宋明大

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一、基本情況
宋明大，男，工學博士，研究員，高級失效分析師，承壓設備高級檢驗師，山東省第十一屆青年聯合會委員。1995年畢業於西安交通大學金屬材料與熱處理專業，獲學士學位，1997年7月獲該專業碩士學位，同年分配到山東省特種設備檢驗研究院，一直從事鍋爐壓力容器檢驗研究工作。2003年6月被評為山東省質量技術監督局優秀共產黨員，2004年1月，受到山東省質量技術監督局的嘉獎。2005年3月榮立山東省質量技術局三等功。2005年9月考入山東大學機械工程學院機械設計及理論專業，從事承壓設備風險評估與失效分析理論研究工作，2008年6月獲博士學位。持有超聲、磁粉、滲透、聲發射等二級無損檢測資質。2009月獲得高級失效分析師資格； 2009年12月山東省質監局首席檢測師。
二、檢驗工作
先後參加和主持了400多台進口、在用加氫反應器、液化石油氣球罐、液化氣體鐵路罐車、在用冷庫壓力容器、尿素合成塔、原油儲罐等多項大型容器的檢驗和研究工作。先後編制加氫反應器、液化石油汽球罐、液化氣體鐵路罐車、在用冷庫壓力容器、尿素合成塔等大型特種設備的檢驗方案。多次檢驗出危及特種設備安全的缺陷，及時進行了相關處理，保證了國家和人民的生命財產安全。其中，對檢驗出的進口壓力容器缺陷，協助企業與外商交涉，迫使外商及時退賠，挽回了企業的損失。參與多起事故調查和處理工作。先後參與過煤氣發生爐、液化氣體汽車罐車、翅片式氣體冷卻器、熔鹽冷卻器、橋門式起重機、尿素合成塔等特種設備事故的分析和處理工作。
三、對外交流與合作
2004年11月赴德國參加進口容器的監督檢驗工作，在團中擔任檢驗師和兼職翻譯，受到外方好評。2009年4月赴俄羅斯參加應急救援技術培訓，任英語兼職翻譯。
參加2007、2008及2009年中國特種設備檢驗協會壓力容器檢驗師的考評，負責壓力容器檢驗師申請人員的面試、監考和閱卷工作。
積極參加國內學術交流活動，中國第11屆聲發射學術研討會、中國機械工程學會2006年年會等國內重要會議發表論文並作報告。
四、從事的檢驗測研究工作
1、在用冷庫線上檢驗
在用冷庫壓力容器受固定保冷層、液氨無法倒空、氨制冷機無法停車等因素的限制，常規檢驗技術和手段無法對這些壓力容器進行全面檢驗。通過大量實驗研究，採用了以聲發射檢測技術為主的在用冷庫壓力容器進行線上動態檢驗與評價方法。實現了冷庫中的多台壓力容器同時一次檢驗。該方法具有高可靠性、準確性和很好的完整性，滿足了冷庫全面檢驗的需要。實現了帶保溫層、不清空、不停車、成套系統同時進行檢驗，腐蝕、咬邊、埋藏缺陷、應力集中、特別是鋼板缺陷等均能檢出，完全滿足冷庫全面檢驗的需要。科研課題“在用冷庫壓力容器線上動態檢驗及評價” 獲2006年國家質檢總局 “科技興檢獎”三等獎。
2、大型承壓設備線上檢驗與監測
針對大型承壓設備檢修周期長、費用高、因停工造成的損失大等難題，利用聲發射技術採用模擬運行條件的方法，研究大型關鍵承壓設備在不停工條件下進行檢驗、監測，據此對設備進行整體安全狀況評價，可以解決大型關鍵承壓設備的線上檢驗問題，以達到保證設備安全運行，減少非計畫停車，提高經濟效益的目的。通過液化石油氣球罐、加氫反應器、冷高壓分離器、氨合成塔等設備套用研究，採用緩慢升壓程式，模擬大型設備的運行狀態。解決了球罐等大型承壓設備維修、安裝後裂紋等應力集中部位的檢出及大型設備整體性狀況的評價問題。“大型承壓設備線上檢驗與監測技術研究” 獲2006年國家安監總局第三屆安全生產科技成果評審獲獎成果三等獎。
