特種設備安全工程技術中心為山東省特種設備檢驗研究院（以下簡稱省院）內設機構，主要負責省院實驗室和檢驗設備的運行和管理、科研成果的推廣和產業化、特種設備合於使用評價、現場使用的大型檢驗設備的開發套用與推廣工作；負責特種設備事故技術分析、開展特種設備基於風險的檢驗與研究、特種設備的安全評價的研究與推廣工作；負責相關社會化服務和市場開拓工作。
基本介紹
- 中文名：山東省特種設備檢驗研究院工程技術中心
- 隸屬於：山東省特種設備檢驗研究院機構
- 屬性：研究機構
- 項目：複雜形狀機械零部件缺陷檢測
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1概況,2檢測能力,綜合,案例,
1概況
工程技術中心圍繞特種設備材料、結構、焊接、腐蝕和檢測等方面開展科學研究並為社會提供相應服務，擁有雄厚的人力資源和技術優勢，可開展具有國家質檢總局授予的法定檢驗、檢測，可開展山東省人民法院認可的特種設備司法鑑定。中心現有博士4人，研究員1人，特種設備高級檢驗師1人，ASME授權檢驗師3人，高級失效分析師1人。
工程技術中心下設材料機加工車間、材料機械性能實驗室、材料微觀表徵實驗室、化學分析實驗室、腐蝕實驗室、失效分析實驗室、基於風險的檢驗（RBI）實驗室及有限元仿真和超聲仿真實驗室等。擁有包括蔡司電子掃描顯微鏡、蔡司金相顯微鏡，動靜疲勞試驗機、電子萬能試驗機、TESMAN台式直讀光譜儀、美國PAC多通道聲發射儀、美國MsS超聲導波檢測系統、美國AIS公司TOFD超聲成像檢測系統、R/D TECH超聲TOFD及相控陣檢測系統、ANSYS有限元仿真軟體、超聲TOFD及相控陣模擬軟體、RBI基於風險的軟體等在內的各種先進檢測儀器設備及軟體282台套，設備原值1200餘萬元。
工程技術中心瞄準特種設備共性、關鍵性檢驗檢測技術難題，在材料性能、腐蝕、結構、載荷、損傷等方面開展各項研究，取得了豐碩成果。承擔國家質檢總局、省科技廳和企業委託的研究項目十餘項，參與863課題研究工作1項，獲得省部級科技獎勵4項。其中，“立式金屬儲油罐罐底腐蝕線上檢測技術及評價研究”獲得山東省科技進步二等獎，“尿素合成塔綜合分析檢驗技術”獲得山東省科技進步三等獎，“在用冷庫壓力容器線上動態檢驗及評價技術研究”榮獲國家質檢總局科技興檢三等獎，“大型承壓設備線上檢驗與監測技術研究”榮獲第三屆安全生產科技成果獎。
2檢測能力
2.1缺陷檢測為用戶提供超聲相控陣、TOFD超聲、常規超聲、渦流、漏磁檢測服務，為用戶提供全方位的無損檢測解決方案。可對鍋爐、壓力容器、壓力管道、起重機、鋼結構等設備表面及埋藏缺陷進行精確檢測。
2.1.1 缺陷聲發射整體性檢測重點設備：美國PAC48通道聲發射儀、美國PAC32通道聲發射儀。可對鍋爐、壓力容器、壓力管道、起重機、鋼結構等進行一次載入，實現整體性狀況監測與評估。特別適合新造及在用大型承壓設備的驗收檢驗與評價。
項目：
1、壓力容器線上檢測
2、立式金屬儲油罐罐底腐蝕線上檢測
3、壓力容器、壓力管道泄漏檢測。
4、起重機結構安全性檢測
2.2.2 缺陷尺寸精確檢測重點設備：美國AIS公司八通道TOFD檢測系統、RD-TECH公司攜帶型TOFD檢測儀、RD-TECH公司相控陣檢測儀。特別適合特種設備、風電葉片、複合材料、汽輪機葉片片、鋼結構等複雜結構埋藏缺陷的檢驗檢測。
項目：
1、中厚壁容器、管道、鍋爐部件TOFD檢測
2、複雜形狀機械零部件缺陷檢測
3、材料缺陷準確定位、定性
2.2.3 缺陷渦流檢測重點設備：埃德森渦流探傷儀。對各種管狀金屬材料進行缺陷檢測與評估。
項目：
1、換熱器管渦流檢測
2、汽輪機葉片缺陷檢測
3、小型複雜零件表面、近表面缺陷檢測
2.2.4 缺陷導波檢測重點設備：美國MsS超聲導波檢測系統。可開展壓力管道等管狀中空設備的缺陷檢測與評估。尤其適合壓力管道安裝首次檢測後的在用狀態對比檢測評估。
