中國(guó)網(wǎng)|鳳凰網(wǎng)|祖國(guó)網(wǎng)|中國(guó)日?qǐng)?bào)：創(chuàng)新管道技術(shù) 鑄就大國(guó)重器——記中國(guó)石油大學(xué)(北京)董紹華教授
發(fā)布時(shí)間:2023-07-31 | 來(lái)源：中國(guó)網(wǎng) 鳳凰網(wǎng) 祖國(guó)網(wǎng) 中國(guó)日?qǐng)?bào) | 瀏覽量：
據(jù)《天工開(kāi)物》記載,，我國(guó)早在2000多年前的秦漢時(shí)期,，人們就用打通的竹節(jié)連接起來(lái)做管道,，用于輸送鹵水,，史書(shū)稱“筧”或“枧”，這是最早關(guān)于管道的記錄,。進(jìn)入近代以來(lái)，隨著工業(yè)革命的發(fā)展,，現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)大石油天然氣等能源的需求越來(lái)越大,，伴之而來(lái)的是油氣的存儲(chǔ)和運(yùn)輸問(wèn)題，管道運(yùn)輸成為油氣運(yùn)輸?shù)闹饕绞?。我?guó)建國(guó)之初,，管道運(yùn)輸總里程才200多公里，到如今,，我國(guó)各類油氣管道總長(zhǎng)度已達(dá)200多萬(wàn)公里,，包括長(zhǎng)輸、集輸,、海底,、燃?xì)獾裙芫W(wǎng)，已踏入世界管道技術(shù)先進(jìn)行列,。
國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”科技領(lǐng)軍人才,、科技部“中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才”、中國(guó)石油大學(xué)（北京）的董紹華教授,，作為我國(guó)油氣管道完整性技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)始人,，他主要研究方向?yàn)楣艿肋\(yùn)行維護(hù)技術(shù)、管道安全評(píng)價(jià)技術(shù),、管道信息工程技術(shù),，并致力于完整性管理技術(shù)的推廣和應(yīng)用，組建了我國(guó)第一個(gè)管道完整性技術(shù)團(tuán)隊(duì),，形成了管道完整性技術(shù)研究領(lǐng)域,、開(kāi)展管道數(shù)據(jù)平臺(tái)、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別評(píng)價(jià),、檢測(cè),、評(píng)估、修復(fù)等技術(shù)為一體多元化創(chuàng)新基地,。為推動(dòng)中國(guó)管道完整性技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)接軌做出突出貢獻(xiàn),，為推動(dòng)管道安全領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步功不可沒(méi),。
矢志科研創(chuàng)新 突破核心技術(shù)
我國(guó)作為世界上最大的能源生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，是能源利用效率提高最快的國(guó)家,，就能源儲(chǔ)運(yùn)來(lái)說(shuō),，管道運(yùn)輸是目前最普遍、最經(jīng)濟(jì),、最安全的運(yùn)輸方式,。但一直以來(lái)，我國(guó)長(zhǎng)輸管道安全領(lǐng)域長(zhǎng)期存在四個(gè)方面難題：一是老舊管道缺陷數(shù)量大且復(fù)雜,，螺旋焊縫不能檢測(cè),，管道內(nèi)檢測(cè)精度低的難題；二是管道系統(tǒng)完整性的定量化評(píng)價(jià)方法欠缺,，準(zhǔn)確度和精度無(wú)法滿足需求的難題,；三是管道不停輸修復(fù)技術(shù)缺乏，風(fēng)險(xiǎn)控制的難題,；四是基于大數(shù)據(jù)與人工智能的油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施智能監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)預(yù)警方面存在空白,。
為了解決上述難題，董紹華承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,、國(guó)家自然科學(xué)基金,、國(guó)家重大儀器專項(xiàng)等，面向國(guó)家管道安全保障需求,，致力解決我國(guó)長(zhǎng)輸油氣管網(wǎng)完整性領(lǐng)域的“卡脖子”難題,。他針對(duì)我國(guó)長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)的完整性理論缺乏，缺陷檢測(cè)技術(shù)精度低,，復(fù)雜工況監(jiān)測(cè)技術(shù)缺乏,，完整性評(píng)價(jià)準(zhǔn)確度差、管道修復(fù)可靠性低等重大問(wèn)題,，建立了一套完善的管道完整性技術(shù)體系和理論方法,，突破了國(guó)外核心技術(shù)封鎖。
