八五攻關(guān)課題“在役鍋爐壓力容器安全評(píng)估與爆炸預(yù)防技術(shù)研究”概況

陶雪榮

(中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院 北京 100029）

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八五攻關(guān)課題“在役鍋爐壓力容器安全評(píng)估與爆炸預(yù)防技術(shù)研究”概況

陶雪榮

(中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院 北京 100029）

摘 要：在特種設(shè)備安全科技發(fā)展歷程中，“八五”國(guó)家科技攻關(guān)課題發(fā)揮了樹(shù)品牌、奠基業(yè)的關(guān)鍵作用([1])，具有里程碑意義。本文以 “八五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)課題“在役鍋爐壓力容器安全評(píng)估與爆炸預(yù)防技術(shù)研究”研究總結(jié)與評(píng)價(jià)報(bào)告([2])為基礎(chǔ)，對(duì)課題的整體情況和取得的主要成果等做了概括性歸納，旨在記錄歷史，提供借鑒。

關(guān)鍵詞：在用壓力容器安全評(píng)定 “八五”攻關(guān)課題 整體情況 成果簡(jiǎn)介

Overview on the Eighth Five Key Issues “Safety Assessment and Explosion Prevetion Technology of the In-service Boiler Pressure Vessel”

Tao Xuerong
(China Special Equipment Inspection and Research Institute Beijing 100029)

Abstract The Eighth Five national science and technology research project has played a key role of building brand and establishing heritage in the development process of special equipment safety technology. Based on the Eighth Five Key Issues “Safety Assessment and Explosion Prevetion Technology of the In-service Boiler Pressure Vessel”, this article makes a general induction on the subject of the overall situation and the main achievement in order to record history and provide reference.

Keywords Safety assessment of in-service pressure vessel Eighth Five key issues Whole circumstance Achievement introduction

1 課題任務(wù)

“在役鍋爐壓力容器安全評(píng)估與爆炸預(yù)防技術(shù)研究”是由勞動(dòng)部主持的“八五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“勞動(dòng)安全關(guān)鍵技術(shù)”中的一個(gè)課題(編號(hào):85-924-02)，課題的核心任務(wù)是為我國(guó)近40萬(wàn)臺(tái)存在各種嚴(yán)重缺陷壓力容器的科學(xué)治理，提供可靠的技術(shù)途徑和方法。

該課題由九個(gè)專(zhuān)題組成，中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院負(fù)責(zé)組織實(shí)施。9個(gè)專(zhuān)題的名稱、考核指標(biāo)和負(fù)責(zé)單位見(jiàn)表1。

表1　專(zhuān)題設(shè)置一覽表

編號(hào)　專(zhuān)題名稱　提交成果形式及考核目標(biāo)　負(fù)責(zé)單位06在役壓力容器危害性缺陷的超聲檢測(cè)可靠性研究1、提出缺陷自身高度超聲檢測(cè)工程方法2、對(duì)于危害性缺陷給出對(duì)應(yīng)一定置信度的“缺陷尺寸～檢出概率”曲線中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院07在役鍋爐壓力容器接管角焊縫超聲檢測(cè)技術(shù)研究與設(shè)備研制1、提交角焊縫自動(dòng)超聲檢測(cè)儀樣機(jī)，其精度達(dá)到：缺陷定位誤差≤10%缺陷定量誤差≤3～5mmmm2、提出角焊縫超聲檢測(cè)推薦方法哈爾濱焊接研究所08在役壓力容器危險(xiǎn)性缺陷聲發(fā)射檢測(cè)評(píng)估技術(shù)研究與設(shè)備研制1、提高深埋裂紋聲發(fā)射檢測(cè)精度20% 2、提出典型表面裂紋聲發(fā)射信號(hào)鑒別方法與檢測(cè)評(píng)估技術(shù)3、提交適于氣體、液體介質(zhì)泄漏的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)方法及設(shè)備樣機(jī)4、提交具有八十年代中后期國(guó)際商品水平的32通道聲發(fā)射儀樣機(jī)中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院09壓力容器防爆與抑爆技術(shù)研究1、提供具有如下功能的新型組合式安全閥樣品：①超壓動(dòng)作靈敏，泄放壓力允差≤±5%啟閉壓差<±15%；②在線正常使用與動(dòng)作后再閉合，密封不漏；③排放出的易燃易爆有毒介質(zhì)去向安全2、根據(jù)有關(guān)技術(shù)，對(duì)具有嚴(yán)重缺陷的在役壓力容器通過(guò)適當(dāng)加強(qiáng)措施達(dá)到抑爆要求；提交實(shí)施繞帶加強(qiáng)防爆技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用推薦方法大連理工大學(xué)浙江大學(xué)

