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承压设备损伤在线/离线超声监测及风险评估技术

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登记号:G20200336

所属行业:制造业

学科分类:力学;

关键词: 风险评估 承压设备 超声导波 检测监测 精确定量

绿色分类:其他资源效率提升;

  • 基本信息
成果名称: 承压设备损伤在线/离线超声监测及风险评估技术
成果登记号: G20200336 学科分类: 力学;
绿色分类: 其他资源效率提升; 项目关键词: 风险评估  承压设备  超声导波  检测监测  精确定量
推荐单位:

华东理工大学

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 合资合作, 成果所属行业: 制造业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

压力容器与管道等承压设备广泛应用于化工、电力、核电、国防等工业领域,往往涉及高温、高压、爆炸、剧毒等危险,实时定量损伤感知及预警是保障其服役安全的关键。尤其是近年来,承压设备服役工况极端化和规模大型化趋势导致设备失效频繁、故障率居高不下,这对服役损伤状态的早期、实时感知和风险评估提出更为迫切的需求。然而,传统损伤检测技术(如超声技术等)难以满足实时在线和早期定量的损伤检出需求,考虑服役过程实时数据的动态风险评估成为设备安全保障的新趋势。本项目针对承压设备安全保障的瓶颈问题,以超声检测为手段,针对损伤定位、定量及评估等开展技术攻关,形成了在线精准定位、离线精确定量和动态风险评估“三位一体”的承压设备安全保障技术体系。主要创新成果如下:(1)建立了基于超声导波的承压设备损伤定位算法和损伤识别方法。发现了承压设备损伤早期敏感非线性超声导波激发模式和机制,建立了超声导波的传播模型,形成了承压设备损伤检出的超声导波方法和技术,有效解决了承压设备损伤早期定位和定量的难题。(2)研发了承压设备在线超声导波损伤预警及智能监测装备。首次提出了分段式结构损伤在线定位成像方法,开发了基于超声导波的缺陷无线智能监测装备,实现了承压设备裂纹定位误差从现有的±10-15%到±3-5%的跨越,攻克了承压设备损伤在线精准定位和实时预警难题。(3)研发了承压设备损伤早期检出的非线性超声检测技术及装备。首次构建了蠕变、疲劳等损伤机制下微缺陷-超声非线性参量的函数关系,研究开发了承压设备非线性超声损伤检测与评价装备,检出缺陷精度从传统方法的0.5mm提升到0.1mm,实现了损伤的早期精确定量检出。(4)建立了基于实时数据的承压设备动态风险评估技术体系。形成了我国承压设备损伤模式的统一分类原则和框架,构建了基于在线/离线超声监测实时数据的承压设备动态风险评估技术体系,首次制定了承压设备风险评估系列国家标准,并纳入国家安全技术规范。项目成果形成专利25项,其中发明专利17项,软件著作权4项,专著4部,制修订国家标准18项,行业标准2项,形成国家规范1项,发表SCI论文35篇。研发的超声导波检测与评价装备已应用于化工、电力等国家重点行业数十家企业200多套装置的数千台设备。近三年项目完成单位累计新增产值5.06亿元,新增利税1.56亿元。英国结构完整性联盟指出本项目“解决了现有方法无法实现压力容器损伤定位的难题”;德国TuV Rheinland评价本项目“采用基于超声导波的压力容器损伤定位是一个重要的创新,对保障结构完整性意义重大”。中国特种设备安全与节能促进会等机构评价本项目“是国内承压设备安全保障技术的重大创新,在国际上属于首创”。项目研究创建了新的工业超声检测技术,实现了承压设备服役损伤的精准定位、精确定量及动态评价,促进了我国特种设备行业的技术进步。

姓名: 项延训 性别:
出生日期: 2020-08-27 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市徐汇区梅陇路130号
电子邮件: cg@ecust.edu.cn
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