首先,，建立了復(fù)雜缺陷全向激勵(lì)耦合磁場(chǎng)理論方法,，研發(fā)了管道超高清三軸數(shù)字化漏磁內(nèi)檢測(cè)新技術(shù)，探頭通道間距達(dá)到亞毫米級(jí),，解決了類裂紋,、軸向溝槽等不能檢測(cè)的難題。并基于復(fù)雜環(huán)境運(yùn)行多姿態(tài)耦合研究,，研發(fā)了高精度多通道變形檢測(cè)器,，提出了拓?fù)錁O值變形算法，解決了小變形,、小曲率等檢測(cè)難題,。研發(fā)了聲磁融合檢測(cè)技術(shù),，將聲場(chǎng)與漏磁場(chǎng)高度融合，解決油氣介質(zhì)輸送過(guò)程中的微泄漏,、小泄漏檢測(cè)難題,；管道三軸超高清數(shù)字一體化檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)多缺陷及變形一次性檢測(cè)，攻克了我國(guó)管道內(nèi)檢測(cè)“卡脖子”的難題,。
其次,，建立了基于大數(shù)據(jù)的復(fù)雜缺陷風(fēng)險(xiǎn)融合模型，提出了多因素耦合雙重判據(jù)失效評(píng)估與可靠性模糊評(píng)價(jià)方法,，開(kāi)發(fā)首套管道完整性超級(jí)評(píng)價(jià)系統(tǒng)軟件包,，實(shí)現(xiàn)了管道安全等級(jí)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)和數(shù)據(jù)對(duì)齊；
再次,，發(fā)明了管道復(fù)合材料有機(jī)注劑以及多米諾效應(yīng)管道修復(fù)技術(shù)與裝備,，包括環(huán)氧注入工藝、浸潤(rùn)式復(fù)合纖維修復(fù)材料,，解決以往修復(fù)過(guò)程中降壓、降量及放空難題,，大幅度提高生產(chǎn)效率,；
最后，董紹華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)首套管道焊縫射線底片AI智能識(shí)別系統(tǒng),，缺陷檢出率達(dá)到98％以上,、缺陷誤檢率小于3％，解決了人工評(píng)片成本高,、效率低,，存在錯(cuò)評(píng)、漏評(píng)等難題,。此外還開(kāi)發(fā)了高精度地質(zhì)災(zāi)害管道綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng),、基于大數(shù)據(jù)的管道 GIS 決策支持系統(tǒng)等。
在學(xué)術(shù)方面,，董紹華理論成果亦頗為顯著：近年來(lái)發(fā)表論文150余篇,，其中SCI／EI收錄50余篇，出版中英文學(xué)術(shù)專著和教材22部,，授權(quán)發(fā)明專利47項(xiàng),，主持國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8部，他還牽頭編制并發(fā)布了“地上石油儲(chǔ)（備）庫(kù)完整性管理規(guī)范GB42097－2022”,，為相關(guān)研究提供重要的科學(xué)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值,。
作為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，董紹華針對(duì)我國(guó)石油儲(chǔ)（備）庫(kù)風(fēng)險(xiǎn)管控等方面存在的問(wèn)題,，提出了儲(chǔ)（備）庫(kù)一體化風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)的核心架構(gòu)及功能體系,，建立了儲(chǔ)（備）庫(kù)全生命周期數(shù)據(jù)庫(kù),，開(kāi)發(fā)形成了基于多米諾效應(yīng)的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法；開(kāi)發(fā)了應(yīng)急決策支持子系統(tǒng),，建立了儲(chǔ)（備）庫(kù)應(yīng)急救援路線優(yōu)化模型,。總之,，董紹華面向我國(guó)能源安全,，建立的管道安全運(yùn)行保障體系和完整性技術(shù)體系，解決了我國(guó)管道安全保障的多項(xiàng)技術(shù)難題,，為國(guó)家能源供給和安全保障做出了重大貢獻(xiàn),。
成果推廣應(yīng)用 服務(wù)國(guó)家需求
讀萬(wàn)卷書(shū)，無(wú)懼千難萬(wàn)難,；行萬(wàn)里路,，不怕路途遙遠(yuǎn)?？萍挤?wù)社會(huì),、造福于民，才是科研的最終意義,。立足國(guó)家重大戰(zhàn)略需求,，董紹華實(shí)現(xiàn)了完整性技術(shù)領(lǐng)域的重大突破，成果在西氣東輸,、北京燃?xì)?、中石油、中石化,、中海油等?guó)內(nèi)外200萬(wàn)公里管線上廣泛應(yīng)用,，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，成果整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,。
