“特種設(shè)備”是我們生產(chǎn)、生活中的重要組成部分，為提高生產(chǎn)水平和生活質(zhì)量發(fā)揮著重要作用。在查閱相關(guān)資料之前，記者是無法準確說出特種設(shè)備具體包括哪些設(shè)備的。為了讓更多人了解特種設(shè)備、關(guān)注特種設(shè)備的腐蝕與防護問題，記者專程采訪了中國特種設(shè)備檢測研究院材料研究與評價中心的腐蝕與老化實驗室負責人趙博高工，請他就特種設(shè)備及其腐蝕與防護問題為大家做深入解讀……

    記者：特種設(shè)備具體包括哪些設(shè)備？請您為我們介紹一下中國特種設(shè)備檢測研究院的相關(guān)情況。

    趙博高工：《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》第二條規(guī)定，“……特種設(shè)備，是指對人身和財產(chǎn)安全有較大危險性的鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設(shè)施、 場 （廠） 內(nèi)專用機動車輛，以及法律、行政法規(guī)規(guī)定適用本法的其他特種設(shè)備。”根據(jù)技術(shù)上的定義，鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道為承壓類特種設(shè)備；電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設(shè)施為機電類特種設(shè)備。特種設(shè)備的安全運行不僅關(guān)乎經(jīng)濟發(fā)展，更關(guān)乎人的生命安全，不容忽視。事故一旦發(fā)生，將會造成巨大經(jīng)濟損失，還可能造成人員傷亡，為某些家庭帶去災(zāi)難和不幸。為保障特種設(shè)備的安全運行， 國家對各類特種設(shè)備， 從生產(chǎn)、 使用、檢驗檢測三個環(huán)節(jié)都有嚴格規(guī)定，實行的是全過程的監(jiān)督。

    中國特種設(shè)備檢測研究院（簡稱中國特檢院），直屬國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局。主要從事特種設(shè)備檢驗檢測及相關(guān)技術(shù)研究開發(fā)、型式試驗、設(shè)計文件鑒定、行政許可鑒定評審、法規(guī)標準制修訂、能效測試、安全評定、風險評估、技術(shù)仲裁、失效分析、事故調(diào)查處理、司法鑒定、應(yīng)急救援、產(chǎn)品（體系）認證評審以及資格考核。

    中國特檢院現(xiàn)有實驗室或試驗區(qū)域48個 （含固定式長管拖車檢驗站14個） ，擁有各類儀器設(shè)備 2900 多臺（套），總價值 2 億多元。合作建立的各類實驗室和新技術(shù)推廣應(yīng)用中心 10 多個，通過科技合作平臺，可以共享全國特檢系統(tǒng)、相關(guān)研究院所及高等院校實驗室資源。目前已建成的實驗中心主要有：材料性能研究實驗中心，燃燒器檢測中心、結(jié)構(gòu)強度分析中心、無損檢測中心、化學分析中心、游樂設(shè)施設(shè)備型式試驗室、承壓設(shè)備檢測技術(shù)實驗基地、長管拖車檢測基地等。中國特檢院實驗室通過了國家質(zhì)量體系認證、ISO/IEC17025 實驗室和 ISO/IEC17020 檢查機構(gòu)認證以及HSE 認證，并由國家認監(jiān)委（CNCA）授權(quán)為國家鍋爐壓力容器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、國家鍋爐水處理及有機熱載體質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、國家壓力管道檢測中心和計量認證合格單位；國家安監(jiān)總局授權(quán)危險品儲罐檢測檢驗中心，具有國家安全生產(chǎn)檢測檢驗甲級資質(zhì)。

    我院在建的“國家特種設(shè)備安全與節(jié)能實驗基地”目前正在進行最后的驗收與裝修工作， 計劃2017年底進行搬遷。該項目地處順義，占地 108 畝，總建筑面積為 55704 平方米。預(yù)計該基地建成后將成為特種設(shè)備安全與節(jié)能技術(shù)國家實驗室、特種設(shè)備安全與節(jié)能技術(shù)國家工程中心、特種設(shè)備安全與節(jié)能技術(shù)國際認可實驗室和特種設(shè)備安全事故診斷預(yù)防及應(yīng)急管理與協(xié)調(diào)指揮中心。