2 總體執(zhí)行情況

全國(guó)46個(gè)單位的260名教授、研究員和工程技術(shù)人員參加，在只有282萬(wàn)元研究經(jīng)費(fèi)的情況下,經(jīng)過(guò)近4年（1992.3～1995.11）的團(tuán)結(jié)協(xié)作、艱苦奮斗、共同努力、甘于奉獻(xiàn)，解決了30多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，取得了9大項(xiàng)的41個(gè)獨(dú)立成果，提出9份標(biāo)準(zhǔn)草案和56份研究報(bào)告，發(fā)表129篇論文，研制8種檢測(cè)儀器/防爆/抑爆裝置。成果在300多項(xiàng)在用壓力容器檢測(cè)評(píng)估項(xiàng)目中成功應(yīng)用，取得了3億元（由當(dāng)時(shí)企業(yè)開(kāi)具的效益證明統(tǒng)計(jì)得出）的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和巨大的社會(huì)效益，得到了政府和企業(yè)的高度好評(píng)。

3 成果簡(jiǎn)介

課題九個(gè)專(zhuān)題的研究成果,經(jīng)勞動(dòng)部組織專(zhuān)家鑒定，1個(gè)專(zhuān)題屬國(guó)際領(lǐng)先水平、7個(gè)專(zhuān)題達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平、1個(gè)專(zhuān)題居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

3.1 鍋爐壓力容器爆炸與失效案例、安全評(píng)估數(shù)據(jù)及分析管理系統(tǒng)研究

完成了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與系統(tǒng)建立，包括爆炸與失效案例數(shù)據(jù)庫(kù)、安全檢驗(yàn)信息數(shù)據(jù)庫(kù)和常用材料斷裂特性數(shù)據(jù)庫(kù)及相配套的軟件。系統(tǒng)具有多種功能，三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)已存貯了攻關(guān)目標(biāo)要求的數(shù)據(jù)量，就系統(tǒng)的先進(jìn)性、適用性、信息存貯量和它的功能等，均在國(guó)內(nèi)鍋爐壓力容器安全工程領(lǐng)域居于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。

3.2 在役壓力容器對(duì)接焊縫面型缺陷彈塑性斷裂分析與評(píng)定研究 國(guó)際先進(jìn)、部分國(guó)際領(lǐng)先

1）首創(chuàng)了考慮裂紋間彈塑性干涉效應(yīng)并能在失效評(píng)定圖上完成裂紋群彈塑性斷裂評(píng)定的工程方法，居國(guó)際領(lǐng)先水平。

2）提出了能處理二次應(yīng)力的彈塑性斷裂參量和彈塑性斷裂分析方法,完善了各級(jí)評(píng)定中處理二次應(yīng)力的工程方法,提出了比國(guó)外更為科學(xué)的評(píng)定二次應(yīng)力的ρ因子，居國(guó)際領(lǐng)先水平。

3）在計(jì)算了我國(guó)各種壓力容器用鋼的不同結(jié)構(gòu)處不同裂紋的800條J積分失效評(píng)定曲線的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了真正意義上保守的通用失效評(píng)定曲線。