3、儲油罐底腐蝕狀況檢測與評價
地上立式金屬儲油罐的壁厚較薄，儲油罐罐底的腐蝕較為嚴重，罐底泄漏容易引起環境污染和燃燒、爆炸事故。為了防止罐底腐蝕造成安全或環保事故，即使儲油罐沒有發生腐蝕，大型油田、煉油廠每年也要花費大量的資金對儲油罐罐底進行例行清罐檢測，停產損失和清罐費用相當高。大量清罐清除出的污物如果不進行有效處理，將對環境造成極大污染。針對以上情況利用聲發射檢測技術從罐體外壁接收罐底的腐蝕信號，然後，對收集到的信號進行分析研究，以判斷儲油罐罐底的腐蝕狀況，從而決定儲罐是否需要清罐維修。對罐底腐蝕嚴重的儲罐立即開罐檢修，對罐底腐蝕輕微的儲罐根據腐蝕信號的強弱排出儲油罐檢測優先次序。達到了在不停產、不清罐條件下對儲油罐罐底腐蝕狀況進行線上檢測和評估，便於企業根據儲油罐罐底的實際腐蝕狀況安排檢修計畫，從而節省大量資金，避免由於罐底腐蝕穿透泄漏而造成對環境的污染或安全事故。“立式金屬儲油罐罐底腐蝕狀況線上檢測技術及評價方法研究”獲2006年山東省科技進步二等獎。
4、多層包紮尿素合成塔檢驗技術研究
4.1 編制檢驗檢測方案
濟南平陰“3.21”尿素合成塔爆炸事故以後，根據省局特種設備安全監察處的安排，負責開展了全省尿素合成塔的安全檢查，形成了尿素合成塔安全運行狀況匯報材料。先後赴平陰、新疆、陝西、湖北等地實地調查多層包紮容器失效或爆破情況，掌握了國內外大量第一手資料。2005年5月-6月開始多層包紮尿素合成塔的聲發射檢測研究工作，編制山東省尿素合成塔通用檢驗方案， 2005年7月檢驗方案被省局採納為通用檢驗方案，並以11號明電通報全省組織實施。2005年8月赴國家質檢總局特種設備局匯報事故分析進展情況，並匯報多層包紮尿素合成塔通用檢驗方案。2005年8月-9月底在山東省開展多層包紮尿素合成塔檢驗工作，帶領科研開發部研究人員先後完成了兗礦魯南化肥廠、海華金星化肥有限公司、山東恆通化工股份有限公司等單位所屬6台尿素合成塔檢驗研究工作，積累了初步的檢驗研究經驗。
4.2 研究了多層包紮尿素合成塔失效機理
先後對3台失效的尿素合成塔進行了解剖研究，掌握了尿素合成塔的細微結構及缺陷、腐蝕介質的分布情況。從材料、應力、環境等角度對尿塔強度層開裂原因進行了研究。結果表明，尿素合成塔開裂是在材料缺陷、局部應力集中和檢漏介質冷凝濃縮等因素作用下產生的。層板間隙檢漏蒸汽中的腐蝕介質發生冷凝濃縮，是發生應力腐蝕的介質條件。切取了大量含缺陷多層包紮尿塔焊縫試塊，通過巨觀檢查、解剖分析、顯微組織分析以及腐蝕產物和沉積產物分析結果，進一步證明了蒸汽腐蝕介質濃縮產生應力腐蝕的可能性。積累的多層包紮尿塔試塊為開展多層包紮結構的進一步檢測研究打下了堅實的基礎；針對尿塔的特殊結構進行了有限元計算並進行了應變測試，從理論上和實踐上指出了尿塔強度層易出現缺陷的部位。通過對多層包紮尿素合成塔的資料蒐集、力學計算、環境調查、聲發射檢測、解剖驗證等工作，基本上解決了多層包紮尿素合成塔強度層為什麼裂、如何檢驗以及怎么評價的問題，為以後全面解決多層包紮容器的安全性評價奠定了基礎。2006年11月基於平陰”3.21“事故，協助導師王威強教授以山東大學為依託，聯合山東省特種設備檢驗研究院、合肥通用機械研究院、青島科技大學多家研究機構開展的多層包紮尿素合成塔失效分析、檢驗技術和剩餘壽命評價技術項目被確立為“國家863計畫先進制造技術領域重大產品和重大設施壽命預測技術專題”（層板包紮高壓容器剩餘壽命試驗評價技術，編號：2006AA04Z417）。
