服役性能数据库

附件3项目申报编号：国家科技基础条件平台工作面上项目申报书项目名称：钢铁材料服役性能参数及事故分析案例数据库申报单位名称（盖章）：钢铁研究总院项目起止年月：2004~2006项目负责人姓名：主管部门名称：联系人姓名：联系电话：E－mail：中华人民共和国科学技术部二○○四年九月十二日1填写说明1．根据平台建设工作性质，结合财政部关于平台建设专项的支持方向，将国家科技基础条件平台工作项目分为两类：建设类项目—以资源整合及平台建设为主的项目；研究与开发类项目—以技术标准、规范、整合与集成技术、规划、政策法规等研究工作为主，为平台建设提供支撑保障的项目。2.本申报书为组织申报“国家科技基础条件平台工作”项目的主要文件。各项内容须认真填写，表内栏目不能空缺，无此项内容时填“/”。3．“项目名称”要简洁、明确，字数不超过20个汉字。4．封面“承担单位”只填写第一承担单位，名称与公章一致，不得省略。“主管部门”为第一承担单位的上级行政主管部门。5．“单位详细地址”填写到县（区）、街（路）门牌号。6．书面材料A4纸打印，骑缝装订、盖章后，一式十份报科技部。2一、基本信息项目名称钢铁材料服役性能参数及失效分析案例数据库项目领域□国家实验基地与大型科学仪器设备建设□科学数据共享□自然科技资源整合共享□科技文献资源建设与共享服务□网络科技环境建设□科技成果转化公共服务体系□技术标准体系项目类别□建设类□研究开发类建设密级□绝密□机密□秘密□内部□公开申报单位第一申报单位:钢铁研究总院联合申报单位：1.2.第一申报单位地址北京市海淀区学院南路76号邮编100081联系人电话主要内容（200字以内）本项目是建立可资从事有关材料生产、材料重大工程应用、机电装备的设计、制造和使用的技术人员和有关管理人员查阅、参考和利用的钢铁材料服役性参数和失效分析案例库和提供为全社会服务的网络平台。本工作将联合钢铁材料的生产、重大工程应用部门，以及机械、石化部门的科研机构，进行资料、素材的收集、整理、过滤和归类，有关原始分析工作的验证、补充及深化等工作。最后所得到参数和案例库应严格分析案例相关背景，分析手段，要逐个经专家组审查，其结论要准确，具有国家级的权威性。既要全面，也要求典型、准确。预期成果及考核指标（200字以内）建成钢铁材料服役性参数数据库，并逐步完善连续性的重要材料相关服役性数据的收集、共享体系。本项目完成共享数据库中包含主要工程用钢铁材料（包括核电、火电、铁路、桥梁石油、化工、造船等行业主要用钢）的相关服役性参数（断裂、动态断裂、低周疲劳、高温持久、腐蚀、应力腐蚀、接触疲劳、冷热疲劳、磨损等参数）和收录约400个典型案例及分析结果入库。项目是否已经得到其他资助□是□否若是，请注明资助来源：起始年度：年；资助总金额：万元参加项目人数15人其中：高级职称7人；中级职称5人；初级职称3人项目实施起止年月2005年1月~2006年12月实施年限2年投入总人力100人月申请经费(两年度)95万元第一年度第二年度3二、项目可行性研究报告（一）项目重要性、国内外现状和趋势钢铁材料作为最常用的结构材料是铁路、桥梁、电力、石化、造船等各行业大量使用的基础材料，在国民经济中占有举足轻重的作用。在基础建设中钢铁材料的使用量大面广，特别是对于重大工程，钢铁材料的设计、选择和运用关系到整个工程的安全、寿命和经济效益，成为投资考虑的关键问题。随着改革开放、国力的增强和技术、方法的进步，我国各行业重大工程建设遍地开花，一片繁荣。与此同时，基础钢铁材料的使用也出现了诸多新的问题。核电建设不断加快，铁路运输不断提速，化工产品种类不断增加、不断使用新的工艺，等等情况，无不涉及到钢铁材料使用的新课题，这样，一方面在不断地开发新的钢铁材料来满足新的使用要求，另一方面又在不断挖掘原有材料的运用潜力将其运用到新的条件下。特别是由于这些重大工程材料的运用问题，动则可能引起重大的公共安全问题，无数的惨痛经历，时刻在向人们敲响警钟。