4）首創(chuàng)在一個(gè)焊接接頭試件上用多剖面法測(cè)定焊縫區(qū)各部位JlC的工程方法。

5）給出了利用EPRI延性斷裂手冊(cè)估算非ROR材料結(jié)構(gòu)缺陷J積分的“塑性多段冪次法”工程計(jì)算方法。

6）提出了帶缺口試樣失效評(píng)定圖技術(shù)和未焊透缺陷斷裂韌度測(cè)試及斷裂評(píng)定方法。

7）提出三種我國(guó)壓力容器常用壓力容器用鋼焊接接頭七個(gè)部位的JR阻力曲線及JlC測(cè)定值。

8）進(jìn)行雙向載荷、拉彎載荷、非恒幅載荷下焊接接頭表面裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)研究,為制定規(guī)程提供了依據(jù)。

9）綜合編制了以失效評(píng)定圖技術(shù)為主線的“焊接壓力容器面型缺陷斷裂評(píng)定推薦方法”。

3.3 壓力容器極限載荷與安定性分析及體積型缺陷安全評(píng)估工程方法研究 國(guó)際領(lǐng)先

1）提出了結(jié)構(gòu)塑性極限與安定性上、下限分析的降維疊代法、無(wú)搜索直接疊代法和溫度參數(shù)法等三種數(shù)值計(jì)算方法。這些方法各有創(chuàng)新，其共同特點(diǎn)是運(yùn)算速度快、收斂性與穩(wěn)定性好、精度可靠，大幅度減小了計(jì)算規(guī)模，突破了復(fù)雜結(jié)構(gòu)極限與安定性分析計(jì)算量過(guò)大的限制，解題速度是現(xiàn)有計(jì)算方法的4～5倍，為一般承壓結(jié)構(gòu)（裝備）的極限分析提供了通用、高效和可能的計(jì)算工具。

2）在大量帶凹坑壓力容器彈性、彈塑性應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算、極限與安定性分析、實(shí)驗(yàn)測(cè)試和爆破實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，用單參數(shù)表征凹坑缺陷的危害程度，建立了小G0值的整體破壞和大Go值的局部泄漏兩種不同的失效模式，給出了形式簡(jiǎn)捷、物理意義明確的塑性極限載荷和彈性應(yīng)力集中單參數(shù)計(jì)算公式，最終提出了科學(xué)、安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的含凹坑缺陷壓力容器免于評(píng)定條件和塑性失穩(wěn)評(píng)定方法。

3）通過(guò)大量含氣孔、夾渣壓力容器彈性、彈塑性應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算、極限載荷分析、測(cè)試和爆破實(shí)驗(yàn)，用單參數(shù)和孔渣X分別表征大氣孔、條渣和小氣孔、點(diǎn)渣的危害程度，建立了局部泄漏和整體破壞兩種不同的失效模式，給出了形式簡(jiǎn)捷、物理意義明確的單參數(shù)塑性極限載荷和彈性應(yīng)力集中計(jì)算公式，最終提出了科學(xué)、安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的含氣孔、夾渣壓力容器免于評(píng)定條件和塑性換穩(wěn)評(píng)定方法。

4）通過(guò)含氣孔、夾渣壓力容器疲勞試驗(yàn)研究，探索采用模糊集理論和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代工具進(jìn)行處理的可能性，建立了適用于含焊縫缺陷容器疲勞評(píng)定的模糊疲勞評(píng)定圖，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步編制了相應(yīng)的專(zhuān)家系統(tǒng)。

3.4 在役壓力容器接管高應(yīng)變區(qū)安全評(píng)估技術(shù)研究 國(guó)際先進(jìn)、部分國(guó)際領(lǐng)先

1）接管高應(yīng)變區(qū)的斷裂參量研究,給出了該部位應(yīng)力集中系數(shù)計(jì)算法,提出了該部位典型缺陷的應(yīng)力強(qiáng)度因子和裂紋張開(kāi)位移、斷裂推動(dòng)力的估算式。

