船舶与海工装备安全性能评价关键技术研究
发布日期：2024-07-03 15:29
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| 成果名称 | 船舶与海工装备安全性能评价关键技术研究 | |||
| 成果登记号 | DJ109002024Y0020 | 知识产权 | 国内先进 | |
| 完成单位 | ||||
| 序号 | 单位名称 | 通讯地址 | ||
| 1 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | 浙江省舟山市定海区北蝉新港开发区弘禄大道49号 | ||
| 2 | 浙江海洋大学 | 舟山市定海区临城街道海大南路1号 | ||
| 3 | 江苏科技大学 | 江苏省张家港市长兴中路8号 | ||
| 完成人 | ||||
| 序号 | 姓名 | 工作单位 | 对成果的贡献 | |
| 1 | 李存军 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | 项目负责人 | |
| 2 | 王海荣 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | 机械设计与制造 | |
| 3 | 李德堂 | 浙江海洋大学 | 检测技术开发 | |
| 4 | 厉梁 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | 检测技术开发 | |
| 5 | 苏世杰 | 江苏科技大学 | 在线评估方法设计 | |
| 6 | 陈贤雷 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | 检测技术开发 | |
| 7 | 卢芳芳 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | 检测技术开发 | |
| 8 | 谢永和 | 浙江海洋大学 | 装备设计与研究 | |
| 9 | 毛坤宇 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | 方案设计 | |
| 10 | 唐文献 | 江苏科技大学 | 方案设计 | |
| 11 | 陈家豪 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | 检测技术开发 | |
| 12 | 陈拓 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | 方案设计 | |
| 13 | 叶贤槐 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | 检测技术开发 | |
| 14 | 陈静华 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | 检测技术开发 | |
| 15 | 陈赟 | 江苏科技大学 | 系统建模 | |
| 16 | 徐海刚 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | 检测技术开发 | |
| 成果公报内容（成果简介、创新突破点、同行认可、引用情况、应用情况等） | ||||
| 1、 课题来源与背景： 在海洋油气勘探、开采和运输环节，安全是第一要素，一旦发生灾难性事故会造成巨大的生命财产损失，有必要提升我国船舶与海工产业安全作业风险监测、预警和应急处置能力。项目根据船舶与海工产业现状，开展了“船舶与海工装备安全性能评价关键技术研究”，项目获浙江省质量技术监督系统科研计划立项（计划编号：20180129）。 2、 研究目的与意义 项目通过建设船舶与海工装备安全性能检测能力，进行在役船舶与海工装备结构件力学性能状态监测技术研究、海工平台海底地基桩靴安全评价方法研究、系泊锚链制造质量在线评估方法研究，解决当前难以对在役船舶与海工装备结构件力学性能进行状态监测的难题和难以对海工平台海底灾难性工况重现的难题，获得船舶与海工装备安全性能检测与评价关键技术，对提升我国海洋经济活动安作业风险监测能力、预警和应急处置能力、避免海洋资源勘探、开采和运输灾难性事故的发生具有重大的意义。 3、 主要论点和论据 1）在役船舶与海工装备结构件力学性能状态监测技术研究。在不对结构件进行破坏取样的条件下，采用压痕法获得结构件载荷-位移曲线，将载荷-位移曲线转化为材料的应力-应变曲线，再将应力-应变曲线与材料的各项力学性能进行关联，得到结构件的力学性能，最后将压痕法获得的力学性能与常规测试方法获得的力学性能进行对比，对测试结果精密度进行分析，对压痕法获得材料力学性能的可靠性进行评价。 2）海工平台海底地基桩靴抗灾难性穿刺评价方法和海底地基深陷工况下安全作业方法评价研究。