因此一些重点工程材料的服役性能问题成为人们特别关注的问题。象国家大剧院奥运场馆这样一类形象工程所用钢铁材料因性能数据不够而被迫进口。近二十多年来的研究开发和工程运用，为钢铁材料的服役性积累了大量的经验和数据。而运用环境的改变，也使得一些原有材料的部分服役性参数不再适用。这些都对重大工程材料服役性参数的收集整理工作提出了迫切的要求，和提供了相应的可行性条件。因钢铁材料失效而产生的事故和分析案例，涉及的范围很广，重大恶性事故如核泄漏、化工容器爆炸、桥梁坍塌等等，无不付出了生命和财产的惨重代价。而对于这些案例的分析则无不凝结了科技人员的大量心血，其中许多案例由于所涉及的分析测试技术的复杂性和艰巨性，分析工作本身就耗费了国家、企业和个人的巨额财力。因此从失效分析中总结和收集材料的服役性能数据，成为最实用、最有效和最经济的途径。长期来我国的工业一直受到两方面问题的困扰。一方面材料利用效率偏低，并不断花费巨额财力去研究和解决相同的材料运用问题。而另一方面重复性的失效事件仍然时有发生，甚至在相似的重大工程和机电装备上重复发生。这固然有其事故本质复杂性的原因，只有通过多次反复的失败和总结才可能找到较为正确的对策。但不可怀疑，重复性失效事件和材料利用效率的低下，很大程度上是与材料服役性参数和失效分析工作案例不能被很好地为广大材料设计、运用工程技术人员所利用有关。因此，及早利用先进的网络系统建立起材料服役性参数和失效分析案例库，使付出惨重代价和巨额财力的公用性研究成果、经验和教训变成全社会、特别是同行的共同财富，它对于减少和预防同类事故的重复发生，促进应用技术的发展，材料、装备做到物尽其用等具有无可置疑的巨大社会效益，对于我国经济建设的作用尤显重要。由于材料服役性参数和失效分析案例资讯的重要价值，国内外有关人员各自进行的收集工作一直没有停止过。早期的如美国的金属手册，就包含有分类的失效分析案例，但其主要是举例性的典型性案例，所涉及的范围和内容不多，分析也流于表象。由于缺乏经费的支持，国内则主要是一些以文集的形式收集起来的未经整理的案例，它仅对从事某类综合分析的人员有参考价值，不适合从事材料生产、材料工程应用、机电装备的设计、制造和使用的技术人员和有关管理人员参考和利用。进入本世纪以来，国际社会对这类案例的整理和利用被提到非常的高度。如日本科技厅设立了“活用失败知识研究会”,任务是把科技领域里发生的事故和失败等搜集起来作为知识资源加以利用。联合国尤利卡计划在全世界范围征集石化设备应力腐蚀失效案例，以图更深入的了解和更好的预防这4种危害性极大的失效的产生。5（二）主要工作内容、预期目标和成果本项目的目标是建立可资从事有关材料生产、材料重大工程应用、机电装备的设计、制造和使用的技术人员和有关管理人员查阅、参考和利用的材料服役性参数和失效分析案例库和提供为全社会服务的网络平台。近期以金属结构材料特别是钢铁材料为主，进行有关资料的筛选、分类和整理。在经历了代用材料的强烈冲击后，人们已经开始重新认识钢铁材料不可替代的重要作用，在可以预见的将来相当长的一段时间内，金属材料特别是钢铁材料仍然是工程上使用最多、量大面广对国民经济和社会影响最大的结构材料。以后再逐步扩展到其它重要的结构材料。本工作将联合钢铁材料的生产、重大工程应用部门，以及机械、石化部门的科研机构，进行资料、素材的收集、整理、过滤和归类，有关原始分析工作的验证、补充及深化等工作。最后所得到参数和案例库应严格分析案例相关背景，分析手段，要逐个经专家组审查，其结论要准确，具有权威性。既要全面，也要求典型、准确。计划收集的主要材料服役性能参数包括：1.核电主要材料，如不锈钢管，中厚板材的动态断裂、低周疲劳、高温持久、腐蚀和应力腐蚀参数，以及这些材料的焊接工艺对上述性能参数的影响等。2.铁路用钢，如钢轨、车轮用钢等在不同气候条件下的接触疲劳、冷热疲劳、磨损、腐蚀参数，及焊接工艺对上述性能参数的影响等。3.桥梁用钢，如型钢、钢索等在不同气候条件下的疲劳、腐蚀参数，及焊接工艺对上述性能参数的影响等。