宋明大

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宋明大,,工学博士,研究员,高级失效分析师,承压设备高级检验师,山东省第十一届青年联合会委员。1995年毕业于西安交通大学金属材料与热处理专业,获学士学位,1997年7月获该专业硕士学位,同年分配到山东省特种设备检验研究院,一直从事锅炉压力容器检验研究工作。2003年6月被评为山东省质量技术监督局优秀共产党员,2004年1月,受到山东省质量技术监督局的嘉奖。2005年3月荣立山东省质量技术局三等功。2005年9月考入山东大学机械工程学院机械设计及理论专业,从事承压设备风险评估与失效分析理论研究工作,2008年6月获博士学位。持有超声、磁粉、渗透、声发射等二级无损检测资质。2009月获得高级失效分析师资格; 2009年12月山东省质监局首席检测师
中文名
宋明大
国    籍
中国
性    别
学    位
博士

宋明大检验工作

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先后参加和主持了400多台进口、在用加氢反应器、液化石油气球罐、液化气体铁路罐车、在用冷库压力容器、尿素合成塔、原油储罐等多项大型容器的检验和研究工作。先后编制加氢反应器、液化石油汽球罐、液化气体铁路罐车、在用冷库压力容器、尿素合成塔等大型特种设备的检验方案。多次检验出危及特种设备安全的缺陷,及时进行了相关处理,保证了国家和人民的生命财产安全。其中,对检验出的进口压力容器缺陷,协助企业与外商交涉,迫使外商及时退赔,挽回了企业的损失。参与多起事故调查和处理工作。先后参与过煤气发生炉、液化气体汽车罐车、翅片式气体冷却器、熔盐冷却器、桥门式起重机、尿素合成塔等特种设备事故的分析和处理工作。

宋明大对外交流与合作

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2004年11月赴德国参加进口容器的监督检验工作,在团中担任检验师和兼职翻译,受到外方好评。2009年4月赴俄罗斯参加应急救援技术培训,任英语兼职翻译。
参加2007、2008及2009年中国特种设备检验协会压力容器检验师的考评,负责压力容器检验师申请人员的面试、监考和阅卷工作。
积极参加国内学术交流活动,中国第11届声发射学术研讨会、中国机械工程学会2006年年会等国内重要会议发表论文并作报告。