2）接管高應(yīng)變區(qū)缺陷初級(jí)評(píng)定方法的研究,提出考慮外載綜合作用下的組合應(yīng)力疊加法,推薦了該部位缺陷的規(guī)則化方法,并提出用于該部位的新的COD設(shè)計(jì)曲線。

3）接管高應(yīng)變區(qū)缺陷彈塑性斷裂分析與評(píng)定研究,提出了針對(duì)我國(guó)鋼材和接管的通用失效評(píng)定曲線和失效評(píng)定圖。

4）接管高應(yīng)變區(qū)缺陷疲勞擴(kuò)展與壽命預(yù)測(cè)研究,取得突破性進(jìn)展,確定了疲勞裂紋擴(kuò)展的控制參量,提出了該部位應(yīng)力強(qiáng)度因子與疲勞擴(kuò)展速率的計(jì)算法,提出了三類(lèi)表面裂紋在拉、彎、拉彎組合的載荷下描述疲勞擴(kuò)展形貌變化的統(tǒng)一表達(dá)式。

5）接管高應(yīng)變區(qū)應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分析研究,提出用三參數(shù)表征該部位應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)應(yīng)力分布的統(tǒng)一表達(dá)式和應(yīng)力集中估算式,研究了超載和焊接殘余應(yīng)力對(duì)該部位應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的影響并提出了相應(yīng)的工程處理方法。

6）依據(jù)局部高應(yīng)變模型,提出了SCT小試樣模擬方法,并用于模擬接管高應(yīng)變區(qū)斷裂與疲勞試驗(yàn)研究,取得滿意效果,提出了工程結(jié)構(gòu)接管高應(yīng)變區(qū)的斷裂推動(dòng)力和疲勞裂紋擴(kuò)展速率與裂紋閉合效應(yīng)的計(jì)方法,居國(guó)際領(lǐng)先水平。

7)在綜合專(zhuān)題的研究成果和綜合研究的基礎(chǔ)上,首次提出了“壓力容器接管高應(yīng)變區(qū)缺陷評(píng)定方法指南”草案。

3.5 在役壓力容器綜合安全評(píng)估和安全等級(jí)評(píng)定研究 國(guó)際先進(jìn)、部分國(guó)際領(lǐng)先

●3.5.1 1在役壓力容器綜合安全評(píng)定建議規(guī)范的研究與編制

在全面深入分析當(dāng)代國(guó)際相關(guān)安全評(píng)定規(guī)范與研究成果,充分研究繼承國(guó)內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范精華與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),并全面分析吸收其它專(zhuān)題攻關(guān)的先進(jìn)、成熟成果的基礎(chǔ)上,通過(guò)反復(fù)論證與驗(yàn)證,提出了“在役含缺陷壓力容器安全評(píng)定規(guī)程(草案)”及其附錄、編制說(shuō)明和算例。該“規(guī)程”集中體現(xiàn)了本研究的成果,其主要內(nèi)容和基本特點(diǎn)是:

1）對(duì)于面型缺陷的斷裂評(píng)定,采用先進(jìn)的三級(jí)評(píng)定技術(shù)路線。其中，初級(jí)評(píng)定繼承了國(guó)內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范之精華，采用COD設(shè)計(jì)曲線但作了必要的修正并付于失效評(píng)定圖的形式，主要用于簡(jiǎn)單的篩選評(píng)定；二級(jí)評(píng)定采用了國(guó)際通用的通用失效評(píng)定圖和取分安全系數(shù)方法，但充分吸收了02專(zhuān)題對(duì)于處理二次應(yīng)力影響、裂紋間彈塑性干涉效應(yīng)、通用失效評(píng)定圖對(duì)我國(guó)鋼材的適用性等最新研究取得的先進(jìn)成果，用于常規(guī)評(píng)定；三級(jí)評(píng)定則采用了本課題、本專(zhuān)題攻關(guān)具國(guó)際領(lǐng)先水平的成果--以J積分及撕裂模量T為雙參數(shù)的斷裂評(píng)定理論及其優(yōu)化方法(稱EPRI工程優(yōu)化方法)和配套的微機(jī)軟件,用于精細(xì)評(píng)定。對(duì)三級(jí)評(píng)定之間以及本身的理論一致性、科學(xué)性、協(xié)調(diào)性、適用性、可靠性和先進(jìn)性,均進(jìn)行了反復(fù)論證、驗(yàn)證、比較。