通过对已建成的海洋工程模拟升降平台的动力液压站进行升级改造，增加高精度传感器、液压驱动装置、地基承载装置、齿轮齿条传动装置和控制系统，实现海工平台海底灾难性工况过程可控重现，研究灾难性工况发生时应采取的应对策略，制定海工平台海底地基桩靴抗灾难性穿刺评价方法和海底地基深陷工况下安全作业方法评价。 3）系泊锚链制造质量在线评估方法研究。在现有自主开发的系泊锚链闪光焊接控制系统的基础上，分析系泊锚链制造缺陷的表征形式，研究基于传感网络的信号特征数据分析方法，分析在不同焊接缺陷情况下，传感器信号特征的变化规律；研究反映过程运行状态和变化规律的非线性动力学模型，实现系泊锚链制造过程的在线评估；研究故障报警后的根源诊断方法，实现故障诊断理论结果与实际制造过程运行状态的相互验证；系泊锚链制造质量在线评估系统，对系泊锚链制造质量进行在线评估。 4、 创见与创新 1、建立结构件载荷－位移曲线、应力－应变曲线和力学性能关联，通过与常规测试方法获得的力学性能进行对比，判断检测技术的可靠性； 2、同步升降测控技术。由于平台重量巨大，任何一个桩腿出现升降位移超前或滞后，都会对液压系统和平台结构造成严重影响，甚至破坏，为此要求整个液压升降机构动作平稳、升降同步； 3、升降工况判别技术。对下降桩腿入泥、船体从漂浮状态起升到离开水面、船体上升到预定高度、预压、插桩、拔桩等等每种工况过程中升降机构的受力状况以及升降速度的变化进行分析，避免产生错误动作，引起平台倒覆； 4、高效的模型动态生成。在进行系泊锚链制造质量在线评估考虑的短时段内，可能在的起始焊接参数数目、闪光焊接过程变化情况以及故障形态都很多，造成可供选择的模型数量巨大，大大增加了系泊锚链制造质量的不确定性。 5、准确的模型建立。系泊锚链制造过程时间极短、处于封闭状态无法观测、特征信号提取困难等自身特点造成质量参数无法直接测量，进而影响对制造过程的实时质量监测。 6、快速的信息提取。基于系泊锚链制造质量在线评估计算的特点进行任务粗粒度的适当分解，根据可用计算资源和在线计算任务要求动态优化调度计算作业。从而充分利用计算能力，满足评估系统在线化的计算时间性能要求。 5、 社会经济效益，存在的问题 压痕试验仪已应用于浙江半岛船业有限公司等单位的船用金属材料力学性能的检测工作，测试结果与材料真实值的偏差保持在2.5% 内；海洋工程平台监控数据采集系统已成功应用于中国石化集团胜利石油管理局井下作业公司胜利油田新作业一号等6座海洋自升式平台；系泊锚链质量在线评估方法研究已应用于舟山中南锚链有限公司日常系泊锚链制造缺陷及评估检测工作，使用该评估方法，准确率≥97%。 由于经费有限，压痕法测试材料断裂性能的精度还不是很高，且只在少数材料进行了试验验证；大型海洋平台陆地插桩动态情景模拟功能需要插桩模拟阻尼的超大压桩载荷，以10MPa的插桩阻尼值估算，常规的平台压桩载荷和升降机构是一个非常难以实现的难题；系泊锚链质量在线检测评价方案需要借助本项目搭建的硬件控制系统，脱离该平台系统测量范围将受到限制。 | ||||
| 评价（鉴定、验收）委员会名单 | ||||
| 序号 | 姓名 | 单位 | 专业领域 | 职称 |
| 1 | 胡弘波 | 浙江省纺织机械标准化技术委员会 | 机械 | 正高 |
| 2 | 徐志玲 | 中国计量大学 | 数控 | 其他 |
| 3 | 潘剑明 | 浙江省冶金研究院有限公司 | 生物化学 | 正高 |
| 4 | 尹瑞多 | 浙江省计量科学研究院 | 力学计量 | 副高 |
| 5 | 莫斐儿 | 湖州市检验检测中心 | 五金锁具 | 副高 |
| 6 | 童洁 | 浙江省标准化研究所 | 财务管理 | 副高 |
| 7 | 周勇标 | 浙江至诚会计师事务所 | 财务管理 | 正高 |
| 组织评价单位:浙江省市场监督管理局 | ||||
| 评价（鉴定、验收）意见 | ||||
| 2021年8月27日，浙江省市场监督管理局在杭州召开项目验收会，对舟山市质量技术监督检测研究院承担的省级科研计划项目《船舶与海工装备安全性能评价关键技术研究》（项目编号：20180129）进行验收。验收专家组听取和审议了项目组的工作汇报和相关技术文件，审阅了相关证明材料，经质询和讨论，形成验收意见如下： 1、 项目组提交的验收材料基本齐全。 2、 项目开展了在役船舶与海工装备结构件力学性能状态监测技术研究、海工平台海底地基桩靴抗灾难性穿刺评价方法和海底地基深陷工况下安全作业方法评价研究和系泊锚链制造质量在线评估方法研究，形成船舶与海工装备检测新技术和相关评价指标体系，完成CNAS认可的检测能力建设8项。 3、 项目形成评价指标体系6项，发表论文10篇，申请国家发明专利12件；参与制定国家标准1项，申请行业标准计划1项；项目成果在6家企事业单位应用。 4、 项目预算总经费70万元，其中省财政补助资金30万元，自筹资金40万元。根据舟山方舟会计师事务所（舟审科字【2021】8号）审计报告，项目实际支出70.48万元，其中省财政补助资金30万元，自筹资金40.48万元。经费使用基本合理。 验收专家组认为，该项目完成了任务书规定的主要任务，建议补充完善第三方验证报告。 | ||||
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