计量界对此次校准结果的关注和肯定,让湖北省计量院检验小组终于放下心来,几个月的努力付出没有白费,长期的焦虑瞬间消散,所有的辛苦,都在这一刻全都化成了满满的自豪感!

以圆满完成此次校准验收任务为证,湖北省计量院再次突破自我、刷新纪录,最大校准力值达到108MN(10800吨),成为全球首家突破100MN(1万吨)力值校准能力的计量技术机构,为中国计量再添一张闻名于世界的新名片!而在这一世界第一计量能力的强力支撑下,中国“一带一路”重大工程项目建设必将更快、更高、更强推进,为促进亚洲和世界发展发挥更重要的影响力和推动力!


【责任编辑:王冬】

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