4.石油、化工、造船、火电用钢铁材料，如压力容器、反应器、热交换器等用钢的疲劳、断裂、腐蚀参数，及焊接工艺对上述性能参数的影响等。5.收录约400个典型案例及分析结果入库。6（三）现有工作基础我院作为国内最大的钢铁材料研究基地，每年都要进行大量的广泛的材料综合评估和分析工作，70年代初，最先开展断裂物理的理论研究和应用研究工作，涌现出科技战线的铁人陈篪等一大批国内最有实力的材料综合评估和分析专家。他们所涉及到的机电装备的失效分析、安全性评估和寿命预测，材料及其产品的解剖分析和缺陷成因分析，材料物证鉴定的技术方法研究等综合评估项目，涵盖了材料、军工、能源、交通、建筑、水利、信息等各个工业领域，积累了大量的数据资料。历年来单对压力容器和设备的失效分析、修复方案制定和安全性评定工作就达3500多项，所评估过的设备无一发生事故，这是我院这方面实力的体现之一，是以科技人员经过对大量案例的长期关注和研究所获得的宝贵经验作后盾的产物。涉及其他内容的综合评估工作项目数量则更多，尤其是对材料及其产品的应用方面的综合分析和缺陷成因分析，更积累了丰富的知识和经验，这也是我院作为最重要的钢铁材料科研基地的强大后盾之一。材料综合评估和分析涉及的面很广，从材料的选择和结构设计、加工制造、装配调整、使用与保养、材料的理化分析检验、产品的质量检验、缺陷分析到对事故实物的综合失效分析等，是一项十分复杂和庞大的工程。在金属材料的综合评估方面，我院具有较完备的材料分析测试、材料工艺评定和材料工程应用各方面的装备、人员、经验和技术优势，长期的材料综合评估实践，手头积累了大量宝贵的经验，并与国内外同行建立料广泛的联系。我院现有的材料力学和工艺性能测试、材料化学成分分析、物理性能检测、显微分析、表面分析、无损探伤等大型综合评估所需的各类设备，价值数亿元之巨，其装备的总体规模和水平在国内是少有匹敌的。7（四）任务分解、技术方案及各任务承担单位、人员情况联合钢厂、机械、石化部门的科研机构，进行数据、素材的收集、整理、过滤和归类。集中进行有关原始分析工作的验证、补充及深化等工作。最后所得到的参数和案例库应严格分析案例相关背景，分析手段，要逐个经专家组审查，其结论要准确，具有权威性。服役性能数据要做到准确、较为全面、对钢铁材料工程运用有更好的指导意义，要有一定的覆盖面。。由于许多有价值的资料属于分析单位的研究成果，或涉及到某种企业机密，对这些案例的收集有的需要有偿征集和设置适当的保密级别。材料服役性参数按材料类别进行整理。张庄、史巨元、朱林茂负责核电用主要材料的动态断裂、低周疲劳、高温持久、腐蚀和应力腐蚀参数，以及这些材料的焊接工艺对上述性能参数的影响等资料的收集和整理。铁科院金化所负责铁路用钢，如钢轨、车轮用钢等在不同气候条件下的接触疲劳、冷热疲劳、磨损、腐蚀参数，及焊接工艺对上述性能参数的影响等资料的收集和整理。吴伯群、高怡斐等负责桥梁、造船用钢等在不同气候条件下的疲劳、腐蚀参数，及焊接工艺对上述性能参数的影响等资料的收集和整理。吴伯群、邓星临、于桂玲、司红石油、化工、、火电用钢铁材料，如压力容器、反应器、热交换器等用钢的疲劳、断裂、腐蚀参数，及焊接工艺对上述性能参数的影响等资料的收集和整理。朱衍勇、董毅、钟振前负责收集相关失效分析典型案例及分析结果，并进行验证和整理工作。主要负责人：朱衍勇，身份证号，110108561118605，教授级高级工程师，硕士生导师，国家钢铁材料测试中心综合评估部主任，1982年毕业于中南矿业学院，1984年获金属物理专业硕士学位，长期从事材料物理测试技术研究和材料的综合评估分析工作，近几年来每年主持完成十多项复杂的综合评估项目，涉及行业领域包括军工、能源、交通、化工、建筑、水利等，获得北京市科技进步3等奖一次。主要负责人：吴伯群，身份证号，110102410716271，教授级高级工程师，博士生导师，国家钢铁材料测试中心综合评估部，1965年2月毕业于北京钢铁学院金