2）對(duì)于體型缺陷的評(píng)定,在國(guó)內(nèi)外同類(lèi)規(guī)范中，或未以涉及或基于經(jīng)驗(yàn)處理。本“規(guī)程”則采用03專(zhuān)題具國(guó)際領(lǐng)先水平的成果--以極限載荷和安定性理論為基礎(chǔ)建立起來(lái)的凹坑缺陷安全評(píng)定方法和本課題、本專(zhuān)題關(guān)于安全狀況等級(jí)評(píng)定研究中對(duì)于氣孔、夾渣等體型缺陷的研究成果。

3）缺陷的疲勞評(píng)定，采用經(jīng)過(guò)02、04專(zhuān)題研究反復(fù)驗(yàn)證過(guò)的國(guó)際通用控制裂紋疲勞擴(kuò)展速率的評(píng)定方法,但吸收了專(zhuān)題研究的成果,同時(shí)吸收了國(guó)際用于體積缺陷疲勞評(píng)定的S-N曲線評(píng)定方法。

4）對(duì)于其它失效模式的安全評(píng)定,“規(guī)程”也給以了指導(dǎo)性原則。

5）對(duì)“規(guī)程”的性質(zhì)、使用原則、基本評(píng)定準(zhǔn)則、評(píng)定程序、所需基本數(shù)據(jù)與資料及其獲得、失效模式的判別、評(píng)定方法的選擇、評(píng)定方法細(xì)則以及對(duì)評(píng)定者的要求,均作了詳細(xì)的規(guī)定與說(shuō)明，同時(shí)附有具體的算例。

●3.5.2 在用壓力容器安全狀況等級(jí)評(píng)定及軟件開(kāi)發(fā)研究

對(duì)在用壓力容器的安全狀況進(jìn)行等級(jí)評(píng)定、劃分是中國(guó)的獨(dú)創(chuàng)。但以往只有基于經(jīng)驗(yàn)的、原則的、簡(jiǎn)單的、十分保守的規(guī)定。本研究在大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、缺陷統(tǒng)計(jì)、案例分析、數(shù)據(jù)歸納、缺陷危險(xiǎn)度分析和采用多種斷裂評(píng)定方法進(jìn)行分析、比較、計(jì)算、驗(yàn)證與試驗(yàn)并充分分析、吸收03專(zhuān)題對(duì)于體積型缺陷安全評(píng)定方法的研究成果和現(xiàn)行安全狀況等級(jí)評(píng)定經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定了各類(lèi)缺陷安全狀況等級(jí)評(píng)定的不同處理原則、判據(jù)和主要參量,提出了研究報(bào)告和安全狀況等級(jí)評(píng)定方法,并加以工程化、條文化處理和經(jīng)200例的驗(yàn)證，編制了“在用壓力容器安全狀況等級(jí)評(píng)定推薦方法”和應(yīng)用實(shí)例及相應(yīng)軟件，使安全狀況等級(jí)的評(píng)定與劃分建立在更為科學(xué)的基礎(chǔ)上。