    記者：腐蝕與老化實驗室隸屬于中國特檢院的材料研究與評價中心，您能為我們簡單介紹下材料研究與評價中心的相關(guān)情況嗎？

    趙博高工：材料研究與評價中心堅持以科學研究為導(dǎo)向， 與工程實踐相結(jié)合，致力于推動特種設(shè)備行業(yè)技術(shù)發(fā)展，為客戶提供跨學科交叉領(lǐng)域的技術(shù)解決方案，同時為政府與社會提供基礎(chǔ)技術(shù)支撐。

腐蝕與老化實驗室技術(shù)人員參加國際學術(shù)會議合影

    中國特種設(shè)備檢測研究院材料研究與評價中心由 6 名高級工程師、5 名工程師，以及多名實驗員組成，其中博士博士后 6 人，碩士 4 人，本科 5 人，專業(yè)領(lǐng)域覆蓋材料、冶金、腐蝕、焊接、力學、機械、計算機等。材料研究與評價中心多年來專門從事金屬材料、非金屬材料和各類復(fù)合材料的物理性能、化學性能、力學性能、腐蝕與老化性能、工藝性能等全方面的材料性能測試與評價研究。并提供常規(guī)材料性能測試，非標試驗的方案設(shè)計、儀器開發(fā)及相關(guān)性能測試，特別是針對特種設(shè)備發(fā)展前沿性的高溫、高壓、強腐蝕等極端環(huán)境下的材料相容性與適用性研究，開發(fā)了大量的特色技術(shù)，積累了豐富的材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和構(gòu)件失效分析經(jīng)驗。

    目前，材料研究與評價中心形成的實驗和分析能力包括：金屬材料化學成分分析，金相分析，拉伸試驗，彎曲試驗，剪切試驗，擴口、卷邊、壓扁試驗，示波沖擊試驗，擺錘沖擊試驗，落錘沖擊試驗，斷裂韌性試驗，布氏、洛氏、維氏、邵氏硬度及顯微硬度測試，高溫蠕變及持久試驗，高周疲勞試驗，低周疲勞試驗，腐蝕電化學分析，腐蝕失重、晶間腐蝕、點腐蝕，恒載荷應(yīng)力腐蝕，慢應(yīng)變速率應(yīng)力腐蝕，鹽霧、濕熱、周期浸潤等環(huán)境加速腐蝕試驗，熱膨脹系數(shù)測試，氣體滲透率測試，氙燈老化，涂層性能表征等等。

    除上述常規(guī)能力外，還具備金屬時效、材料熱處理、步冷試驗、斷口宏 /微觀分析、以及微損取樣、液壓鼓脹試驗、金屬與高分子材料小沖桿試驗、應(yīng)變測試、微損法殘余應(yīng)力測試、應(yīng)力腐蝕防護技術(shù)、露點腐蝕模擬與評價分析、非金屬材料的老化評價與分析、管狀試樣紫外老化等非標準試驗?zāi)芰εc特色技術(shù)。

    此外，材料研究與評價中心積極推動國內(nèi)特種設(shè)備行業(yè)與國外權(quán)威學術(shù)組織機構(gòu)的合作。目前中心承擔著美國機械工程師學會鍋爐壓力容器規(guī)范第 II 卷（材料卷）中國國際工作組ASME BPV-II CIWG秘書處， 以及美國防腐蝕工程師學會中國 - 東亞環(huán)太平洋地區(qū)承壓設(shè)備行業(yè)專業(yè)技術(shù)咨詢委員會 NACE STAG PressureEquipment Industries（STAG P73） 秘 書處工作，并且積極推動中國牌號材料國際化工作。