4.3研究了多層包紮尿素合成塔檢驗檢測技術
將聲發射、TOFD、相控陣等技術引入多層包紮尿素合成塔的定期檢驗。
利用聲發射、相控陣和γ射線等檢測方法對尿素合成塔存在的缺陷進行了檢測和整體性狀況評價。對含缺陷尿塔先後進行了4次超壓聲發射試驗，隨試驗壓力的升高，尿塔的應力集中部位尤其是環焊縫部位出現了明顯的定位信號，與有限元分析的結果一致，隨後的解剖結果證實聲發射集中定位源處為徑向擴展裂紋。對尿塔聲發射信號的參數特徵進行了統計分析，得出了尿塔缺陷的特徵參數。國內首次利用超聲相控陣檢測系統對尿塔深環焊縫截面進行了超聲成像研究，結果表明超聲相控陣檢測方法能夠清晰地顯示焊縫截面內裂紋類反射體的部位和埋藏深度，因而層間焊趾裂紋、焊縫埋藏缺陷及層板錯層等情況都被直觀地檢測出來，並能夠測量出裂紋埋藏深度和長度，為設備維修決策和缺陷評定提供數據支持。該方法適用於尿素合成塔聲發射檢測後的焊縫局部復驗。通過射線檢測試驗，表明射線對較小傾斜角裂紋的檢出率較高，在層板上有聲發射定位信號或焊縫聲發射信號無法檢出時，可以利用射線進行復驗。利用金屬磁記憶方法對尿塔內部埋藏裂紋檢測的可靠性進行了嘗試。實驗結果表明，利用聲發射檢測技術對尿素合成塔進行整體性狀況評價，然後結合超聲相控陣和射線測量缺陷的無損檢驗方法，具有較高的可靠性和檢驗效率，能夠有效檢測出尿塔環焊縫中存在的嚴重缺陷，該技術對與尿素合成塔結構類似的多層包紮壓力容器檢驗具有較好的套用前景。科研項目“尿素合成塔綜合分析檢驗技術研究”獲2008年山東省科技進步三等獎。
三年多來，通過與部門其他工作人員的努力，不斷完善尿塔檢驗檢測技術，先後赴陝西、雲南、貴州、湖北、河北、河南及寧夏等地開展檢驗研究工作，完成尿塔檢驗200多台次，共實現檢驗收入1000多萬元。
2008年 參與編寫DB37/T 1028－2008《尿素合成塔綜合檢驗規程》. 參與編著教材《承壓設備焊接無損檢測技術》。2009年參與山東省特種設備安全檢測基地實驗室建設，根據實驗室需求，進行設備功率、承重等選型，進行實驗室水電氣設計及施工，參與實驗室網路、電話、監控、門禁等弱電設計及施工。
5 取得的科研成果
近五年來，積極投身承壓特種設備的檢測研究工作，使自身能力得到了很大提高，也取得了較好的成績。先後獲得省部級科技獎勵4項，其中二等獎一項，三等獎三項。參與了一項地方標準的制定工作。先後在ASME Transactions Journal of Pressure Vessel Technology，機械強度，石油化工高等學校學報，山東大學學報等國內外雜誌發表論文17篇，其中4篇已被SCI收錄，2篇被EI收錄。另外，兩項專利“層板包扎式容器檢驗方法”（申請號：200810014834.2）和“一種蒸汽檢漏系統及檢漏介質參數”（申請號：200810015256.4）國家專利局已經受理，正在公示之中。
承壓設備檢驗研究工作是一項極具責任感並充滿挑戰性的工作，十二年來我沒有放棄在這方面的追求，今後我也將腳踏實地、潛心鑽研，為保證特種設備安全做出自己應有的貢獻！
宋明大
2009年7月10日
附：近五年來發表的論文
1、Mingda Song，Weiqiang Wang，Yafan Zhao，Yuliang Cui．Urea reactor integrity evaluation based on failure analysis．Journal of Pressure Vessel Technology，Transactions of the ASME，2007，129(4)：744-753.