●3.5.3 在役壓力容器綜合安全評(píng)定精細(xì)分析方法及軟件開(kāi)發(fā)研究

在分析、對(duì)比了國(guó)際先進(jìn)的有關(guān)彈塑性評(píng)價(jià)方法規(guī)范、手冊(cè)或研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合在役壓力容器的特點(diǎn),建立了彈塑性起裂和裂紋擴(kuò)展失穩(wěn)為主導(dǎo)的雙參數(shù)彈塑性斷裂評(píng)定體系及與之相配套的EPRI工程優(yōu)化方法，并采用“綜合安全系數(shù)”，較好地解決了平面缺陷常規(guī)評(píng)定與高級(jí)評(píng)定之間的合理銜接問(wèn)題,并編制了優(yōu)化評(píng)定軟件,可進(jìn)行裂紋擴(kuò)展全過(guò)程的精細(xì)評(píng)定并能包容二次應(yīng)力的評(píng)定。同時(shí)，為國(guó)際上二種主要評(píng)定路線的融合、統(tǒng)一提供了理論依據(jù)和工程方法。研究成果屬國(guó)際領(lǐng)先水平。

3.6 在役壓力容器危害性缺陷的超聲檢測(cè)可靠性研究 國(guó)際先進(jìn)

●3.6.1 超聲檢測(cè)對(duì)接焊縫中缺陷自身高度精確測(cè)量技術(shù)與方法研究

采用了基于“時(shí)差方法”的“端點(diǎn)衍射”技術(shù)，并配以研制的聚焦探頭進(jìn)行超聲測(cè)量缺陷高度。通過(guò)對(duì)含人工制造各種自然缺陷的200多塊試樣的試驗(yàn)研究與解剖驗(yàn)證和實(shí)物容器應(yīng)用,成功地找到并建立了精確測(cè)量缺陷自身高度的超聲檢測(cè)技術(shù)方法,測(cè)量缺陷最小高度可小至1mm，精度誤差0～0.5mm，實(shí)現(xiàn)了測(cè)高技術(shù)的突破。

●3.6.2 超聲檢測(cè)可靠性研究

以缺陷高度作為特征尺寸，得到了在一定置信度下的“缺陷尺寸--檢出概率”曲線，首創(chuàng)我國(guó)超聲檢測(cè)可靠性研究，成果先進(jìn)。

3.7 在役壓力容器接管角焊縫超聲波自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)研究與設(shè)備研制 國(guó)際先進(jìn)

●3.7.1 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)研究

解決了在變曲率掃查面上探傷缺陷定量、定位的數(shù)理模型和測(cè)量技術(shù)，解決了探頭的聚焦技術(shù)，建立了探頭作空間馬鞍形軌跡運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)的數(shù)學(xué)模型。

●3.7.2 超聲自動(dòng)檢測(cè)儀器研制

設(shè)計(jì)、研制了鋁透鏡聚焦探頭、具有多探測(cè)方向的自動(dòng)掃查器、具有缺陷信號(hào)自動(dòng)采集、存貯、處理、圖像二維顯示與自動(dòng)打印等功能的自動(dòng)探傷儀及相應(yīng)軟、硬件，完成了樣機(jī)制造、測(cè)試和工業(yè)環(huán)境抗干擾試驗(yàn)及工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證，并編制了相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)草案。

3.8 在役壓力容器危險(xiǎn)缺陷聲發(fā)射監(jiān)測(cè)、檢測(cè)評(píng)估技術(shù)研究與設(shè)備研制 國(guó)際先進(jìn)

●3.8.1 壓力容器危險(xiǎn)性缺陷聲發(fā)射檢測(cè)評(píng)估技術(shù)研究

詳細(xì)系統(tǒng)地研究了壓力容器上典型表面裂紋和深埋裂紋的聲發(fā)射信號(hào)特征，首次有效地實(shí)現(xiàn)了以時(shí)差定位源為主要判據(jù)的壓力容器上典型表面裂紋和深埋裂紋的聲發(fā)射信號(hào)鑒別，提出的“金屬壓力容器聲發(fā)射檢測(cè)及結(jié)果評(píng)價(jià)方法”標(biāo)準(zhǔn)(草案)，首次給出了以時(shí)差定位源為主要判據(jù)的聲發(fā)射信號(hào)源分類(lèi)方法；率先采用現(xiàn)代譜分析方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的模式識(shí)別方法對(duì)壓力容器加載產(chǎn)生的各種聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行分析和處理,所編制的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能有效地進(jìn)行聲發(fā)射源信號(hào)模式識(shí)別、區(qū)分裂紋擴(kuò)展與其它噪音源引起的聲發(fā)射信號(hào)差別。

