近年来,随着我国航空航天和国防工业等的快速发展,液体压力不断的提高,目前的液体压力要求已经超过1000 MPa,有的甚至达到1800 MPa。液体超高压技术主要用于国防军工、机械工程和食品加工等多个行业,如火炮身管自紧工艺、液力挤压过程等,也用于冷链运输中的食品灭菌和一些重要零部件消除铸造缺陷等场合。
国防军工方面火炮身管自紧是在火炮身管进行最后精加工之前,对半精加工火炮身管内膛施加超高液压,使其在管壁中产生预先计算的有益的预应力——残余应力,借此部分地抵消火炮发射时膛压造成的工作应力,并延迟内膛表面疲劳裂纹的扩展,从而提高火炮身管弹性强度和疲劳寿命。理论和实践证明,经过自紧处理,能够确保弹丸发射时身管横截面的应力分布均匀一致,因而这种技术不仅能在不增加武器重量的条件下提高身管的弹性强度极限以适应很高的膛压,或在同样的火炮身管技术性能水平下允许身管壁厚减薄,而且能大大提高身管的疲劳寿命。
近十多年来,随着对现代化大威力火炮武器性能要求(高膛压、高初速、远射程、轻量化和长寿命)的不断提高,火炮身管自紧技术在现代化火炮制造中得到重大发展和广泛采用,已经成为当今火炮制造过程中不可缺少的一个重要环节。用于火炮身管自紧的800 MPa级液压自紧设备我国以前有过生产。
随着火炮身管材料技术的发展,火炮身管材料的强度一直在提高,对身管液压自紧的自紧压力等级也提出了更高要求,自紧压力等级已由原来的800 MPa级提高到1400 MPa级。该压力级液压自紧设备主要依赖进口。鉴于目前的国际形势,该类设备的进口已经受到了限制。应用于火炮身管自紧等场合的液体超高压技术成了我们国家的一个“卡脖子”问题。
同属于液体超高压技术的液压自紧机也成为了“卡脖子”技术。超高压液压自紧机是为自紧装置提供稳定超高压液体输出的核心设备,此装备是提高国防能力的高端装备,因此随着液压自紧机技术的发展,很有必要制定《液压自紧机》推荐性行业标准,这不仅可以推动行业技术进步,促进具有自主知识产权技术的推广使用,而且也为液压自紧机设备的设计、制造和使用提供合理的参数和技术依据,为液压自紧机产品的进出口提供技术参考。
2020年,中国重型机械研究院股份公司项目团队研发了穿甲弹弹芯液力挤压设备,2022年4月调试完成,其最高液体压力达1500 MPa。2022年8月,该项目团队承担的另一重大科研项目也取得了突破性进展,可以实现建立持续稳定的1500 MPa级液体压力。中国重型机械研究院股份公司项目团队初步解决了该液体超高压系列技术的“卡脖子”问题,具备了制定《液压自紧机》行业标准的条件。
液体超高压技术属于“卡脖子”技术,属于该技术的《液压自紧机》行业标准的制定将提高我国火炮身管自紧和金属液力挤压等重大装备的技术水平,填补我国在超高压技术领域的行业标准空白,推动液体超高压行业技术进步,促进具有自主知识产权技术的推广使用。
液体超高压技术方面行业标准的实施将为液体超高压设备相关的设计和检测提供技术参考,也对液体超高压技术的应用提供技术保障和安全保障,对流体超高压装备的产品创新,以及提升行业的国际竞争力产生重要影响,经济效益和社会效益十分显著。