第316章 从蓝图到铁架(2/2)
从图纸到铁架,从零件到系统,每一步都充满了意想不到的艰辛。
样机研制的第一道难关,就给了所有人一个下马威——高温高压液态金属回路的密封。
LBE在500摄氏度以上的工作温度下,流动性极好,对微小的缝隙具有极强的渗透性。
传统的垫片密封在高温下容易失效,焊接密封则对焊缝质量和热应力控制要求极高。
而样机的回路中,有大量的法兰连接、泵的轴封、阀门的阀杆密封点。
最初的几次常温气压密封测试勉强过关,但一旦通入高温LBE进行热态试验,泄漏几乎成了必然。
有时是法兰垫片在热循环后失去弹性,有时是焊缝在热应力下产生微裂纹,有时则是泵的机械密封在高温高速下迅速磨损。
密封组的工程师们尝试了各种新型高温密封材料和结构:
金属缠绕垫、石墨复合垫、柔性石墨填料……但效果总是不尽如人意。
泄漏不仅带来放射性污染风险,更会导致系统压力不稳定,影响热工水力性能。
一次严重泄漏事故后,温卿连夜赶到现场。
泄漏点是一个关键阀门的阀杆密封处,高温LBE喷出,虽未造成人员伤亡,但迫使整个回路停工检修,延误了数周进度。
看着满身油污、一脸沮丧的密封组负责人,温卿没有责备。
她蹲下身,仔细查看泄漏点的结构,又调来了该阀门的所有设计和加工记录。
“问题可能不只是密封材料本身。”
温卿沉思着说。
“阀杆在高温下会有轴向和径向的热膨胀,如果密封结构设计时没有为这种膨胀留出足够的补偿空间。
或者加工公差控制不严,就会在热态下产生额外的挤压或间隙,导致密封失效。”
她建议:
“重新分析所有关键密封点的热-结构耦合变形,优化密封槽和压紧力的设计。
同时,考虑引入‘冗余密封’概念,比如在一些特别关键的部位,采用两道甚至三道不同原理的密封串联。
还有,探索无接触密封的可能性,比如利用强磁场对液态金属进行约束的‘磁流体密封’。
虽然技术不成熟,但可以作为备选方向进行原理验证。”
在她的引导下,密封组调整了思路,不再仅仅聚焦于密封材料,而是从系统设计、热变形补偿、加工精度控制、冗余设计等多个维度综合施策。
经过数月的反复改进和试验,高温密封的可靠性终于得到了显着提升,虽然离“万无一失”还有距离,但至少满足了样机阶段性测试的要求。
密封问题刚刚缓解,振动问题又接踵而至。
样机在模拟火箭发射段的力学环境试验中,一个连接能量转换模块的热管阵列支架发生了共振断裂。
热管是静态热电转换系统的关键散热部件,其失效将直接导致系统无法正常工作。
振动组的分析报告指出,支架的固有频率与试验施加的振动频率段发生了重合,且支架的局部刚度设计不足。
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