華東理工大學(xué)涂善東教授和軒福貞教授課題組的“高溫過(guò)程裝備結(jié)構(gòu)完整性關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項(xiàng)目,該項(xiàng)目獲得了2013年度國(guó)家科技技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。全文刊登如下。
讓工作條件達(dá)到500℃以上的高溫高壓設(shè)備能夠“安心”工作,這是華東理工大學(xué)涂善東教授和軒福貞教授課題組花費(fèi)多年時(shí)間解決的問(wèn)題,采用該課題組研究的設(shè)備占據(jù)了該產(chǎn)品70%的世界市場(chǎng)份額。
據(jù)介紹,我國(guó)現(xiàn)有鍋爐壓力容器310多萬(wàn)臺(tái),壓力管道80余萬(wàn)公里,且每年以5%—10%的速度遞增,在這些承壓類(lèi)特種設(shè)備中,許多重大關(guān)鍵設(shè)備都是在高溫環(huán)境下運(yùn)行,并且都是用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱領(lǐng)域,涉及年產(chǎn)值超過(guò)5000億元。這類(lèi)設(shè)備的失效,往往會(huì)誘發(fā)災(zāi)難性事故。但是由于涉及溫度、壓力介質(zhì)等多因素,破壞和失效模式復(fù)雜,國(guó)內(nèi)至今沒(méi)有可以依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
我國(guó)重大設(shè)備長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口,設(shè)計(jì)制造與使用管理脫節(jié),可靠性難以保障,安全運(yùn)行維護(hù)能力嚴(yán)重不足,缺乏有效的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)手段,長(zhǎng)周期運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制難度加大……根本原因是缺乏針對(duì)高溫失效機(jī)制的控制技術(shù)和手段。蠕變損傷是高溫結(jié)構(gòu)失效的主控機(jī)制,但由于涉及載荷、溫度和時(shí)間等多個(gè)變化參量,大大增加了分析和控制的難度,被認(rèn)為是設(shè)備中的“癌癥”,也是當(dāng)代結(jié)構(gòu)完整性技術(shù)面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
涂善東教授項(xiàng)目組對(duì)此開(kāi)展了系統(tǒng)性的理論研究和技術(shù)攻關(guān),提出了全壽命周期預(yù)防預(yù)警和失效控制的技術(shù)路線,基于高溫結(jié)構(gòu)完整性原理的突破,實(shí)現(xiàn)了高溫蠕變?cè)O(shè)計(jì)、安全評(píng)價(jià)和損傷監(jiān)控預(yù)警三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新。