画出超高压容器疲劳的“中国曲线”
●奖项:科技进步奖一等奖
●成果:极端条件下重要压力容器的设计、制造与维护
●此成果为合作项目 浙大为第三完成单位
很多的现代工艺流程都是在一定的压力下完成的,这就需要一个能够承受一定压力和一定温度的密闭空间———压力容器。压力容器在化工、冶金、新能源、核电、炼油等领域有广泛的应用。和一般的机械产品不同,压力容器具有潜在的泄漏和爆炸危险,属于装备中的“特种兵”。各国都出台了一系列法规、标准来规范监管压力容器的设计与制造。
当前,压力容器的“压力”正在越来越大,浙江大学化工机械研究所郑津洋教授说“整个世界的发展水平来看,最大的压力容器可以做到25万立方米,用来储存原油。厚度可以达到400毫米;单台压力容器的重量要达到2000多吨,各种极端服役条件对传统的设计制造和技术维护提出了严重挑战。”
合肥通用机械研究院、华东理工大学、浙江大学、中国特种设备检验研究院等多家高校和企业联手,历时十年研究,使我国率先迈入了基于全寿命周期风险控制的压力容器设计制造与维护的发展阶段。浙江大学化工机械研究所主要开展了超高压容器断裂失效的机理研究。
“预测容器的寿命是确保安全的一个重要环节。”郑津洋说,很长的一段时间里,中国的超高压容器设计参照的是国外的疲劳设计曲线和寿命预测方法。“后来我们研究发现,由于中国采用的材料与国外不同,因此相应的疲劳性能也有很大差异,我们必须画出自己的疲劳设计曲线。”于是,由制造厂提供材料,浙大的课题组开展了一系列实验研究,最终获得了超高压容器典型材料疲劳设计曲线,建立了超高压容器寿命预测方法,提高了超高压容器的本质安全性及产品的国际竞争力。由此,中国成为继美国、日本以后,世界上第三个拥有自主超高压容器寿命预测方法的国家。(记者 周炜)