特種設(shè)備是緊密圍繞人民生活的一類危險性較大的設(shè)備，主要指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器（含氣瓶，下同）、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設(shè)施和場（廠）內(nèi)專用機動車輛。作為工業(yè)和人民生活的重要基礎(chǔ)設(shè)施，我國特種設(shè)備具有數(shù)量龐大、經(jīng)濟影響大的特點。截至2013年底，全國特種設(shè)備總量達936.91萬臺；其中：鍋爐64.12萬臺，壓力容器301.12萬臺，電梯300.93萬臺，起重機械213.50萬臺，場（廠）內(nèi)專用機動車輛55.36萬輛，大型游樂設(shè)施1.79萬臺（套），客運索道873條，氣瓶14387萬只，壓力管道89.83萬公里。

　　在特種設(shè)備廣泛應用和持續(xù)發(fā)展的同時，作為基礎(chǔ)性設(shè)備，特種設(shè)備安全成為我國公共安全的重要組成部分。特種設(shè)備一旦發(fā)生事故，經(jīng)濟損失慘重、社會影響惡劣，有時還伴有嚴重的環(huán)境污染和火災爆炸。我國政府將特種設(shè)備安全和特種設(shè)備安全科技工作，作為構(gòu)建和諧社會的重要基礎(chǔ)和保障，分別納入了《我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》和《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》。

　　“七五”以來，由中國特種設(shè)備檢測研究院牽頭，針對不同時期特種設(shè)備面臨的不同關(guān)鍵問題開展研究，并推廣應用。35年來，我國特種設(shè)備科研能力得到長足發(fā)展，科技水平不斷提高，在保障特種設(shè)備安全運行的同時還為國家和社會帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

　　“七五”至“八五”： 瞄準帶“病”運行問題

　　“七五”至“八五”階段，由于我國歷史和技術(shù)等方面原因，我國絕大多數(shù)埋地管道、工業(yè)管道和鍋爐壓力容器普遍存在質(zhì)量低劣、缺陷嚴重、帶“病”運行、超期服役等突出隱患和問題。這些設(shè)備若繼續(xù)盲目使用而不及時研究治理，必將繼續(xù)成為爆炸事故的主要根源，并在以后的10多年中有可能繼續(xù)付出傷亡近萬人、損失百億元的沉重代價。面對如此嚴峻的局面，防治在用鍋爐壓力容器的嚴重爆炸危險已刻不容緩?？紤]到當時我國經(jīng)濟實力有限，如果對上述所有40萬臺鍋爐壓力容器依據(jù)標準全部予以報廢更新，測算需200～400億元資金并占用全國鍋爐壓力容器制造能力2～3年時間，這顯然是不切實際的；如果采取在全面檢驗的基礎(chǔ)上進行徹底修復和部分報廢、更新，也需100～200億元，這也是難于承受的。

　　在此期間，中國特檢院的前身鍋爐壓力容器檢測中心依托國家科研項目支撐，先后開展了“七五”國家科技攻關(guān)課題“帶缺陷壓力容器安全性評定研究”、“八五”國家科技攻關(guān)課題“在役鍋爐壓力容器安全評估和爆炸預防技術(shù)研究”，重點解決了當時大量存在的壓力容器凹坑、氣孔、夾渣、錯邊、角變形、裂紋等缺陷的安全評定方法，在役壓力容器綜合安全評定方法、在役壓力容器安全狀況等級劃分方法，并提出了相關(guān)的基于超聲的檢測技術(shù)方法和設(shè)備。為當時判別設(shè)備能否帶“病”運行提供理論基礎(chǔ)和工程手段，有效保證了設(shè)備運行的安全性和經(jīng)濟性。

　　在此基礎(chǔ)上的綜合成果“壓力容器極限與安定性分析及體積型缺陷安全評估工程方法研究”獲得國家科技進步二等獎。該成果在100多家企業(yè)的初步應用，“解放”了一大批超標缺陷，取得經(jīng)濟效益超過1億元，深受企業(yè)歡迎。該成果已形成國家標準《在用含缺陷壓力容器安全評定》（GB/T 19624-2004）。

