【正文】 。針對超薄金屬內(nèi)襯成型過程中易出現(xiàn)的回彈、邊緣開裂、厚度不均勻現(xiàn)象及焊接時(shí)易氧化、燒穿、產(chǎn)生氣孔的工藝難題。針對小極孔碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶的特殊結(jié)構(gòu)形式，在滿足使用性能要求的前提下，相比同類氣瓶以最大化減輕重量為設(shè)計(jì)目標(biāo)，進(jìn)行高壓氣瓶整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，伴隨著氣體應(yīng)用技術(shù)的成熟，該產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)可轉(zhuǎn)化用來制備儲(chǔ)氣、儲(chǔ)氫的復(fù)合材料氣瓶，促進(jìn)氣體能源的開發(fā)利用，新能源汽車的設(shè)計(jì)制造，應(yīng)用前景廣闊。產(chǎn)品經(jīng)使用單位現(xiàn)場驗(yàn)收滿足使用性能要求，已成功應(yīng)用于某型號飛行器液體發(fā)動(dòng)機(jī)的地面試驗(yàn)，是國內(nèi)第一個(gè)用于擠壓式液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)合材料高壓氣瓶。在該計(jì)劃的支持下，項(xiàng)目組首次設(shè)計(jì)和制備出了帶有超薄鈦合金內(nèi)襯的小極孔碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶。為碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶在新型武器裝備、航空航天系統(tǒng)、儲(chǔ)氣領(lǐng)域、新能源汽車上的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本項(xiàng)目以碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶為研究對象，開展小極孔碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、超薄金屬內(nèi)襯制備、小角度纏繞成型工藝和健康監(jiān)測等方面的研究工作。民用上，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)中,氣瓶制造業(yè)被認(rèn)為屬于朝陽工業(yè)范疇。在軍事領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶是飛行器動(dòng)力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部件之一。如此，不僅本企業(yè)可以產(chǎn)生就業(yè)機(jī)會(huì)，而且可以帶動(dòng)其它企業(yè)的發(fā)展，可以進(jìn)一步擴(kuò)大地方的就業(yè)機(jī)會(huì)。將采用集成制造模式。本項(xiàng)目的實(shí)施，將進(jìn)一步增強(qiáng)黑龍江省電力裝備制造業(yè)的實(shí)力。按照每年資金回籠兩次計(jì)算，需要如下的流動(dòng)資金：第1年，400萬元；第2年2000萬；第3年4000萬。銷售2000臺(tái)。第3年。銷售1000臺(tái)。第2年。銷售200臺(tái)。得到如下結(jié)果：第1年。為了方便計(jì)算，這里按每臺(tái)生產(chǎn)成本4萬人民幣計(jì)算，銷售收入按每臺(tái)平均7萬人民幣計(jì)算。相信本項(xiàng)目的實(shí)施會(huì)在互感器制造業(yè)產(chǎn)生重大影響，將為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級做出重要貢獻(xiàn)。電子式互感器是數(shù)字化時(shí)代的必然結(jié)果，傳統(tǒng)的互感器產(chǎn)業(yè)必須變革，否則將被時(shí)代淘汰。（四）項(xiàng)目所需投資產(chǎn)品化階段的資金需求為：第1條生產(chǎn)線300萬元中間試驗(yàn)及質(zhì)量檢測系統(tǒng)200萬元流動(dòng)資金200萬元其他：100萬元產(chǎn)品化階段的資金需求為800萬元。建設(shè)期限：第一年完成產(chǎn)品化工作，第二年進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。產(chǎn)品化階段以小批量生產(chǎn)為基礎(chǔ)，目的是提升產(chǎn)品質(zhì)量，掌握制造技術(shù)和質(zhì)量檢測技術(shù)，得到電力客戶的認(rèn)可；產(chǎn)業(yè)化階段迅速上規(guī)模，達(dá)到企業(yè)的利潤指標(biāo)和產(chǎn)值目標(biāo)。經(jīng)過5年建設(shè)，達(dá)到15%到20%的市場占有率目標(biāo)（高壓電流互感器市場），年產(chǎn)值達(dá)到5億，年利潤達(dá)到1億。