超高压环境适配！U 错动弯折试验机攻克特种材料测试难关

更新时间：2025-07-23

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近日，针对深海探测、油气开采等领域特种材料的环境测试需求，一款可适配超高压环境的 U 型错动弯折试验机完成技术验收。该设备能在 0-100MPa 高压环境下实现材料 “弯折 + 错动" 复合力学性能测试，特种材料在超高压动态力学评估领域的设备空白，为深海电缆、高压密封件等关键部件的可靠性验证提供了核心工具。

超高压环境适配！U 错动弯折试验机攻克特种材料测试难关

设备的超高压适配能力源于三项关键技术创新。采用整体锻造的钛合金承压舱体，壁厚达 150mm，经爆破试验验证可耐受 150MPa 极限压力，舱体内部空间可容纳 300mm×200mm 规格的试样，满足多数特种材料测试需求。创新设计磁流体密封传动系统，解决了高压环境下的动力传输难题，使弯折角度（0-180°）和错动位移（0-50mm）的控制精度保持在 ±0.01mm，较传统高压测试设备的精度提升 40%。搭载光纤光栅传感阵列，可在高压环境下同步采集材料应变数据，采样频率达 1kHz，避免了电信号传输在高压下的干扰问题。

在测试功能上，设备实现了超高压与复合应力场的精准耦合。通过集成的高压泵组与压力控制系统，可模拟 0-100MPa 的压力环境（精度 ±0.5MPa），并与弯折、错动动作协同运行，复现深海管道在洋流冲击下的 “压力 + 弯折 + 偏移" 复合受力状态。针对深海用聚酰亚胺电缆护套的测试显示，设备能精准捕捉材料在 50MPa 压力、90° 弯折与 10mm 错动复合作用下的微观裂纹萌生过程，这一特性是传统常压设备无法模拟的。

超高压环境适配！U 错动弯折试验机攻克特种材料测试难关

特种材料测试的核心难点在于环境下的参数稳定性控制。该设备采用多闭环控制算法，将高压环境下的温度波动控制在 ±0.3℃，避免温度变化对材料力学性能的干扰；错动速率（0.1-5mm/s）和弯折频率（0.1-10Hz）可独立调节，满足不同材料的动态响应测试需求。中国海洋大学深海材料实验室的测试数据显示，使用该设备对深海耐压软管进行 10 万次循环测试后，其力学性能衰减曲线与实际深海服役 3 年的样品吻合度达 91%，远超传统测试方法 65% 的吻合度水平。

设备还针对特种材料的多样化需求进行定制化设计。配备可更换的特种夹具，能适应从 0.1mm 超薄金属箔到 20mm 厚复合材料的夹持需求；内置的腐蚀液循环系统可模拟深海富硫环境，实现 “高压 + 腐蚀 + 力学应力" 的多因素耦合测试。某油气装备企业利用该设备完成了耐高压管线钢的测试，成功发现材料在 80MPa 压力下的疲劳寿命较常压环境降低 62% 的关键特性，为深海油气管道的安全设计提供了直接数据支撑。

研发团队负责人表示，设备已通过国家计量高压环境性能校准，各项指标达到国际水平。

超高压环境适配！U 错动弯折试验机攻克特种材料测试难关

目前，设备已交付中海油研究总院，用于深海脐带缆的全生命周期力学性能评估。后续将基于该设备建立特种材料超高压力学性能数据库，纳入深海钛合金、高压密封橡胶等 12 类材料的测试数据，助力制定行业测试标准。

业内专家指出，超高压适配型 U 型错动弯折试验机的问世，打破了国外在环境材料测试装备领域的技术垄断，使我国在深海、高压特种材料研发领域拥有了自主可控的测试评价体系。该设备的应用将加速深海探测、页岩气开采等领域的材料技术突破，为我国深海资源开发和装备制造提供关键保障。