    記者：中國特檢院的已有的實驗室涉及了特種設(shè)備檢測與安全的方方面面，新建腐蝕與老化實驗室的背景是什么？

    趙博高工：承壓設(shè)備的運行環(huán)境中多包含強腐蝕性的嚴苛環(huán)境，并且廣泛分布在其服役的各個環(huán)節(jié)，其中發(fā)生的腐蝕與老化，是相關(guān)設(shè)備失效的最普遍形式之一。目前，作為影響承壓設(shè)備失效的最普遍形式之一，腐蝕是歷來是承壓設(shè)備安全關(guān)注的焦點問題，也是影響其使用壽命的最重要因素之一。尤其是近年來，隨著世界范圍內(nèi)化石能源資源的持續(xù)深度開發(fā)，工業(yè)原料及其產(chǎn)品的劣化嚴重，腐蝕性介質(zhì)成分持續(xù)增加，其危險性大大增強，這種危害已遍布特種設(shè)備相關(guān)的儲運、煉化乃至加工等上下游所有行業(yè)。同時，隨著國家節(jié)能減排的推廣和企業(yè)對生產(chǎn)效率的要求提高，相關(guān)高參數(shù)高規(guī)格化的設(shè)備已在得到廣泛應(yīng)用，而材料科學的不斷發(fā)展，也對承壓設(shè)備的既有的腐蝕與安全經(jīng)驗構(gòu)成重大的沖擊。這些變化結(jié)合承壓設(shè)備的大型化、高參數(shù)化和高規(guī)格化的發(fā)展趨勢，顯著加大失效風險與失效后果的嚴重性，使得我們對其發(fā)生的腐蝕問題的容忍力大大降低。因此，業(yè)界對承壓設(shè)備的服役與運行安全，特別是與材料腐蝕與老化的相關(guān)問題提出了更高的要求。因此，承壓設(shè)備的腐蝕問題，廣泛受到了企業(yè)、學界和工程界的關(guān)注。同時，經(jīng)濟全球化和激烈的競爭使得世界各國必須考慮承壓設(shè)備的安全性和經(jīng)濟性的和諧統(tǒng)一，因此新的承壓設(shè)備腐蝕研究和防護理念也在不斷涌現(xiàn)，相關(guān)通過腐蝕研究得到的承壓設(shè)備適用性認知，也需要不斷深入。

Ametek PAR 4000 電化學工作站

小分子有機酸酸高壓腐蝕裝置（設(shè)計圖，自有專利）

適用于柱狀承壓設(shè)備的紫外加速老化箱（自有專利）

    對此，我院通過近3年通過1000萬元以上的持續(xù)投入，并申請上級單位的大力支持，搭建了針對特種設(shè)備的腐蝕與老化實驗室，以研究目前我國重點關(guān)注的承壓設(shè)備腐蝕與老化問題。目前，腐蝕與老化實驗室布局包括常規(guī)腐蝕，局部腐蝕、應(yīng)力腐蝕與高分子老化4個基礎(chǔ)的腐蝕與老化研究平臺，并可以針對嚴苛環(huán)境進行承壓設(shè)備綜合腐蝕與老化組合損傷模式與相關(guān)失效準則進行評定。

    記者：能為我們詳細介紹一下腐蝕與老化實驗室的建設(shè)情況嗎？

    趙博高工：中國特種設(shè)備檢測研究院基于此搭建腐蝕與老化實驗室，其目標有二：其一是保證質(zhì)檢總局與我院內(nèi)部涉及腐蝕與老化的各類項目的正常開展，提供相關(guān)前言研究工作的必須條件；其二是滿足我國特種設(shè)備腐蝕與老化研究的前沿方向需求，強化嚴苛環(huán)境下的特種設(shè)備材料腐蝕與老化機理和演變規(guī)律認知，保障特種設(shè)備長期的安全運轉(zhuǎn)。

    基于此我院在腐蝕與老化實驗室下設(shè)常規(guī)腐蝕，局部腐蝕、應(yīng)力腐蝕與高分子老化 4 個基礎(chǔ)的腐蝕與老化研究平臺，以開展相關(guān)研究工作。其中常規(guī)腐蝕研究平臺主要涉及以均勻腐蝕失重為主的設(shè)備腐蝕形式，應(yīng)對包括靜態(tài)與動態(tài)在內(nèi)的廣義自然環(huán)境與工業(yè)環(huán)境的一般化的腐蝕類型，并特種設(shè)備的材料適用、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與壽命預(yù)測提供切實可行的試驗基礎(chǔ)與數(shù)據(jù)支撐。

    局部腐蝕研究平臺主要涉及整體重量損失較小，但會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或穿漏現(xiàn)象，進而造成設(shè)備較高的失效風險的腐蝕行為。該研究平臺主要開展針對特種設(shè)備運行的嚴苛條件下不同溫度、液相成分和氣相介質(zhì)下環(huán)境的精確模擬，以開展對金屬材料在相關(guān)環(huán)境中局部腐蝕行為表征，材料適用性進行評估和選才指導(dǎo)。