宋明大从事的检验测研究工作

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1、在用冷库在线检验
在用冷库压力容器受固定保冷层、液氨无法倒空、氨制冷机无法停车等因素的限制,常规检验技术和手段无法对这些压力容器进行全面检验。通过大量实验研究,采用了以声发射检测技术为主的在用冷库压力容器进行在线动态检验与评价方法。实现了冷库中的多台压力容器同时一次检验。该方法具有高可靠性、准确性和很好的完整性,满足了冷库全面检验的需要。实现了带保温层、不清空、不停车、成套系统同时进行检验,腐蚀、咬边、埋藏缺陷、应力集中、特别是钢板缺陷等均能检出,完全满足冷库全面检验的需要。科研课题“在用冷库压力容器在线动态检验及评价” 获2006年国家质检总局 “科技兴检奖”三等奖。
2、大型承压设备在线检验与监测
针对大型承压设备检修周期长、费用高、因停工造成的损失大等难题,利用声发射技术采用模拟运行条件的方法,研究大型关键承压设备在不停工条件下进行检验、监测,据此对设备进行整体安全状况评价,可以解决大型关键承压设备的在线检验问题,以达到保证设备安全运行,减少非计划停车,提高经济效益的目的。通过液化石油气球罐、加氢反应器、冷高压分离器、氨合成塔等设备应用研究,采用缓慢升压程序,模拟大型设备的运行状态。解决了球罐等大型承压设备维修、安装后裂纹等应力集中部位的检出及大型设备整体性状况的评价问题。“大型承压设备在线检验与监测技术研究” 获2006年国家安监总局第三届安全生产科技成果评审获奖成果三等奖。
3、储油罐底腐蚀状况检测与评价
地上立式金属储油罐的壁厚较薄,储油罐罐底的腐蚀较为严重,罐底泄漏容易引起环境污染和燃烧、爆炸事故。为了防止罐底腐蚀造成安全或环保事故,即使储油罐没有发生腐蚀,大型油田、炼油厂每年也要花费大量的资金对储油罐罐底进行例行清罐检测,停产损失和清罐费用相当高。大量清罐清除出的污物如果不进行有效处理,将对环境造成极大污染。针对以上情况利用声发射检测技术从罐体外壁接收罐底的腐蚀信号,然后,对收集到的信号进行分析研究,以判断储油罐罐底的腐蚀状况,从而决定储罐是否需要清罐维修。对罐底腐蚀严重的储罐立即开罐检修,对罐底腐蚀轻微的储罐根据腐蚀信号的强弱排出储油罐检测优先次序。达到了在不停产、不清罐条件下对储油罐罐底腐蚀状况进行在线检测和评估,便于企业根据储油罐罐底的实际腐蚀状况安排检修计划,从而节省大量资金,避免由于罐底腐蚀穿透泄漏而造成对环境的污染或安全事故。“立式金属储油罐罐底腐蚀状况在线检测技术及评价方法研究”获2006年山东省科技进步二等奖。
4、多层包扎尿素合成塔检验技术研究
4.1 编制检验检测方案
济南平阴“3.21”尿素合成塔爆炸事故以后,根据省局特种设备安全监察处的安排,负责开展了全省尿素合成塔的安全检查,形成了尿素合成塔安全运行状况汇报材料。先后赴平阴、新疆、陕西、湖北等地实地调查多层包扎容器失效或爆破情况,掌握了国内外大量第一手资料。2005年5月-6月开始多层包扎尿素合成塔的声发射检测研究工作,编制山东省尿素合成塔通用检验方案, 2005年7月检验方案被省局采纳为通用检验方案,并以11号明电通报全省组织实施。2005年8月赴国家质检总局特种设备局汇报事故分析进展情况,并汇报多层包扎尿素合成塔通用检验方案。2005年8月-9月底在山东省开展多层包扎尿素合成塔检验工作,带领科研开发部研究人员先后完成了兖矿鲁南化肥厂、海华金星化肥有限公司、山东恒通化工股份有限公司等单位所属6台尿素合成塔检验研究工作,积累了初步的检验研究经验。
4.2 研究了多层包扎尿素合成塔失效机理
先后对3台失效的尿素合成塔进行了解剖研究,掌握了尿素合成塔的细微结构及缺陷、腐蚀介质的分布情况。从材料、应力、环境等角度对尿塔强度层开裂原因进行了研究。结果表明,尿素合成塔开裂是在材料缺陷、局部应力集中和检漏介质冷凝浓缩等因素作用下产生的。层板间隙检漏蒸汽中的腐蚀介质发生冷凝浓缩,是发生应力腐蚀的介质条件。切取了大量含缺陷多层包扎尿塔焊缝试块,通过宏观检查、解剖分析、显微组织分析以及腐蚀产物和沉积产物分析结果,进一步证明了蒸汽腐蚀介质浓缩产生应力腐蚀的可能性。积累的多层包扎尿塔试块为开展多层包扎结构的进一步检测研究打下了坚实的基础;针对尿塔的特殊结构进行了有限元计算并进行了应变测试,从理论上和实践上指出了尿塔强度层易出现缺陷的部位。通过对多层包扎尿素合成塔的资料搜集、力学计算、环境调查、声发射检测、解剖验证等工作,基本上解决了多层包扎尿素合成塔强度层为什么裂、如何检验以及怎么评价的问题,为以后全面解决多层包扎容器的安全性评价奠定了基础。2006年11月基于平阴”3.21“事故,协助导师王威强教授以山东大学为依托,联合山东省特种设备检验研究院、合肥通用机械研究院、青岛科技大学多家研究机构开展的多层包扎尿素合成塔失效分析、检验技术和剩余寿命评价技术项目被确立为“国家863计划先进制造技术领域重大产品和重大设施寿命预测技术专题”(层板包扎高压容器剩余寿命试验评价技术,编号:2006AA04Z417)。
4.3研究了多层包扎尿素合成塔检验检测技术
将声发射、TOFD、相控阵等技术引入多层包扎尿素合成塔的定期检验。
利用声发射、相控阵和γ射线等检测方法对尿素合成塔存在的缺陷进行了检测和整体性状况评价。对含缺陷尿塔先后进行了4次超压声发射试验,随试验压力的升高,尿塔的应力集中部位尤其是环焊缝部位出现了明显的定位信号,与有限元分析的结果一致,随后的解剖结果证实声发射集中定位源处为径向扩展裂纹。对尿塔声发射信号的参数特征进行了统计分析,得出了尿塔缺陷的特征参数。国内首次利用超声相控阵检测系统对尿塔深环焊缝截面进行了超声成像研究,结果表明超声相控阵检测方法能够清晰地显示焊缝截面内裂纹类反射体的部位和埋藏深度,因而层间焊趾裂纹、焊缝埋藏缺陷及层板错层等情况都被直观地检测出来,并能够测量出裂纹埋藏深度和长度,为设备维修决策和缺陷评定提供数据支持。该方法适用于尿素合成塔声发射检测后的焊缝局部复验。通过射线检测试验,表明射线对较小倾斜角裂纹的检出率较高,在层板上有声发射定位信号或焊缝声发射信号无法检出时,可以利用射线进行复验。利用金属磁记忆方法对尿塔内部埋藏裂纹检测的可靠性进行了尝试。实验结果表明,利用声发射检测技术对尿素合成塔进行整体性状况评价,然后结合超声相控阵和射线测量缺陷的无损检验方法,具有较高的可靠性和检验效率,能够有效检测出尿塔环焊缝中存在的严重缺陷,该技术对与尿素合成塔结构类似的多层包扎压力容器检验具有较好的应用前景。科研项目“尿素合成塔综合分析检验技术研究”获2008年山东省科技进步三等奖。
三年多来,通过与部门其他工作人员的努力,不断完善尿塔检验检测技术,先后赴陕西、云南、贵州、湖北、河北、河南及宁夏等地开展检验研究工作,完成尿塔检验200多台次,共实现检验收入1000多万元。
2008年 参与编写DB37/T 1028-2008《尿素合成塔综合检验规程》. 参与编著教材《承压设备焊接无损检测技术》。2009年参与山东省特种设备安全检测基地实验室建设,根据实验室需求,进行设备功率、承重等选型,进行实验室水电气设计及施工,参与实验室网络、电话、监控、门禁等弱电设计及施工。