項目：
1、壓力管腐蝕、焊接缺陷、機械損傷檢測
2、管狀中空設備裝置缺陷檢測
2.2.5 複雜結構超聲檢測工藝重點設備：超聲仿真軟體。用於複雜零部件的超聲檢測工藝制定，輔助埋藏缺陷及偽缺陷判斷，降低加工試塊高額成本。
項目：
1、脈衝反射法超聲檢測工藝
2、超聲TOFD成像檢測工藝
3、超聲相控陣檢測工藝
2.2 材料理化分析擁有機加工、疲勞、高溫、常溫拉伸、常溫低溫衝擊、洛氏、布氏、維氏硬度計等整套理化試驗設備，可以為企業提供包括金相、成分分析、機械性能在內的全套理化試驗，可以提供焊接工藝評定、焊接試板整套理化檢測服務。
2.2.1 試樣機加工能力重點設備：數控電火花線切割工具機、多功能鑽銑床、臥式車床、等離子切割機等材料理化性能檢測所需試樣試件。
項目：
1、加工材料拉伸、彎曲、剪下、疲勞試件；
2、加工材料衝擊試件；
3、金屬材料等離子切割、精確線切割 ；
4、材料金相試樣製備。
2.2.2 機械性能測試重點設備：擁有20t、100t萬能試驗機、疲勞試驗機、衝擊試驗機、硬度計。
項目：
1、材料抗拉強度(常溫、低溫)、屈服強度、疲勞強度檢測；
2、材料塑性檢測(伸長率、斷面收縮率) ；
3、材料衝擊韌性檢測(常溫、低溫) ；
4、材料彎曲性能檢測
5、硬度檢測(布式硬度、里氏硬度、維氏硬度) ；
6、材料彈性模量測定；
7、材料應力-應變曲線繪製。
2.2.3 材料元素分析重點設備：固定式光譜儀、移動式光譜儀、高精度硫碳分析儀、多元素分析儀、高精度紫外分光光度計等。
項目：
1、金屬材料成分光譜分析
2、金屬材料成分化學分析
2.2.4 金相檢驗重點設備：擁有德國蔡司1000倍放大能力研究級金相顯微鏡，可開展材料的相關顯微組織評定。同時配備金相試樣切割機、金相試樣粗磨機、精密研磨拋光機、金相試樣鑲嵌機、真空包裝機、真空乾燥箱、超音波清洗器等金相試樣輔助設備。
項目：
1、金相組織觀察
2、材料組織缺陷檢驗
3、材料晶粒度評定
4、材料劣化判定
2.2.5 斷口微觀檢測重點設備：蔡司掃描電子顯微鏡、牛津能譜儀。具有1-300000倍放大能力，可提供納米級的微觀組織與成分分析。
項目：
1、固體樣品表面微觀形貌觀察
2、斷口分析
3、微區元素分析。
2.2.6 斷口巨觀檢驗重點設備：萊卡大工件體式顯微鏡。對斷裂工件表面形貌、腐蝕產物進行分析，確定失效分析的方向。
項目：
1、斷口分析
2、材料表面缺陷觀測。
2.2.7 金屬腐蝕性能檢驗重點設備：鹽水噴霧試驗機、旋轉掛片腐蝕儀、應力腐蝕試驗機、電化學工作站、電解拋光機等。可開展金屬的均勻腐蝕、應力腐蝕、晶間腐蝕等材料的腐蝕性能測試。
項目：
1、金屬的應力腐蝕性能檢測
2、金屬的晶間腐蝕性能檢測
3、金屬電和化學反應相互作用下的金屬腐蝕行為測試。
2.3 設備應力檢測與受力分析實驗室可以面向機械、化工、石化、建築等行業為用戶提供設備受力狀態有限元仿真、設備潛在缺陷檢測。
2.3.1 設備整體有限元仿真分析重點軟體：美國Ansys公司授權的正版Ansys軟體。可開展結構分析（包括鍋爐壓力容器、壓力管道、起重機、鋼架結構等）、流體分析、熱分析及磁場分析等，可開展各物理場的計算，模擬真實運行狀況進行應力、熱、磁、流體的耦合仿真。為設備製造提供最佳化設計、為運行狀況提供安全決策、為事故處理提供技術支撐。
項目：
1、容器設計中的整體應力分析及局部複雜結構應力狀態分析。
2、機械結構靜力、動力學分析。
3、化工行業流場分析。
4、焊接過程熱分析，換熱器、鍋爐等傳熱分析。
5、電子計算機行業中的電磁場分析 。
6、各物理場耦合分析。
2.3.2 設備應力集中檢測重點設備：擁有俄羅斯8通道磁記憶檢測設備。
項目：
1、設備表面、近表面缺陷檢測；
2、設備應力集中部位檢測
3、設備應力集中狀態評價
4、熱處理效果評價
2.3.3 設備殘餘應力檢測重點設備：攜帶型X射線應力分析儀。
