3月26日,在湖北武汉召开的2014年度湖北省科学技术奖励表彰大会上,由中铁港航局与武汉科技大学、中国人民解放军63672部队共同研究的“200米级水介质爆炸容器研制关键技术及应用”成果荣获2014年度湖北省科技进步二等奖,这是该公司2015年第二次斩获省级科学技术奖,进一步取得了科研技术新突破。
针对模拟深水环境爆炸试验的水介质爆炸容器研制和应用过程中存在的问题,中铁港航局与武汉科技大学、中国人民解放军63672部队本着追求技术先进、操作方便、安全可靠和效益最佳的目的,努力开展了200米级水介质爆炸容器研制关键技术及应用的研究,更好地解决了模拟深水环境爆炸容器的壁厚确定、结构设计、可靠性分析及模拟深水爆破应用等多个关键技术难题,近三年来产生直接经济效益1.09亿元,且取得了显著的社会效益。
中铁港航局航道公司总经理、爆破专家张超代表中铁港航局与其他两个单位组成的技术项目研究团队以实际200米级10gTNT当量水介质爆炸容器的研制和安全性测试过程为背景,采用理论分析、试验测试及数值模拟与实际应用相结合的综合研究方法,对200米级水介质爆炸容器进行了系统研究。在水介质爆炸容器设计理论及效果方面,相对于目前国内外一般采用动力系统数法进行壁厚计算,经济性和可操作性较差,对此,项目研究团队创新性提出了基于能量吸收法的水介质爆炸容器壳体强度分析方法,充分解决了传统设计中材料要求高、重量大、成本高、使用不方便的问题。
在进行系统研究的基础上,项目研究团队创新研制出了国内外首台2米直径可模拟200米水深的10gTNT当量水介质爆炸容器,打破了先前国内外最大模拟水深为150米、最大药量为1gTNT当量的成果记录,且建立了一套完整的水介质爆炸容器动力学研究测试系统,实现了多参数条件下的爆破测试集成化、自动化,解决了深水爆破试验的关键技术问题。
对于200米级水介质爆炸容器,项目研究团队充分进行载荷和壳体响应测量分析以及频谱分析,得出了容器的实际作用载荷分布特征、动力响应的处不规律和相关参数计算公式,还有不同爆破载荷当量和外加静压对容器响应频率特征的影响规律,这一系列研究成果在国内外都还未见相关或者同类报道,可谓是取得了重大的发现,弥补了目前水介质爆炸容器的相关空白点。
水介质爆炸容器存在着大量的随机不确定性因素,如爆炸载荷的波动、材料特性的分散性和结构尺寸公差等。对此,基于爆炸动力学、结构力学、可靠性理论分析和数值计算,项目研究团队分析了不同结构可靠度计算方法的特点和适用情况,创新性地提出了水介质爆炸容器结构动力可靠度分析方法。该技术成果在相关爆破公司实际操作采用过程中,取得了突破性成果,不仅缩短工期、保证施工安全,更是产生了可观的经济效益。
中铁港航局在该科研项目攻关中,充分发挥拥有丰富实践经验的优势,为研究工作提供了大量基础数据和应用情况总结,夯实了研究的理论基础,同时为研究提供了现场实验便利,促进了阶段性研究成果的及时修正。
200米级水介质爆炸容器成果不仅弥补了理论基础及研制技术空白点,对国内类似工程具有重要的指导意义,而且进一步打响了中铁港航水下炸礁品牌,提升了企业在港工爆破板块市场上的核心竞争力。 |