　　“九五”： 重點解決工業(yè)管道的安全運行

　　“九五”前期，我國工業(yè)壓力管道事故頻繁、損失慘重、缺陷普遍、隱患突出，幾乎100%的管線存在問題，近80%的管道焊縫存在嚴重缺陷（事實上，真正引發(fā)事故的缺陷只是其中的極少數(shù)）。因此，迫切需要及時、準確地檢測出缺陷并對其危險性進行科學的評定。然而，由于工業(yè)管道薄壁厚、大曲率和管系結(jié)構(gòu)、載荷、應力十分復雜等突出特點和難點，其缺陷檢測和安全評估技術(shù)遠落后于壓力容器，幾乎沒有可用的技術(shù)方法，更沒有相應的標準法規(guī)，政府監(jiān)察和企業(yè)管理均無章可循。因而，往往導致兩種極端情況：一是盲目使用，放任各種缺陷的存在，留下重大隱患，危及企業(yè)安全生產(chǎn)；另一種情況是盲目處理，從而導致大量不必要的缺陷返修、設(shè)備報廢和相應的停產(chǎn)，給企業(yè)造成不必要的重大經(jīng)濟損失。

　　“九五”期間，該院依托國家科技攻關(guān)課題“在役工業(yè)壓力管道安全評估與重要壓力容器壽命預測技術(shù)研究”，圍繞管道一系列檢測上的難點問題開展研究，提出專用的檢測手段和儀器，并提出含局部減薄、未焊透等常見缺陷的壓力管道安全評定方法，以及在役工業(yè)壓力管道安全狀況等級評定方法。該技術(shù)的研究為我國壓力管道安全保障打下堅實基礎(chǔ)，從檢測、監(jiān)測、安全評定和安全評級等方面提出系統(tǒng)性的解決手段，有效地解決了對進行工業(yè)管道的整頓治理這一長期困擾我國政府安全監(jiān)察和企業(yè)安全管理的技術(shù)難題。

　　形成的綜合成果“壓力管道安全檢測與評價技術(shù)研究”獲得國家科技進步二等獎。建立了無需應力計算的工業(yè)壓力管道危險源辨識評價方法，提出了基于失效概率的在役工業(yè)壓力管道安全狀況等級評定方法，建立了含缺陷工業(yè)管道安全評定工程方法，給出了管系結(jié)構(gòu)復雜加載塑性極限與應力分析方法和軟件，給出了碳鋼和不銹鋼小直徑、薄壁管的超聲波探傷方法、缺陷高度端點衍射測定方法及其配套探頭、試塊，開發(fā)了便攜式手動超聲掃查成像檢測系統(tǒng)，系統(tǒng)建立了壓力管道安全檢測與評價方法體系，為政府治理隱患解決了瓶頸性技術(shù)難題。在當時我國80%以上的工業(yè)管道存在超標焊接缺陷、隱患嚴重、亟待治理的條件下，解決了無技術(shù)可用、無標準可依的問題。研究成果已被3項國家標準及法規(guī)采用，在全國推廣應用，指導全國1000多家檢測機構(gòu)，按照要求對各行業(yè)數(shù)萬家企業(yè)的15萬公里工業(yè)管道開展普查、檢測或評估，解決了一系列重大工程檢測評價難題。對保障壓力管道安全和帶動行業(yè)技術(shù)進步發(fā)揮了重要作用，取得了巨大的社會效益，為企業(yè)減少損失達18億元。

　　“十五”： 繼續(xù)拓展對承壓設(shè)備的研究

　　“十五”前期，隨著城市燃氣事業(yè)的快速發(fā)展、埋地管道的迅速增加以及相當一部分在用管道已服役超過20年，針對埋地管道的不開挖檢測、腐蝕防護效果的評價和風險評估方法等高難技術(shù)的研究，已經(jīng)成為當時我國燃氣行業(yè)變“被動應急”為“主動預防、科學維護”的關(guān)鍵，迫在眉睫。同時，隨著我國一大批重點工程中的重大關(guān)鍵承壓設(shè)備的運行已陸續(xù)達到其設(shè)計壽命期，以及中石油、中石化等大型企業(yè)中特種承壓設(shè)備長周期運行的迫切需要，對壓力容器和工業(yè)壓力管道的在線檢測和腐蝕、高溫等苛刻條件下的安全評定與壽命預測等，也已成為當務之急。

