项目编号	A05-2023-F001
项目名称	高温结构热损伤超声在线检测与评价技术及应用
候选单位	中国特种设备检测研究院 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 清华大学 四川大学 武汉中科创新技术股份有限公司 零声科技（苏州）有限公司 中国电力科学研究院有限公司 北京低碳清洁能源研究院 中特检验集团有限公司 中特检云智安全科技（嘉兴）有限公司
候选人	胡斌 魏东 唐云龙 沈功田 杜雁霞 伍剑波 石友安 施超 肖光明 王子成 汪开灿 王婷 乔亚霞 刘德宇 李君
项目简介	高温结构广泛分布于化工、火电、动力和飞行器，关系到国家经济正常运转和人民生命财产安全。由于长期服役于高温环境，材料会产生腐蚀、蠕变、烧蚀、氧化等热损伤，是高温结构失效的主要原因。精确测量材料内部温度、实现材料各类热损伤的在线检测与评价，是预防高温结构突发失效的关键，成为制约我国产业升级和装备高端化发展的“卡脖子”问题。项目组历经10余年系统开展理论、技术、装备和标准全链条攻关。主要创新点如下： 1.发明高温结构大梯度瞬变内部温度场超声测量模型和方法。揭示高温结构热-声-固多场耦合机理，创建超声波动力学过程量和运动学累积量相结合的非线性时移测温模型，突破传统超声测温材料物性非线性温区的传统理论限制；首次提出导热/回波融合反演算法，实现结构内部时变温度场的高精度重构，与热电偶相比重构误差5%以内，为高温结构热损伤在线检测奠定了理论基础。 2.发明高温结构内部温度场表征的热损伤超声检测与评价技术。攻克大梯度温度场下全声程温度-声速非线性校准难题，发明高温结构内部温度及厚度的同步测量方法，实现了温变环境干扰下腐蚀测量精度从0.1mm提高到0.01mm；提出反射式非线性超声检测法，实现了高温结构服役状态下蠕变损伤原位检测；构建热力耦合下渐进失效模型，建立基于温度表征的热损伤合于使用评价技术。 3.发明覆盖1500K高温结构热损伤系列超声在线检测装备。提出电-磁-力多场能量转化的调控方法，发明低功耗电磁超声监测传感器，实现700K以下的石化装置腐蚀高温在线监测；建立热量可控输运的耐温增强技术，发明高频耐高温电磁超声传感器，实现1100K以下的电站锅炉等高温蠕变原位检测；提出高温复杂流场折射率重构技术，攻克气流扰动的光路畸变校正难题，开发激光超声热损伤检测系统，实现1500K飞行器轻质薄壁防热结构氧化/烧蚀的原位检测。 项目授权发明专利45项、实用新型29项和软件著作权13项，制定国家标准3项，发表论文87篇，自主开发42款高端设备，获3项发明金奖，近三年产值3.3亿元。项目成果广泛应用于国家能源、中石化、中石油、华能电力等企业的800台电站锅炉和近1000套化工装置，依据部分企业的应用情况推算，每年新增产值超1000亿元；成果推动我国煤气化、超超临界电站、PTA(对苯二甲酸)等新项目的落地，为我国大型化工装置和电站锅炉的万台事故率从2010年的11次下降到2022年的2次做出重要贡献，服务高超飞行器、核动力装置等国家重大工程，支撑了国家经济健康运行和国家重大安全。
关 闭