作為數(shù)字變電站的關(guān)鍵裝備，電子式互感器必將取代傳統(tǒng)互感器，成為互感器市場的主體，而光學(xué)電流互感器是品質(zhì)最好的電子式電流互感器。表1是2005年度我國110kV以上電壓等級電網(wǎng)電流互感器的市場容量情況。不僅如此，如上所述，中國電力正處于快速發(fā)展階段，作為重要電力基礎(chǔ)裝備的電流互感器需求量很大。哈工大研制的光學(xué)電流互感器，1000kV的制造成本僅僅30萬元人民幣，在保證絕緣安全性的條件下明顯地降低了制造成本。由于絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)的電磁式電流互感器絕緣成本昂貴，并且隨著電壓等級的上升制造成本大幅度提升：。光纖絕緣子內(nèi)絕緣技術(shù)：在明顯降低制造成本的條件下，大幅度地提高了絕緣安全性。容錯(cuò)光學(xué)傳感技術(shù)：采用雙傳感單元的方式，大幅度提高了光學(xué)電流互感器的運(yùn)行可靠性。包括四個(gè)相互聯(lián)系的輔助技術(shù)：卡爾曼濾波技術(shù)、差分—校正技術(shù)、自愈技術(shù)和故障辯識技術(shù)。運(yùn)行情況表明，光學(xué)電流互感器品質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)定可靠，得到了電力客戶的好評。所有指標(biāo)都達(dá)到或者超過了國際IEC600448電子式電流互感器標(biāo)準(zhǔn)的要求，具備了國家認(rèn)定的產(chǎn)品進(jìn)入電網(wǎng)的資格。一是中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)對該成果進(jìn)行了鑒定，認(rèn)為“在理論和實(shí)踐兩方面取得了成功，解決了法拉第磁旋光效應(yīng)光學(xué)電流互感器兩大世界性難題，標(biāo)志著所研制的磁旋光效應(yīng)光學(xué)電流互感器具有工程實(shí)用化前景，項(xiàng)目在法拉第磁旋光效應(yīng)光學(xué)電流互感器關(guān)鍵技術(shù)方面取得了突破性成果，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。四是沒有有害氣體，完全滿足節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)要求。三是測量輸出電子化。二是測量傳輸光纖化。根本消除了電磁式電流互感器的磁路飽和現(xiàn)象，在測量原理上沒有測量頻帶問題。本項(xiàng)目建成后，按1種副車架零件估算達(dá)產(chǎn)后利潤7800萬元/年，項(xiàng)目初期投資僅1500萬元，投資回收期短，經(jīng)濟(jì)效益可觀。預(yù)計(jì)國內(nèi)近年轎車內(nèi)高壓成形件需求約500～1000萬件/年，至少需要50條（臺(tái)套）內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線（裝備）。國內(nèi)整車廠家，如一汽轎車、一汽大眾、上海大眾、奇瑞等，以及零部件制造企業(yè)如天津順達(dá)、寧波舜江、長春恒巨等，均對內(nèi)高壓成形技術(shù)和產(chǎn)品有迫切需求。（五）項(xiàng)目對我省產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動(dòng)作用及可獲得的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，因而本項(xiàng)目有著廣闊的市場前景。（四）項(xiàng)目所需投資項(xiàng)目總投資約1500萬元。（三）項(xiàng)目主要內(nèi)容及產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)、任務(wù)主要內(nèi)容（1）開展內(nèi)高壓成形機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化、研制合模壓力機(jī)及其控制系統(tǒng)；（2）研制生產(chǎn)條件下增壓器、水壓系統(tǒng)、液壓沖孔系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)；（3）研制生產(chǎn)用副車架、儀表盤支架彎曲模具、預(yù)成形裝置和終成形模具；（4）研制典型樣件、確定內(nèi)高壓成形工藝規(guī)范，實(shí)現(xiàn)小批量試生產(chǎn)。內(nèi)高壓成形技術(shù)可應(yīng)用領(lǐng)域主要為汽車空心變截面構(gòu)件，如汽車副車架、散熱器支架、底盤構(gòu)件、車身框架、座椅框架、前軸、后軸及驅(qū)動(dòng)軸和排氣系統(tǒng)異型管件等。并為哈爾濱、大連和天津等地汽車零部件公司開發(fā)了400MPa內(nèi)高壓成形設(shè)備，用于生產(chǎn)汽車底盤零件和排氣管件。