　　“十五”期間，該院借助國家科技支撐課題“城市埋地燃氣管道及工業(yè)特殊承壓設(shè)備安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究”和“城市燃氣管道安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究”兩項課題，開展深入研究。針對埋地管道，從外覆蓋層、陰極保護、重大危險源等方面入手，結(jié)合已有技術(shù)，系統(tǒng)提出城市埋地燃氣管道風險評估技術(shù)體系。在壓力容器方面，針對復雜承壓結(jié)構(gòu)、彎頭、三通、膨脹節(jié)、高溫環(huán)境等提出安全評定方法；針對復雜苛刻環(huán)境，提出紅外、電磁超聲等一系列檢測方法。

　　形成的綜合成果“埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕不開挖檢測評價方法”首次從環(huán)境腐蝕性（土壤腐蝕性、雜散電流）、腐蝕防護系統(tǒng)、管體腐蝕狀況開展埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕不開挖檢測評價方法研究，建立技術(shù)體系。這項成果已成功應用于西寧和上海、南京、天津、珠海、張家口等城市燃氣管道以及中石油、中石化、中海油長輸管道、集輸管道（共計4600多公里）的安全管理和檢測評價，為企業(yè)針對高危險管段采取有效控制措施，提供了技術(shù)依據(jù)和指導，并已通過避免盲目更新并科學安排維修檢修，為企業(yè)節(jié)省了大量開支，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益3億多元；為國家重點工程西氣東輸二線和澀寧蘭復線輸氣管道排除了安全隱患，確保了國家重大生命線工程質(zhì)量；并納入安全技術(shù)規(guī)范《壓力管道定期檢驗規(guī)則：長輸（油氣）管道》（TSG D7003-2010）、《壓力管道定期檢驗規(guī)則：公用管道》（TSG D7004-2010）、《埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護工程》（GB/T 19285-2003修訂），為處置安全技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、事故隱患突出的埋地鋼質(zhì)管道，提供了技術(shù)支撐，促進了安全技術(shù)水平提高、帶動了行業(yè)技術(shù)進步，取得了重大社會效益和間接經(jīng)濟效益。

　　“十一五”： 針對八類特種設(shè)備開展全面研究

　　“十一五”階段，我國承壓類特種設(shè)備安全保障技術(shù)逐步建立和完善，但對于安全評定和壽命預測的技術(shù)體系尚待建立；大型成套裝置安全檢測技術(shù)能力尚顯不足；機電類特種設(shè)備的安全檢測診斷技術(shù)能力差距較大；缺少系統(tǒng)的特種設(shè)備動態(tài)監(jiān)管技術(shù)和完善的法規(guī)標準體系。

　　“十一五”期間，該院通過國家科技支撐計劃項目“生命線工程和特種設(shè)備安全保障關(guān)鍵技術(shù)和工程示范”，圍繞生命線工程（長輸管線、城市管網(wǎng)以及戰(zhàn)略儲備用大型儲油罐）、石化成套裝置、電站鍋爐、典型機電類特種設(shè)備的安全風險壽命評價技術(shù)和檢測監(jiān)測技術(shù)以及特種設(shè)備安全動態(tài)監(jiān)管技術(shù)，建立了埋地管道外腐蝕檢測評價技術(shù)體系、石化成套裝置基于風險的檢驗技術(shù)體系、危險介質(zhì)大型儲罐群安全檢驗技術(shù)體系，初步建立了機電類特種設(shè)備安全狀況等級評價技術(shù)體系、大型游樂設(shè)施安全檢驗評價技術(shù)體系、特種設(shè)備法規(guī)標準體系和特種設(shè)備安全動態(tài)監(jiān)管技術(shù)支撐體系。