●3.8.2 壓力容器氣液介質(zhì)泄漏的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)評(píng)估技術(shù)研究

解決了氣/液泄漏聲發(fā)射信號(hào)特征與鑒別技術(shù)，采用適用的均方根電壓為特征參數(shù)，研究解決了泄漏量與聲發(fā)射信號(hào)關(guān)系以及監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)方法，建立了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并經(jīng)應(yīng)用考核。

●3.8.3 八通道聲發(fā)射泄漏監(jiān)測(cè)儀研制

采用PC總線功能卡設(shè)計(jì),配上Windows環(huán)境下開(kāi)發(fā)的、面向監(jiān)測(cè)對(duì)象的支持軟件，可在線連續(xù)、實(shí)時(shí)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)泄漏，具有智能化儀器優(yōu)點(diǎn),工作可靠。

●3.8.4 多通道(8～32通道)聲發(fā)射檢測(cè)儀(系統(tǒng))的研制

硬件設(shè)計(jì)采用PC AC總線，具靈活的升級(jí)能力，系統(tǒng)的采集、分析軟件采用中文Windows工作環(huán)境，可同時(shí)采集聲發(fā)射信號(hào)的九個(gè)特征參數(shù)，具有強(qiáng)大的實(shí)時(shí)采集、顯示、定位功能和強(qiáng)大的分析處理功能等。

3.9 壓力容器防爆與抑爆技術(shù)研究

●3.9.1 壓力容器防爆技術(shù)研究 國(guó)際先進(jìn)

1）易燃?xì)怏w爆炸超壓特性與緊急安全泄放技術(shù)研究。提出了分析模型，研究了燃爆等情況下的各種特性，編制了燃爆泄放數(shù)值計(jì)算程序，對(duì)各種化工流體的超壓過(guò)程進(jìn)行了摸擬與計(jì)算，進(jìn)行了燃爆泄放試驗(yàn)與設(shè)計(jì)，確定了工業(yè)應(yīng)用的緊急泄放方案并在工業(yè)實(shí)用。

2）特種爆破片的研制。成功地攻克了刻槽技術(shù)，研制成功兩大類(lèi)七系列特種爆破片，經(jīng)10萬(wàn)次以上壓力循環(huán)試驗(yàn)，動(dòng)作靈敏準(zhǔn)確，動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間達(dá)毫秒級(jí)，性能穩(wěn)定，泄放面積大，無(wú)碎片。獲5項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利，并批量生產(chǎn)了887批次產(chǎn)品，在數(shù)十家企業(yè)應(yīng)用。

3）雙作用先導(dǎo)式安全閥的研制。研制的新型安全閥具有雙重防超壓功能，并兼有傳統(tǒng)彈簧安全閥與現(xiàn)有先導(dǎo)式安全閥之優(yōu)點(diǎn)，已研制成功兩種類(lèi)型產(chǎn)品，獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利并已批量生產(chǎn)數(shù)十臺(tái)，在多家企業(yè)應(yīng)用。

4）新型隔離(組合式)安全閥的研制。該產(chǎn)品是安全閥與特種爆破片的組合結(jié)構(gòu)，兼有二者優(yōu)點(diǎn)，成功解決了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化組合，研制成功并投入試用。

●3.9.2 壓力容器抑爆技術(shù)研究 國(guó)內(nèi)外獨(dú)創(chuàng)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先

1）軸向弧形貼板繞細(xì)抑爆技術(shù)研究。經(jīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)力學(xué)分析試驗(yàn)，可起阻止裂紋擴(kuò)展作用、實(shí)現(xiàn)抑爆延壽，已獲中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，屬國(guó)內(nèi)外獨(dú)創(chuàng)技術(shù)。