裝備是發(fā)展之基,，尤其在油氣行業(yè)，是保障國(guó)家能源安全的關(guān)鍵所在,，目前,，董紹華已研制裝備100余臺(tái)套，消除油氣管道安全生產(chǎn)重大隱患131次,，長(zhǎng)輸管道事故率由0．4次／千公里年降低到0．15次／千公里年（事故降低 60％）,，提供了重要技術(shù)支撐，新增產(chǎn)值 65．3 億元,，近三年經(jīng)濟(jì)效益20．9 億元,。其成果推動(dòng)了管道完整性技術(shù)進(jìn)步，技術(shù)成果還在俄羅斯,、南蘇丹,、哈薩克斯坦等8個(gè)國(guó)家推廣應(yīng)用,，大大提升管道完整性領(lǐng)域國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值,。
董紹華還充分發(fā)揮“產(chǎn),、學(xué)、研,、用”優(yōu)勢(shì),，立足國(guó)計(jì)民生需求，開(kāi)展了《智慧燃?xì)夤芫W(wǎng)安全運(yùn)行保障關(guān)鍵技術(shù)與裝備及工業(yè)化應(yīng)用》項(xiàng)目,，攻克了燃?xì)庑袠I(yè)長(zhǎng)期以來(lái)的管道缺陷檢測(cè),、泄漏精準(zhǔn)定位、快速修復(fù)等技術(shù)難題,，取得重大突破和技術(shù)升級(jí)換代,，并在燃?xì)夤芫W(wǎng)檢測(cè)評(píng)估及風(fēng)險(xiǎn)控制理論上取得重要進(jìn)展。
作為北京市應(yīng)急管理學(xué)科帶頭人,、北京市高精尖學(xué)科“城市能源安全與供給保障”學(xué)科帶頭人,，董紹華長(zhǎng)期與企業(yè)深度合作，致力于城市安全保障,，為北京市,、深圳、廣州等超大城市推進(jìn)完整性管理技術(shù),。成果已應(yīng)用與北京燃?xì)夤芫W(wǎng)644萬(wàn)戶，燃?xì)夤芫W(wǎng)2．58萬(wàn)公里,，十年來(lái),，北京燃?xì)饧瘓F(tuán)全面推廣被董紹華牽頭的聯(lián)合研究成果，使燃?xì)夤芫W(wǎng)的事故率降低了56％,，為“平安北京”做出突出貢獻(xiàn),。他的研究成果現(xiàn)已在60多座城市，2000 多座燃?xì)庹緢?chǎng),、全國(guó)30萬(wàn)個(gè)燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)點(diǎn)推廣應(yīng)用,，保障了超大城市管網(wǎng)運(yùn)行安全，為推進(jìn)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)安全做出突出貢獻(xiàn),。
為了保障管道安全,，董紹華多次帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，奔赴險(xiǎn)情一線,，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和過(guò)硬的水平,，保障城市管道平穩(wěn)運(yùn)行，守護(hù)群眾生命安全,。2020年1月30日,，疫情最嚴(yán)重期間,，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一行4人克服重重困難，從北京趕赴深圳,，搶險(xiǎn)位于深圳市區(qū)超過(guò)80％壁厚的嚴(yán)重腐蝕點(diǎn),，化解了國(guó)家管網(wǎng)華南分公司的管道泄漏風(fēng)險(xiǎn)，排查了從惠州到媽灣全長(zhǎng)105公里的成品油輸運(yùn)管線,，保障了運(yùn)輸管道的安全,。
2022年3月14日，北京香巖寺燃?xì)庑孤?，搶險(xiǎn)刻不容緩,，接到通知后，董紹華身先士卒,，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)深入現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)研判,，快速準(zhǔn)確地找到管道的漏點(diǎn)，提供技術(shù)支撐和決策,，提出了“焊接＋套筒”修復(fù)的改進(jìn)方式,，有條不紊地開(kāi)展搶修。這次高效的燃?xì)庑孤岆U(xiǎn)作業(yè),，保護(hù)了這座古色古香的寺宇遺跡,，也為國(guó)家和人民避免了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
2023年5月中國(guó)石油西南油氣田頁(yè)巖氣管線發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，管道發(fā)生嚴(yán)重移位,，投產(chǎn)管道安全受到嚴(yán)重影響,，董紹華教授團(tuán)隊(duì)立即攜帶自主研發(fā)的管道絕對(duì)應(yīng)力檢測(cè)裝備，冒著大雨和滑坡災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn),，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)管道的應(yīng)力開(kāi)展全面檢測(cè)，給出應(yīng)力削減措施,，效果良好,，有力的保證了我國(guó)頁(yè)巖氣田投產(chǎn)。