哈工大先后研制國內(nèi)首臺(tái)二軸數(shù)控和三軸數(shù)控內(nèi)高壓成形機(jī)，攻克了400MPa高壓源動(dòng)密封和超高壓控制關(guān)鍵技術(shù)，成功研制全尺寸轎車副車架、后軸縱臂、轉(zhuǎn)向節(jié)臂零件，以及多種變徑管件、不銹鋼接頭、空心階梯軸和組合式凸輪軸等典型樣件。內(nèi)高壓成形是近年來在超高壓穩(wěn)定密封和超高壓計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制技術(shù)突破后產(chǎn)生的先進(jìn)制造技術(shù)，可以一次整體成形沿構(gòu)件軸線截面形狀復(fù)雜多變的空心結(jié)構(gòu)件，不但要實(shí)現(xiàn)對給定加載曲線高精度的跟蹤，而且控制系統(tǒng)快速響應(yīng)和反饋，以保證在10秒左右加工一個(gè)零件。被國際“超輕鋼制車身項(xiàng)目”專家稱為“優(yōu)化未來汽車設(shè)計(jì)的途徑”。內(nèi)高壓成形正是在這樣的背景下發(fā)展起來的一種制造空心輕體件的先進(jìn)制造技術(shù)，其主要工藝過程是把管坯彎曲成零件軸線形狀，通過預(yù)成形分配材料，然后在模具內(nèi)施加高壓液體成形（高壓液體壓力通常在200MPa左右，最高可達(dá)400MPa）。空心變截面構(gòu)件是一種典型的輕體結(jié)構(gòu)，其傳統(tǒng)制造工藝是先沖壓成二個(gè)或多個(gè)半片，再焊接成整體構(gòu)件。黑龍江省高?？萍汲晒D(zhuǎn)化項(xiàng)目冊二○○八年十二月高?？僧a(chǎn)業(yè)化（推薦）項(xiàng)目汽車輕量化結(jié)構(gòu)件內(nèi)高壓成形技術(shù)與裝備（工大）電力系統(tǒng)光學(xué)電流互感器（工大）碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶（工大）便攜式多波束測深儀（工程）光纖光鑷（工程）110kV電壓等級XLPE超凈電纜絕緣料（哈理工）礦用系列電源裝置（科技學(xué)院）三聚氰胺尿素共縮合樹脂膠黏劑（林大）洋金花膠囊（中醫(yī)藥大學(xué)）越橘膠囊產(chǎn)業(yè)化（中醫(yī)藥大學(xué)）1玉米、胡蘿卜水果等系列飲料（齊齊哈爾大學(xué)）1玉米深加工副產(chǎn)物系列產(chǎn)品（齊齊哈爾大學(xué)）1L乳酸酸菜規(guī)?；a(chǎn)（黑大）1納米晶態(tài)碳基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化（黑大）1水稻植質(zhì)缽育栽培技術(shù)（八一農(nóng)墾）1免耕播種機(jī)（農(nóng)大）1黑龍江省冬小麥新品種與種植模式（農(nóng)大）1三元復(fù)合驅(qū)沉積物控制劑（大慶師范）1新型半導(dǎo)體制冷材料研發(fā)（哈師大）胰腺康口服液（佳木斯大學(xué)）南崗區(qū)科技局 86212151汽車輕量化結(jié)構(gòu)件內(nèi)高壓成形技術(shù)與裝備（一）項(xiàng)目提出的背景對于轎車，每減輕重量10%，油耗可降低8%10%。由于汽車采用鋁合金等輕質(zhì)材料減重成本大幅提高，汽車減重的主要途徑是通過設(shè)計(jì)合理的受力結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)減重。存在工序多、零件數(shù)量多、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜截面變化困難、焊點(diǎn)影響疲勞性能等缺點(diǎn)。具有產(chǎn)品成形精度高、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)沖壓焊接的產(chǎn)品相比重量減輕20～30％、剛度和疲勞強(qiáng)度提高，碰撞安全性好，成本降低15～20％，模具費(fèi)用降低20～30%。（二）項(xiàng)目來源、水平，用途及應(yīng)用領(lǐng)域哈爾濱工業(yè)大學(xué)液力成形工程研究中心是國內(nèi)首家系統(tǒng)開展內(nèi)高壓成形技術(shù)研究的單位，在國家自然科學(xué)基金、國家杰出青年基金、黑龍江省重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目、985工程和211工程學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目支持下，與一汽集團(tuán)、寶鋼集團(tuán)、齊齊哈爾第二機(jī)床、合肥鍛壓機(jī)床有限公司等企業(yè)合作，先后在內(nèi)高壓成形理論、工藝和設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究方面取得突破，已經(jīng)在多個(gè)品牌轎車上取得應(yīng)用成果，亟待通過生產(chǎn)線建設(shè)和產(chǎn)品化技術(shù)研發(fā)擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，滿足日益增長的市場需求。