宋明大取得的科研成果

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近五年来,积极投身承压特种设备的检测研究工作,使自身能力得到了很大提高,也取得了较好的成绩。先后获得省部级科技奖励4项,其中二等奖一项,三等奖三项。参与了一项地方标准的制定工作。先后在ASME Transactions Journal of Pressure Vessel Technology,机械强度,石油化工高等学校学报,山东大学学报等国内外杂志发表论文17篇,其中4篇已被SCI收录,2篇被EI收录。另外,两项专利“层板包扎式容器检验方法”(申请号:200810014834.2)和“一种蒸汽检漏系统及检漏介质参数”(申请号:200810015256.4)国家专利局已经受理,正在公示之中。
承压设备检验研究工作是一项极具责任感并充满挑战性的工作,十二年来我没有放弃在这方面的追求,今后我也将脚踏实地、潜心钻研,为保证特种设备安全做出自己应有的贡献!
宋明大
2009年7月10日
附:近五年来发表的论文
1、Mingda SongWeiqiang 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,王威强,赵亚凡,崔玉良,陈宪禧.多层包扎尿素合成塔应力状况分析.机械强度,2008,30(1):93-100.
3、宋明大,王威强,陈鹭滨,徐书根.多层包扎尿素合成塔应力腐蚀裂纹成因分析.石油化工高等学校学报,2007,20(2):73-76.
4、宋明大,王威强,李梦丽,徐书根.多层包扎尿素合成塔无损评价方法.山东大学学报(工学版),2007,37(4):50-54.
5、宋明大,王威强,赵亚凡,崔玉良.多层包扎尿素合成塔声发射检验与复验技术探讨.中国第十一届声发射学术研讨会论文集,杭州,2006,121-127.
6、宋明大,王威强,曹怀祥,赵亚凡.一起液化石油气汽车罐车爆炸失效分析.2006年机械工程学会年会论文集,杭州,2006.北京:机械工业出版社,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、赵亚凡,宋明大. 压力容器焊接接头疲劳裂纹萌生寿命的探讨. 机械设计与制造, 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、赵亚凡, 陈传忠, 宋明大. 脉冲激光沉积工艺参数对生物活性薄膜的影响. 应用激光,2006(1):23-25.
13、刘洪勤, 范维海, 宋明大, 曹怀祥.一起水冷壁管裂纹漏水事故的原因分析. 特种设备安全技术,2006(5):9-10.
14、赵亚凡, 陈传忠, 宋明大. PLD制备铁电薄膜工艺参数的研究现状. 红外与激光工程,2007,32(2):175-178.
15、袁涛,曹怀祥,宋明大. 氯气液化器泄漏失效的分析. 中国氯碱,2008(3):38-39.
16、徐书根,王威强,宋明大,李梦丽,赵冰. 2.25Cr1Mo钢试块缺陷的超声TOFD检测, 无损检测. 2007(11):627-629.
17、李梦丽,王威强,宋明大,徐书根,赵冰. 尿素合成塔层板严重腐蚀开裂分析.化工机械新技术研究进展,上海,2008. 上海:华东理工大学出版社 2008,690-694.
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