项目编号A05-2019-J015
项目名称高温承压设备损伤电磁超声在线检测关键技术及应用
候选单位中国特种设备检测研究院
清华大学
中北大学
广东汕头超声电子股份有限公司
北京市特种设备检测中心
候选人郑 阳 黄松岭 周进节 李素军 张宗健 谭继东 蓝 麒 胡振龙 孟 涛 郑 晖 孙伟成 李宏雷 王 珅 李 翔 崔高宇
项目简介    该成果属公共安全检验检测领域。高温承压设备(如压力容器、锅炉和管道等)是电力、热力和石化行业的核心装备,存量巨大。随着我国产能的不断升级,高温承压设备向着高温、高压、大型和严苛条件运行等方向发展,设备损伤失效的风险也急剧提高,严重威胁生产安全。实现材料高温在线检测评价,极早发现损伤以预防和减少事故,是政府监管部门、检验机构和企业面临的重大难题。该成果针对材料损伤高温在线无损检测的技术难题,从检测机理研究、仪器设备研制、检测方法研究、典型应用研究四个方面展开,全链条布局、一体化实施,形成了高温设备在线电磁超声检测成套技术,填补了工程中 450°C以上超声检测技术空白,整体达到国际先进水平。主要创新点有: 1. 突破了电磁超声传感器(EMAT)电-磁-声多场耦合设计理论与长时耐温传感技术,实现了全系列EMAT的自主设计制造。(1)建立了EMAT设计与优化的时域、频域电磁声多场耦合模型。(2)开发了具有自主知识产权的EMAT线圈计算机辅助设计软件。(3)国际首次研制了800℃耐温30s以上的无主动冷却EMAT、长期耐温250℃的在线监测EMAT、针式声场测量EMAT、高温声速在线校准EMAT。 2. 突破了电磁超声高效激励接收仪器的关键核心部件与整机技术,实现了高端电磁超声实验仪器与工程检测仪器的国产化。(1)研制的电磁超声仪器核心模块线性大功率放大器(带宽50kHz ~12MHz,瞬态功率均大于4.5kW,峰值功率大于7.5kW)、自激自收型微伏级接收信号放大器(带宽50kHz~12MHz,增益100 dB)指标达到国际领先水平。(2)国际首次研制了任意波形激发型电磁超声检测仪和电磁超声导波检测仪。 3. 突破了电磁超声高温在线超声测厚、超声探伤、表面波检测和导波检测技术,突破了不锈钢高衰减材料和复杂结构工件的电磁超声检测技术,解决了高温承压设备腐蚀、裂纹等典型在役损伤的高温超声在线检测难题。 成果获授权发明专利16项、实用新型专利11项,软件著作权2项,制定国家标准5项(实施1项,立项4项),制定团体标准1项(立项),发表论文22篇(其中SCI论文10篇)。技术成果已在石化、热力、电力等行业的高温管道和容器的安全检测中获得了广泛、有效应用。该项研究及成果为全国工业石化区的安全运行、为北京城市基础设施的安全运行、为国家重大活动期间的特种设备安全保障提供了重要的技术支撑。近三年来,全国范围内推广该项应用产生的直接经济效益,约1.64亿元。

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