2、宋明大，王威強，趙亞凡，崔玉良，陳憲禧．多層包紮尿素合成塔應力狀況分析．機械強度，2008，30（1）：93-100.
3、宋明大，王威強，陳鷺濱，徐書根．多層包紮尿素合成塔應力腐蝕裂紋成因分析．石油化工高等學校學報，2007，20（2）：73-76.
4、宋明大，王威強，李夢麗，徐書根．多層包紮尿素合成塔無損評價方法．山東大學學報（工學版），2007，37（4）：50-54.
5、宋明大，王威強，趙亞凡，崔玉良．多層包紮尿素合成塔聲發射檢驗與復驗技術探討．中國第十一屆聲發射學術研討會論文集，杭州，2006，121-127．
6、宋明大，王威強，曹懷祥，趙亞凡．一起液化石油氣汽車罐車爆炸失效分析．2006年機械工程學會年會論文集，杭州，2006．北京：機械工業出版社，2006，386．
7、Yafan Zhao, Mingda Song, Chuanzhong Chen, Jian Liu. Effects of the substrate temperature on the bioglass films deposited by pulsed laser. Applied surface science，2008，254(21):6897-690.
8、Yafan Zhao, Mingda Song, Chuanzhong Chen, Jian Liu.The role of the pressure in pulsed laser deposition of bioactive glass films. Journal of Non Crystalline Solids,354(33):4000-4004.
9、Zhao Yafan, Song Mingda, Liu, Jian. Characteristics of bioactive glass coatings obtained by pulsed laser deposition. Surface and Interface Analysis. 2008, 40(11):1463-1468.
10、趙亞凡，宋明大. 壓力容器焊接接頭疲勞裂紋萌生壽命的探討. 機械設計與製造, 2004(1): 73-75
11、Yafan Zhao, Chuanzhong Chen,Mingda Song, Diangang Wang. Influence of the technical parameters on bioactive films deposited by pulsed laser. Surface review and letters, 2007,14(2):1-9.
12、趙亞凡, 陳傳忠, 宋明大. 脈衝雷射沉積工藝參數對生物活性薄膜的影響. 套用雷射，2006（1）：23-25.
13、劉洪勤, 范維海, 宋明大, 曹懷祥.一起水冷壁管裂紋漏水事故的原因分析. 特種設備安全技術,2006(5):9-10.
14、趙亞凡, 陳傳忠, 宋明大. PLD製備鐵電薄膜工藝參數的研究現狀. 紅外與雷射工程,2007,32(2):175-178.
15、袁濤，曹懷祥，宋明大. 氯氣液化器泄漏失效的分析. 中國氯鹼,2008(3):38-39.
16、徐書根，王威強，宋明大，李夢麗，趙冰. 2.25Cr1Mo鋼試塊缺陷的超聲TOFD檢測, 無損檢測. 2007(11):627-629.
17、李夢麗,王威強,宋明大,徐書根,趙冰. 尿素合成塔層板嚴重腐蝕開裂分析.化工機械新技術研究進展，上海，2008. 上海：華東理工大學出版社 2008，690-694.
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