　　其中形成的綜合成果“石化成套裝置基于風險的檢驗技術(shù)體系研究和工程應用”，以承壓類成套裝置為研究對象，經(jīng)過大量的工程試用、數(shù)據(jù)積累和研究分析，在充分考慮國情的基礎(chǔ)上，提出了我國的成套裝置基于風險的檢驗（RBI）的技術(shù)方法，編制了《承壓設(shè)備損傷模式判別》（標準草案）和《成套裝置基于風險的檢驗實施導則》（標準草案），并建立了相應的涵蓋66種損傷模式和10套裝置失效樹的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。與國外相應方法相比，該成果在多個方面實現(xiàn)了自主創(chuàng)新，包括引入制造質(zhì)量修正因子、以剩余壽命代替設(shè)計壽命、對局部減薄因子采用極限分析理論（凹坑理論）、增加了在線檢測方法的檢驗有效性分級等。在此基礎(chǔ)上，該成果在國內(nèi)外首次提出了10種涵蓋主要煉油和化工裝置的基于風險的檢驗指導技術(shù)文件（標準草案）。該技術(shù)文件按照不同類型裝置的工藝特點，對裝置各工藝單元的主要損傷機理分布、關(guān)鍵設(shè)備的失效機理及部位、推薦的檢驗策略等進行了系統(tǒng)的總結(jié)。通過評估方法、數(shù)據(jù)庫與技術(shù)文件的整合集成，形成了我國的成套裝置基于風險的檢驗技術(shù)體系，改變了我國在RBI技術(shù)領(lǐng)域長期無自己的技術(shù)方法、無國家標準的局面。該院應用該成果，對中國石化、中國石油、中國海油等203套重要裝置進行了設(shè)備損傷模式判別和基于風險的檢驗。成果應用過程充分考慮了裝置的具體情況和我國國情，全面了解了裝置的主要失效模式、失效機理及其分布情況，突出了設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)和管理重點，使檢驗更加具有針對性，消除了安全隱患，保障了裝置的長周期運行。在已經(jīng)完成的成果工程應用中，僅以其中一套燕山石化乙烯裂解裝置為例，通過實施RBI檢驗策略，完成了評估分析、在線降險、全面檢驗、結(jié)果驗證的RBI全過程，比常規(guī)檢驗預計工期縮短了30天，直接創(chuàng)造經(jīng)濟效益6000多萬元。目前中國石化、中國石油已開具的該成果應用總經(jīng)濟效益超過了20億元。

　　“七五”至“十一五”期間，經(jīng)過20年的攻關(guān)研究，5項承壓類特種設(shè)備課題計劃在壓力容器、工業(yè)壓力管道和城市埋地燃氣管道的檢測、監(jiān)測和安全評定、風險評估、壽命預測等方面實現(xiàn)了一系列重大突破，攻克了350多項技術(shù)關(guān)鍵，取得150多項技術(shù)成果，為我國特種承壓設(shè)備事故率在25年時間內(nèi)下降超過20倍發(fā)揮了重要作用。具體包括：提出標準規(guī)程、指南（草案）45件，出臺標準21件，新技術(shù)、新方法120項，新產(chǎn)品、新儀器36種，申請新專利37項，提出研究報告250多件，學術(shù)技術(shù)論文955篇，專著5本，建立試驗基地和應用示范點133個，培養(yǎng)碩士/博士313名，建立數(shù)據(jù)庫35個，形成軟件系統(tǒng)50個，取得經(jīng)濟效益超過60億元，獲得國家科技進步二等獎3項，獲得國家攻關(guān)重大優(yōu)秀科技成果獎2項，獲得省部級科技進步一等獎20項，獲得省部級科技進步二等獎17項，獲得省部級科技進步三等獎21項。

　　“十二五”： 特種設(shè)備安全科技工作再上新臺階

　　“十二五”前期，隨著特種設(shè)備不斷的大型化、高參數(shù)化和運行長周期化的需求，特種設(shè)備運行狀況日趨復雜，需要提煉出設(shè)備運行的風險，并運用風險管理來指導設(shè)備運行、監(jiān)督、檢測、維修等，全面提高設(shè)備的安全性和經(jīng)濟性。同時伴隨特種設(shè)備節(jié)能監(jiān)督的新職能，對我們的科研工作提出了新的需求。