服務項目：1、焊接殘餘應力的檢測；
2、設備應力狀態現場檢測
3、熱處理效果評價
綜合
3.1 設備安全狀況評估技術工程技術中心擁有精湛的缺陷檢測、缺陷危險性評估能力，能夠實現設備安全狀況整體評估，可以重點針對新、舊設備提供可靠性評價、安全狀況評價服務。
3.2 整套裝置基於風險的檢驗（RBI）利用流行風險評估軟體，通過對石油、化工、化肥等行業提供基於風險的檢驗（RBI）服務，通過檢驗給出風險排序，找出薄弱環節，以確保特種設備本質安全，減少停車次數，降低檢修成本。為企業有效進行就有風險的資產管理提供決策依據。
3.3 特種設備產品質量鑑定擁有山東省高級人民法院認可的司法技術專業資質，受理司法機關、仲裁案件當事人或律師事務所的委託，在授權的業務範圍內開展各項產品質量司法鑑定業務。
3.4 設備事故失效分析實驗室憑藉全面的檢測能力，豐富的分析經驗，提供材料、零部件、設備的失效分析服務，為用戶提供零件、設備可靠性解決方案。
其中，典型的有多層尿素合成塔失效分析、多層包紮氨合成塔失效分析、煤氣發生爐失效分析、液化氣體汽車罐車失效分析、合成氨高壓管道失效分析、翅片式氣體冷卻器失效分析、熔鹽冷卻器失效分析、橋門式起重機失效分析、廢熱鍋爐換熱管失效分析、有機熱載體鍋爐失效分析、甲醛氧化器換熱管失效分析等，為事故的分析處理提供了有力的技術支撐。
3.5 取證諮詢實驗室可以為國內壓力容器、鍋爐、壓力管道製造企業提供國內取證諮詢以及美國機械工程師協會（ASME）授權的取證諮詢及檢驗工作。
3.6 設備或結構的逆向工程 擁有高精度快速三坐標測量儀，可用於複雜結構或設備的逆向工程，或用於特種設備、特殊結構的輔助失效分析。
案例
4.1 大型冷庫線上檢驗冷庫廣泛套用於生物、食品、水產、畜牧醫藥、物流、食品加工等行業物品保鮮及冷藏，其所屬的壓力容器採用固定保溫層、液氨無法倒空、氨制冷機無法停車，檢驗困難，我中心採用聲發射檢測與常規檢測相結合的方法取得了不錯的檢測結果。
4.2 尿素合成塔內襯背側裂紋檢測尿素合成塔是尿素生產中的關鍵設備，其介質具有強烈的腐蝕性，極易使內襯穿透而發生泄露，所以尿素合成塔多用蒸汽檢漏，但是蒸汽中的雜質會對內襯產生應力腐蝕，反而加快內襯的泄漏，我中心使用超聲檢測技術對對多家尿素企業合成塔內襯進行了檢測，發現了多處裂紋，防止了泄漏事故的發生。
4.3 大型承壓設備整體性狀況檢測與評估利用聲發射技術採用模擬運行條件的方法，研究大型關鍵承壓設備在不停工條件下進行檢驗、監測，據此能夠對設備進行整體安全狀況評價，可以解決大型關鍵承壓設備的線上檢驗問題，以達到保證設備安全運行，減少非計畫停車，提高經濟效益的目的。
4.4 多層包紮設備檢驗與評估多層包紮尿素合成塔是尿素合成裝置的核心設備。據不完全統計，國內外共發生過近10起該種設備爆破事故。其中，國內就有兩起，都造成了重大人員傷亡和財產損失。由山東大學牽頭，聯合國內知名科研機構，參與“國家863計畫先進制造技術領域重大產品和重大設施壽命預測技術專題”（層板包紮高壓容器剩餘壽命試驗評價技術，編號：2006AA04Z417）課題的缺陷檢測研究工作。先後赴新疆、陝西、湖北等地進行調查；對3台失效的尿素合成塔進行了解剖研究，掌握了尿素合成塔的細微結構及缺陷、腐蝕介質的分布情況；切取了大量含缺陷多層包紮尿塔焊縫試塊；針對尿塔的特殊結構進行了有限元計算並進行了應變測試；對含缺陷的報廢尿塔先後進行了4次超壓聲發射試驗，並對聲發射檢測結果進行了解剖驗證。通過對多層包紮尿素合成塔的資料蒐集、力學計算、環境調查、聲發射檢測、解剖驗證等工作，基本上解決了多層包紮尿素合成塔強度層為什麼裂、如何檢驗以及怎么評價的問題，為全面解決多層包紮容器的安全性評價奠定了基礎。開發出的綜合檢驗方法已經在山東、河南、雲南、貴州、湖北、陝西、寧夏等省份推廣套用，實現了1000多萬元的檢驗收入。
