获奖项目名称：

锆钛复合板装备耐腐蚀性能及智慧监测关键技术研究与应用

第一完成单位：

南京市锅炉压力容器检验研究院

项目联系人：

黄羚惠

联系人电话：

15951077285

联系人邮箱：

123jilly@163.com

项目简介：

  主要科技内容：

  （1）开发锆-钛-钢三层复合板热处理工艺，揭示保温温度、保温时间和升降温速率对锆复合板微观组织、粘结力学性能、剪切力学性能、耐均匀腐蚀性能、耐点腐蚀性能以及耐应力腐蚀性能的变化规律。
  （2）开发钛-钢复合板送粉式激光增材制造与修复工艺，探索纯Cu为中间层的激光增材钛-钢结合界面元素分配机制，研究爆炸复合板、增材制造复合板和去应力退火增材制造复合板耐HCl和NaOH腐蚀性能的差异性特征。
  （3）针对承受交变载荷的锆钛复合板设备，研发具有壁厚、局部变形、缺陷活性、倾角、振动、温度、危险气体浓度等七种侦测功能为一体的智慧监测预警装置，通过终端-边缘计算-云服务（端边云）协同的方式，实现冗余数据的预删减、有效数据的预筛查和超标事件的及时预警。揭示表面疲劳裂纹扩展机制，得到锆钛复合板设备的疲劳寿命预测方法和塔设备倾覆的安全评估方法。
  技术经济指标：
  （1）Zr702/TA2/Q345R三层复合板的热处理工艺建议取保温温度500℃、保温时间1h、升降温速率120℃/h，钛钢界面上无金属脆性化合物产生，剪切强度高于140MPa。
  （2）送粉式增材制造所得钛-钢复合板力学性能不低于GB/T 8547-2019《钛-钢复合板》中高结合强度复合板196MPa，复合板去应力退火后可获得最优耐NaCl和NaOH溶液腐蚀的性能。
  （3）开发的在线监测装置能采集设备七类参数，整套系统能在350℃温度下连续正常工作；声发射模块16通道，每通道采样速率≥10M/s，采样精度≥16bit，可实现最大600MB/s连续波形数据、120万组/s连续特征参数数据传输；高温测厚模块工作温度-40~350℃，测量范围3-120mm，测量误差＜0.3mm；振动监测模块量程0-20mm/s，精度≤1mm/s；倾角监测模块量程±30°，精度≤0.005°；气体浓度测量模块响应速度≤5s。
  授权知识产权情况：
  发表论文28篇，其中SCI论文20篇（一区11篇，二区4篇）；授权发明专利3项，实用新型专利3项；授权软件著作权2项。
  促进行业科技进步作用：
  （1）开发的Zr702/TA2/Q345R三层复合板的热处理工艺，成功在多家大型有色金属装备生产企业成功运用，为我国锆制有色金属装备制造提供了强有力技术支撑。

  （2）开发的钛-钢复合板增材制造工艺解决了传统钛钢异种金属无法直接熔化焊接的难题，实现钛覆层金属受损表面的有效修复，提升我国锆钛有色金属装备的智能制造水平。

  （3）研制的集七类侦测功能为一体的健康监测装置，监测种类齐全、成本低、端边云现场组网技术先进，已在多家企业成功运用，有效提升钛锆设备的本质安全水平。
  应用推广情况：
  项目开发的热处理工艺自2018年起成功运用于南京宝色股份公司等企业的100多台锆钛设备，累计创造经济效益62833万元；开发的健康监测系统成功应用于中国石化集团南京化学工业有限公司等4家大型石化企业，累计创造经济效益1190万元。
  项目于2023年10月14日通过中国腐蚀与防护学会组织的科技成果评价。评价专家组一致认为，该项目有效提升了锆钛设备制造和使用安全水平，经济社会效益显著，具有重大的工程应用价值和广泛的推广应用前景，整体技术达到国际先进水平。