產(chǎn)品性能優(yōu)良、技術(shù)含量高、附加值大，市場競爭力強(qiáng)?？巳R斯勒300C轎車儀表盤支架、寶來轎車不銹鋼排氣管件和火箭接頭已經(jīng)形成批量。本項(xiàng)目重點(diǎn)開發(fā)的產(chǎn)品為汽車輕量化結(jié)構(gòu)件，包括：奔騰轎車（301平臺(tái)）副車架零件和高檔轎車儀表盤支架等產(chǎn)品。在航空、航天和國防領(lǐng)域一些空心輕量化結(jié)構(gòu)件也適于采用內(nèi)高壓成形技術(shù)來制造。 產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)、任務(wù)建設(shè)內(nèi)高壓成形示范生產(chǎn)線（包括2000噸內(nèi)高壓成形機(jī)、200噸預(yù)成形機(jī)和彎管機(jī)等），解決典型產(chǎn)品的模具和工藝生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行零件試生產(chǎn)和性能測試、裝車檢驗(yàn)。主要用于：2000噸內(nèi)高壓成形機(jī)研制、預(yù)成形機(jī)和彎管機(jī)購置、生產(chǎn)線其它設(shè)備費(fèi)共計(jì)1000萬元；批量生產(chǎn)用增壓器及其控制系統(tǒng)、批量生產(chǎn)模具的研發(fā)費(fèi)共400萬元；典型樣件試制、總成制造和性能檢測、裝機(jī)試驗(yàn)，以及試生產(chǎn)費(fèi)用100萬元。作為我省首家內(nèi)高壓成形技術(shù)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)項(xiàng)目，對我省及我國汽車制造業(yè)的工藝水平提高、制造成本降低有著重要推動(dòng)作用，將產(chǎn)生顯著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。奧迪A奧迪A帕薩特B馬自達(dá)M克萊斯勒300C和奔騰等車型內(nèi)高壓成形件均有國產(chǎn)化需求。國內(nèi)目前尚無大批量生產(chǎn)內(nèi)高壓成形件的生產(chǎn)線，僅有2家合資廠和2家民營企業(yè)的少量單機(jī)用于特定零件的生產(chǎn)，生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)的巨大需求。電力系統(tǒng)光學(xué)電流互感器（一）項(xiàng)目提出的背景 與傳統(tǒng)電磁式電流互感器相比，基于Faraday磁旋光效應(yīng)原理的光學(xué)電流互感器在理論上具有如下的明顯優(yōu)勢：一是測量原理準(zhǔn)確化。不僅具有穩(wěn)態(tài)測量的高精度，而且具有暫態(tài)測量的高精度。光學(xué)傳感原理自然采用光纖傳輸方式，極大簡化了絕緣結(jié)構(gòu)，保證了互感器高壓絕緣的安全性，大幅度降低了絕緣成本，電壓等級越高成本優(yōu)勢越明顯。輸出數(shù)字量，直接滿足數(shù)字電力系統(tǒng)的要求。（二）項(xiàng)目來源、水平，用途及應(yīng)用領(lǐng)域哈工大電氣工程系電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)研究所在1991年就開始了光學(xué)電流互感器的研究，經(jīng)過研究取得了重大的突破性成果?！倍悄壳?5kV、110kV、220kV、500kV四個(gè)主導(dǎo)電壓等級的光學(xué)電流互感器都通過了國家權(quán)威產(chǎn)品檢測單位（國家電網(wǎng)公司武漢高壓研究院）的產(chǎn)品型式試驗(yàn)。三是已有19臺(tái)光學(xué)電流互感器在35kV、110kV和220kV電網(wǎng)投入運(yùn)行，安裝地點(diǎn)分布于華北電網(wǎng)、東北電網(wǎng)、華東電網(wǎng)和華中電網(wǎng)。（三）項(xiàng)目主要內(nèi)容及產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)、任務(wù)自愈光學(xué)電流傳感技術(shù)：解決了光學(xué)電流互感器測量精度的溫漂問題。零和御磁結(jié)構(gòu)技術(shù)：提出并利用零和御磁理論解決了外磁場對光學(xué)電流互感器測量精度的干擾問題。非連接光連接工藝：本質(zhì)地保證了光學(xué)電流互感器的運(yùn)行可靠性。光學(xué)電流互感器在高壓電網(wǎng)具有傳統(tǒng)電流互感器無法比擬的成本優(yōu)勢。對于1000kV特高壓輸電工程，根據(jù)中國電力科學(xué)研究院的推算，每臺(tái)傳統(tǒng)電磁式電流互感器的制造成本高達(dá)178萬人民幣，由于高壓絕緣的技術(shù)困難，還不能保證電流互感器制造的技術(shù)可行性。