2）壓力容器抑爆檢漏式在線安全監(jiān)控技術(shù)與裝置研究。用于抑爆結(jié)構(gòu)壓力容器，設(shè)置保護(hù)外殼和泄漏檢測(cè)、收集、報(bào)警與分析處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)泄漏的在線監(jiān)控，已在浙江巨化進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用，獲中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，屬國(guó)內(nèi)外獨(dú)創(chuàng)技術(shù)。

4 成果應(yīng)用

本課題的主要任務(wù)是為我國(guó)40萬(wàn)臺(tái)存在各類(lèi)嚴(yán)重缺陷的壓力容器，提供急需的準(zhǔn)確檢測(cè)和科學(xué)評(píng)價(jià)的方法，以便實(shí)施可行的綜合治理，保證設(shè)備運(yùn)行安全。因此，研究成果在課題實(shí)施期間已經(jīng)得到一定范圍的應(yīng)用。

4.1 安全評(píng)估方面的成果

課題實(shí)施期間，研究成果在秦山核電廠、上海高橋化工廠、吉林有機(jī)合成廠、北京燕山石化公司、昆明鋼廠等全國(guó)石油、化工、石化、冶金行業(yè)的50多家企業(yè)的壓力容器檢驗(yàn)與評(píng)估中應(yīng)用，為企業(yè)帶來(lái)2億多元的經(jīng)濟(jì)效益。僅對(duì)秦山核電廠T-4密封殼的安全評(píng)估與壽命預(yù)測(cè)一項(xiàng)，就保證該設(shè)備安全運(yùn)行20個(gè)月，避免停工損失，多發(fā)電數(shù)十億千瓦時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益逾億元。凹坑缺陷評(píng)定的研究成果在40多家企業(yè)的應(yīng)用中，也為企業(yè)帶來(lái)6000多萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。安全狀況等級(jí)評(píng)定研究成果，在全國(guó)200多臺(tái)壓力容器檢驗(yàn)中應(yīng)用，取得了巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 超聲和聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)方面的成果

課題實(shí)施期間，研究成果在鎮(zhèn)海石化總廠、齊魯石化公司化肥廠、洛陽(yáng)石化公司、深圳煤氣公司等單位的26個(gè)檢測(cè)、評(píng)估項(xiàng)目中，對(duì)150多臺(tái)壓力容器進(jìn)行了實(shí)用，為企業(yè)帶來(lái)近2000萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。1993 年,深圳市發(fā)生“八?五”特大火災(zāi)爆炸后，因幾家主要液化氣公司的40臺(tái)大型壓力容器受爆炸沖擊波嚴(yán)重影響，被迫停止供氣，全市居民用氣告急。在深圳市政府的要求下，08專(zhuān)題組約請(qǐng)數(shù)家單位，應(yīng)用最新攻關(guān)成果,為40臺(tái)大型容器進(jìn)行緊急檢測(cè)與評(píng)定，既確保了容器的安全，又贏得了寶貴的時(shí)間，既為企業(yè)減少了上千萬(wàn)元的損失,又為穩(wěn)定人心和社會(huì)秩序做出了貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陶雪榮，沈功田，俞躍，等．特種設(shè)備安全科技發(fā)展回望[J]．中國(guó)特種設(shè)備安全，2015，31(6)：22-32.

[2] 李學(xué)仁，陳鋼，陶雪榮，等．“八五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)課題“在役鍋爐壓力容器安全評(píng)估與爆炸預(yù)防技術(shù)研究”研究總結(jié)與評(píng)價(jià)報(bào)告[R].

收稿日期：（2016-02-10）

作者簡(jiǎn)介：陶雪榮(1958～)，女，研究員，中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院副總師，長(zhǎng)期從事科技管理工作。

文章編號(hào)：1673-257X(2016)03-0030-05

DOI:10.3969/j.issn.1673-257X.2016.03.007

中圖分類(lèi)號(hào):X924.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B