2026年3月,中国船舶集团有限公司第七二五研究所“氨的腐蚀兼容性”试验项目正式通过中国船级社认证,该所也成为国内首家获此认证的单位。两个月后,对应测试方法成功实现国家标准立项。“十五五”开局之年,中国拥有了自己的氨环境腐蚀试验“标尺”,为零碳能源的储运安全提供了关键技术支撑。
这把“标尺”的背后,是中国船舶集团有限公司第七二五研究所六室副主任、材料环境适应性评价创新工作室领衔人查小琴的不懈追求。十九年来,这位从普通实验员成长起来的科研先锋,一直在做一件事:为清洁能源材料精准“把脉问诊”。
填补技术空白:啃下-163℃“硬骨头”
2015年,我国提出“建设清洁低碳、安全高效现代能源体系”目标,LNG(液化天然气)储运材料国产化迫在眉睫。材料要研发,测试须先行。最棘手的问题摆在查小琴面前:如何在-163±2℃的极低温下准确测试材料的断裂韧性?这是避免储罐发生低温脆断的关键。
当时,行业内液态环境中只能测试-196℃或-110℃以上的温度,-110℃到-196℃之间没有合适的液态介质,-163±2℃恰恰落在技术空白区。若强行用-196℃测试,虽然更安全,但会大幅增加材料研发难度和成本。
“没有条件就创造条件。”查小琴带着团队成员,一本一本翻手册,一种一种试候选物质,一轮一轮做实验排除。三个月的昼夜鏖战,终于找到一种以某特定溶剂为主体的混合介质,精准锁定了-163±2℃的液态环境,并建立起相应的断裂韧性试验方法。
氢能产业兴起后,液氢储运需要-252.8℃的测试环境。液氦模拟成本高昂,查小琴再次带领团队另辟蹊径,反复研究闭式氦气循环降温方案,最终建成了低成本的极低温力学性能测试技术。从LNG到液氢,她带领团队一步步完善了我国极低温检测技术体系。
造出氨腐蚀“中国尺”:推动“零碳诺亚方舟”快速启航
氨被业界称为“零碳能源的诺亚方舟”——是承载未来“零碳社会”梦想的关键载体。但与LNG、氢不同,氨除具有低温、易燃、易爆特性外,对材料还有腐蚀性,储运材料必须通过严苛的氨腐蚀兼容性测试。而这项技术,当时在国际尚处于起步阶段。
“三大难题同步摆在我们面前:安全防爆、极微量气体或液体精准添加、废氨无害化处理。”查小琴回忆道。
团队成员罗向甫记得:“那段时间查小琴带着大家‘兵分多路、协同作战’。”他们走访液氨厂家,对接客户需求,查阅国内外零散资料,爬上七八米高的工业储罐实地勘察,把工业流转路径一点点转化为试验系统的运行逻辑。
从2025年6月立项到2026年3月系统定型,近九个月时间,他们跑现场数十次、试验上百次。最终研制的测试系统做到了漏气时零点几秒内切断气源并排风,实现了毫克级气体添加控制和废氨零排放。实验室和外场地毫无氨味,令到访专家纷纷赞叹。
“中国式现代化要靠科技现代化支撑。”查小琴说,建设美丽中国、推动绿色低碳转型,必须全面增强自主创新能力。她坚信只有走自主创新道路,才能掌握发展主动权,为生态文明建设贡献科技力量。
筑起海洋环境“防护堤”:不让材料在浪涌中“失守”
解决了低温与氨腐蚀问题,还有一道关:海洋环境腐蚀及断裂。
储运装备长期在海上服役,除了承受内部介质的环境作用,还要面对海洋盐雾、潮汐及工作应力等耦合作用——材料可能发生应力腐蚀、腐蚀疲劳甚至突然断裂。
查小琴带领团队梳理现有海洋环境适应性评价体系,分类施策:只需参数探究的,内部立项马上实施;难度大到需要改变技术体系的,申请单位立项系统研究;涉及行业话语权的,先国内标准立项,再争取国际立项。
经过系统攻关,他们建立了一套适用于储运材料海洋环境的测试方法。2025年11月,其中《金属和合金的腐蚀 海洋腐蚀环境下断裂韧度试验方法》成功实现国家标准立项。这套评价体系累计已完成上百种材料考核,为海工装备的材料选型提供了可靠依据。
从跟跑到领跑:为绿色能源转型贡献更多“中国标准”
“科研工作就是要面向国家所需,解决实际难题。”这句话查小琴说了十九年,也做了十九年。
目前,查小琴团队的极低温断裂韧性测试技术已成功支撑低温镍钢、高锰钢及其焊接接头的国产化研制。随着铝合金用于LNG储罐的新需求,团队再次启动新一轮材料评定,推动一代代低温材料国产化。氨腐蚀兼容测试系统虽建成不久,已开展了高锰钢、储运管材性能评价。项目核心技术成果在2025年被鉴定为国际先进水平。
“清洁能源转型是时代赋予我们的机遇,也是责任。从-163℃到-252.8℃,从LNG到氨能,每一次温度极限的突破,每一项测试方法的创新,都是为了让能源装备更安全、更可靠。”查小琴表示,将继续瞄准储氢材料核心性能测试、核能材料环境适应性评价等前沿方向,从国内标准立项走向国际标准立项,为绿色能源转型贡献更多“中国标准”。
(中国妇女报全媒体记者 高雅)
【责任编辑:滕歌】