重大机械装置安全与寿命的智能感知与诊断智能系统

压力容器与管道等承压设备广泛应用于化工、电力、核电、国防等工业领域，往往涉及高温、高压、爆炸、剧毒等危险，实时损伤感知及预警是保障其服役安全的关键。尤其是近年来，承压设备服役工况极端化和规模大型化趋势导致设备失效频繁、故障率居高不下，这对服役损伤状态的实时感知提出更为迫切的需求。然而，传统损伤检测技术（如超声技术等）难以满足实时在线的损伤检出需求。本项目针对承压设备安全保障的瓶颈问题，以超声检测为手段，针对损伤在线定位开展技术攻关，形成了在线精准定位的承压设备安全保障技术体系。
本项目：
1. 承压装备损伤的识别损伤定位位置精度大于95%；
2. 承压装备损伤的在线智能监测装备损伤预警的响应时间不超过5 min；
3. 实现对承压装备损伤在线识别与定位，对典型损伤检出率大于90%；
4. 损伤定位精度低于承压装备结构尺寸的15%。
技术创新点:
（1）研发了在线非线性超声波激发和损伤模态识别技术：建立了超声导波在承压设备中的传播模型，揭示了导波与损伤作用时模态分离的新机制；研制了基于坐标转换原理的椭圆及概率损伤定位新算法，实现了高参数、大型化承压设备的缺陷定位。
（2）攻克了承压设备损伤在线非线性超声波定位和定量技术：揭示了激发频率、缺陷位置、稀疏度和承压状态对损伤定位精度的影响机制，阐明了时间零点漂移及非检测模态波包干扰两类影响承压设备损伤定位精度的新因素，并首次提出了调控方法，突破了承压设备裂纹定位空间误差从±10-15%到±3-5%的跨越。
（3）开发了承压设备损伤实时在线损伤预警及智能监测整套装备：基于定位算法需求的传感阵列扫查控制模式，研制出导波信号流程控制系统，融合远程无线传感网络和进化智能算法，实现了承压设备群缺陷远程实时预警和寿命管理。
华东理工大学
孟祥