    應(yīng)力腐蝕研究平臺針對特種設(shè)備在嚴苛工況環(huán)境下內(nèi)外應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)交互作用導(dǎo)致的金屬材料開裂行為進行研究，包括但不限于高溫高壓與常溫常壓條件下 H 2 S、CO 2 、SO 2 等環(huán)境中的氫致開裂、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂等破壞行為。

    高分子材料老化研究平臺主要針對特種設(shè)備運行相關(guān)的自然環(huán)境和工業(yè)環(huán)境條件下使用的塑料、橡膠、有機涂層等高分子材質(zhì)的材料，通過二氧化硫、鹽霧、濕熱、紫外、周浸等加速老化能力模擬實際環(huán)境，通過加速老化技術(shù)對高分子材料的適用性進行評估，并指導(dǎo)選材。

    此外，由我院發(fā)起并聯(lián)合國內(nèi)相關(guān)權(quán)威的承壓設(shè)備設(shè)計、制造、使用和檢測單位與美國防腐蝕工程師協(xié)會（NACE）共同成立了承壓設(shè)備行業(yè)專業(yè)技術(shù)咨詢委員會NACE STAG PressureEquipment Industries（STAG P73），該委員會由我院副院長兼總工程師壽比南教授擔任主席，秘書處設(shè)在材料研究與評價中心腐蝕與老化試驗室。

    STAG P73 以我國承壓設(shè)備行業(yè)腐蝕問題為依托，支持中美兩國在承壓設(shè)備腐蝕領(lǐng)域的技術(shù)標準的修制定以及技術(shù)交流，并作為一個信息資源載體，將為來自國內(nèi)外工程公司、制造企業(yè)、設(shè)備用戶、檢測單位和科研院所等單位的專家、學者和工程師們提供一個行業(yè)內(nèi)高水的信息交流平臺，分享有關(guān)方面的成果與經(jīng)驗，探討相關(guān)領(lǐng)域所面臨的問題與動態(tài)，最終為提升我國承壓設(shè)備腐蝕研究和防腐技術(shù)開發(fā)應(yīng)用作出積極貢獻。

中國特種設(shè)備檢測研究院林樹青院長在NACE STAG P73成立大會暨第一次委員
會上講話

壽比南教授在2016年國際微試樣測試技術(shù)交流大會做主題報告

腐蝕與老化實驗室部分專利成果

   委員會成立大會暨第一次委員會工作會議于 2016 年 7 月 2 日在我院順利舉行。我院院長林樹青、副院長兼總工程師壽比南，以及來自中國石化工程建設(shè)有限公司、中國寰球工程公司、合肥通用機械研究院、BASF 中國、甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司、中石化高橋公司、北京科技大學、北京工業(yè)大學等中國承壓設(shè)備、腐蝕領(lǐng)域的專家、學者二十余人參加了本次會議。

    腐蝕與老化實驗室自 2014 年成立以來，承擔或參與“十三五國家重點研發(fā)計劃”、“國家質(zhì)檢總局科技計劃項目”、“國家質(zhì)檢總局技術(shù)改造項目”等省部級科研項目 7 項，特檢院內(nèi)部科研項目 3 項，以及多項特種設(shè)備領(lǐng)域的橫向課題研究工作。相關(guān)技術(shù)人員曾多次參加國內(nèi)外學術(shù)會議，并做重要報告。

    人物簡介

    趙博， 2013 年畢業(yè)于北京科技大學新材料技術(shù)研究院，獲工學博士學位。曾作為核心成員多次參加國家科技平臺項目、國家“863”計劃項目、國家自然科學基金項目以及國防軍工項目。2013 年進入中國特征設(shè)備檢測研究院工作，作為課題負責人承擔國家質(zhì)檢總局科技計劃項目 3 項，國家質(zhì)檢總局技改項目2項， 中國特檢院內(nèi)部項目2項以及橫向科研課題多項， 并作為主要技術(shù)骨干參加國家 “十三五”國家重點研發(fā)計劃《高參數(shù)承壓類特種設(shè)備風險防控與治理關(guān)鍵技術(shù)研究》。目前擔任中國特種設(shè)備檢測研究院腐蝕與老化實驗室技術(shù)負責人，并被推薦為科技部創(chuàng)新人才推進計劃重點領(lǐng)域創(chuàng)新團隊核心成員。