為了保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，電力裝備要按一定的時(shí)間周期更換。目前，中國的互感器市場需要總額為每年80多億元人民幣，其中110kV以上電壓等級的電網(wǎng)每年需要3萬多臺(tái)電流互感器，金額超過在30億元人民幣。在技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下，電力系統(tǒng)開始了數(shù)字變電站的建設(shè)工作，未來的變電站都將是數(shù)字變電站。產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)、任務(wù)：建設(shè)光學(xué)電流互感器制造企業(yè)，實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先的光學(xué)電流互感器技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。資金投入分兩個(gè)階段：產(chǎn)品化階段和產(chǎn)業(yè)化階段。為了規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)和保證經(jīng)濟(jì)效益，在產(chǎn)品化階段控制投資規(guī)模，產(chǎn)品得到電力客戶認(rèn)可后再大幅度增加投資，以確保公司健康和快速的發(fā)展。也就是第2年開始獲得利潤。（五）項(xiàng)目對我省產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動(dòng)作用及可獲得的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益數(shù)字化時(shí)代的到來對包括電力系統(tǒng)在內(nèi)的工業(yè)領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生重大的變革性影響。光學(xué)電流互感器制造企業(yè)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展。電壓等級不同，光學(xué)電流互感器的制造成本不同，銷售收入也不同。如此每臺(tái)平均利潤為3萬元人民幣。產(chǎn)品化階段。生產(chǎn)成本為800萬元，銷售收入為1400萬元，利潤為600萬元。產(chǎn)業(yè)化階段第1年。生產(chǎn)成本為4000萬元，銷售收入為7000萬元，利潤為3000萬元。產(chǎn)業(yè)化階段第2年。生產(chǎn)成本為8000萬元，銷售收入為14000萬元，利潤為6000萬元。以哈爾濱三大動(dòng)力企業(yè)為龍頭，黑龍江省我國重要的電力裝備制造基地。光學(xué)電流互感器是高科技產(chǎn)品。就是：控制核心部件的生產(chǎn)，大部分部件通過外協(xié)生產(chǎn)。碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶（一）項(xiàng)目提出的背景碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶與傳統(tǒng)金屬材料壓力容器相比，具有重量輕、壓力容限高、可靠性高、失效模式安全等優(yōu)點(diǎn)。被廣泛地應(yīng)用在火箭、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、飛機(jī)、空天飛行器等航空航天系統(tǒng)上，對減輕飛行器的整體重量，降低發(fā)射成本具有重要意義。對氣體能源的開發(fā)存儲(chǔ)，新能源汽車的設(shè)計(jì)制造有著重要的影響。在此基礎(chǔ)上制備出相比同類型產(chǎn)品重量更輕的碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶。（二）項(xiàng)目來源、水平，用途及應(yīng)用領(lǐng)域項(xiàng)目來源于國家“863”重大專項(xiàng)計(jì)劃《大尺寸復(fù)合材料高壓氣瓶研究》。該氣瓶相對同容積、同壓力的同類氣瓶減重30%，減重效果顯著。目前，該產(chǎn)品已應(yīng)用在我國火箭和導(dǎo)彈液體發(fā)動(dòng)機(jī)僅有的兩家研制和生產(chǎn)單位，北京航天動(dòng)力研究所某型號液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和西安航天動(dòng)力研究所某型號液體發(fā)動(dòng)機(jī)上，并為這些型號穩(wěn)定配套碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶產(chǎn)品，對新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的減重起到了關(guān)鍵性作用，為系列新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制奠定了基礎(chǔ)。（