　　“十二五”期間，該院先后承擔國家科技支撐計劃項目“基于風險的特種設(shè)備事故預防關(guān)鍵技術(shù)研究”和“燃煤工業(yè)鍋爐能效提高及能源合同管理技術(shù)與示范”、國家重大科學儀器專項項目“基于頻域可變的高端電磁檢測儀器開發(fā)及應用”、國家863項目任務“基于腐蝕的油氣管道用高強鋼壽命預測關(guān)鍵技術(shù)及微損評價技術(shù)研究”和“超大型壓力容器輕量化的可靠性設(shè)計制造研究”等10多項國家級科研項目和課題和40多項質(zhì)檢公益性行業(yè)科研專項項目，使我國特種設(shè)備安全科技水平和創(chuàng)新能力顯著提升、科技服務能力顯著增強、基本能力和基礎(chǔ)條件建設(shè)顯著加強。通過多年的科技工作，逐步建立了一支滾動發(fā)展的科技人才隊伍，并積累了大量的科研成果。正是由于上述重要的基礎(chǔ)，“十二五”期間特種設(shè)備安全科技工作再上新臺階。

　　從研究內(nèi)容上，實現(xiàn)特種設(shè)備安全、節(jié)能、儀器設(shè)備、基礎(chǔ)科學研究等全方面立項。從立項層次上，實現(xiàn)了多個國家科技支撐計劃項目支持，國家自然科學基金多個項目的支持，國家重大科學儀器項目支持。從保障能力上，將基于風險的管理方式全面引入特種設(shè)備安全保障技術(shù)中，有效地指導了特種設(shè)備安全保障工作，推動檢驗檢測等更有針對性并提高其經(jīng)濟性，特種設(shè)備安全保障和技術(shù)服務能力得到顯著增強。從成果應用上，將部分科研成果在引領(lǐng)國內(nèi)技術(shù)發(fā)展的同時，通過參與或牽頭起草國際標準編制的方式向國際輻射和推廣。將多個中國材料牌號引入ASME BPV規(guī)范中，也將多款ASME BPV材料牌號引入中國標準。同時，牽頭起草的ISO 18251“無損檢測紅外熱成像檢測系統(tǒng)和設(shè)備 第1部分：性能描述”的委員會草案”已正式通過CD稿審議投票；并正式承擔ISO/NP 19835“無損檢測橋式與門式起重機鋼結(jié)構(gòu)的聲發(fā)射檢測”標準起草工作。

　　35年，我國特種設(shè)備科技工作逐漸擺脫稚嫩走向成熟。借助科研、依托監(jiān)管，通過幾代全國特檢人的共同努力，以科技成果為出發(fā)點，以標準法規(guī)、檢測評價方法、設(shè)備、技術(shù)培訓為抓手，我國特種設(shè)備從最初的事故頻發(fā)，不斷突破，事故率顯著下降，取得了長足的進步。

　　對特種設(shè)備科技的回顧也是在回顧我國特種設(shè)備技術(shù)發(fā)展的歷程，幾代特檢人在不同背景下抓住重點、不斷探索，用無私的汗水和集體的智慧書寫了“科技興檢”、“科技特檢”的完美篇章。我國特種設(shè)備技術(shù)發(fā)展也得到了國外同行的充分認可。隨著科研工作不斷突破，研究內(nèi)容不斷地橫向拓展和縱向深入，我國特種設(shè)備行業(yè)的國家話語權(quán)不斷增強。

　　回顧歷史、展望未來，在國家科技體制快速變革的今天，特別是日趨強調(diào)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的時代，對我國特種設(shè)備安全與節(jié)能監(jiān)管提出了新的挑戰(zhàn)，也是科技工作者新的機遇。在新的征程里，全國特檢人將以特種設(shè)備科技發(fā)展35周年為新的起點，抓住機遇、迎接挑戰(zhàn)，為我國特種設(shè)備安全和節(jié)能的發(fā)展貢獻力量、再創(chuàng)輝煌。

　?。ū景娓寮驼掌商胤N設(shè)備科技協(xié)作平臺秘書處和中國特檢院提供）