此外,，董紹華還推進(jìn)了海底管道領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步,，解決海底管道檢測(cè)評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)控制等難題，社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義重大,。一是開(kāi)發(fā)了高通過(guò)性的幾何變形檢測(cè)器和管道內(nèi)檢測(cè)中心線測(cè)繪系統(tǒng),，有效解決了管道懸空、漂移等重大危害的檢測(cè)問(wèn)題,；二是開(kāi)發(fā)首套海底管道完整性超級(jí)評(píng)價(jià)系統(tǒng),。提出了復(fù)雜工況環(huán)境下海底管道失效機(jī)理與風(fēng)險(xiǎn)控制方法；三是形成了一套海底管道屈曲理論分析模型和解析計(jì)算方法。為海底油氣管道系統(tǒng)的安全可靠提供了有力的技術(shù)保障,。
目前董紹華團(tuán)隊(duì)正在布局氫能輸送領(lǐng)域的發(fā)展,，瞄準(zhǔn)國(guó)家能源安全保障的重大需求，搭建“國(guó)家氫能輸送關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)平臺(tái)”,，包括氫能輸送與利用,、能源供應(yīng)鏈安全與保障機(jī)制，現(xiàn)與中海油合作開(kāi)展海上平臺(tái)管線,、閥門(mén)及密封摻氫損傷實(shí)驗(yàn)研究,，與北京燃?xì)饧瘓F(tuán)合作開(kāi)展摻氫對(duì)中低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)施搶修作業(yè)影響及應(yīng)對(duì)措施研究，正在開(kāi)展河北省天然氣,、新奧燃?xì)?、山東省“氫進(jìn)萬(wàn)家”摻氫／氫氣輸送工程，以解決我國(guó)“氫進(jìn)萬(wàn)家”存在的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題,，助力我國(guó)“碳達(dá)峰,、碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
致力中國(guó)管道安全服務(wù)20多年,，服務(wù)國(guó)家需求,，創(chuàng)造社會(huì)價(jià)值，優(yōu)秀的科研成果和突出的社會(huì)貢獻(xiàn),，為董紹華帶來(lái)了無(wú)數(shù)榮譽(yù)光環(huán)：2017年教育部高等學(xué)?？萍歼M(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、榮膺“科學(xué)中國(guó)人2017年度人物”稱號(hào),、2018年榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),、2022年榮獲北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、2016年和2021年都榮獲中國(guó)石油與化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),。他編輯出版的《管道完整性管理技術(shù)叢書(shū)》一套十本,，是我國(guó)管道完整性管理領(lǐng)域最全面、最系統(tǒng),、最權(quán)威、最實(shí)用的一套集大成工具書(shū),，榮獲2021年度石油石化企業(yè)管理現(xiàn)代化創(chuàng)新優(yōu)秀著作一等獎(jiǎng),。這些榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)，見(jiàn)證了董紹華的科研人生,，更見(jiàn)證了中國(guó)管道技術(shù)的發(fā)展歷程,，讓董紹華成為國(guó)內(nèi)外管道完整性研究領(lǐng)域的領(lǐng)航者。
注重黨建引領(lǐng) 推動(dòng)學(xué)科發(fā)展
自2001年博士畢業(yè),，如今,，董紹華已在管道安全研究領(lǐng)域深耕了20余年，作為一名科研人員，他大半生時(shí)間都和管道技術(shù)打交道,。作為博士生導(dǎo)師,，他也肩負(fù)為國(guó)家培養(yǎng)人才的責(zé)任，他的課題組在校碩士和博士50余人,，現(xiàn)已培養(yǎng)畢業(yè)的碩士博士30余人,，畢業(yè)生90％均投身于國(guó)家能源行業(yè)，服務(wù)國(guó)家能源戰(zhàn)略需求,。而且,，他還指導(dǎo)學(xué)生發(fā)表論文曾兩獲中國(guó)石油科學(xué)十佳論文獎(jiǎng)。
作為一名共產(chǎn)黨員,，董紹華擔(dān)任中石大安全工程系教工黨支部書(shū)記,，他始終站在黨和國(guó)家事業(yè)發(fā)展全局的高度，樹(shù)立黨建工作與學(xué)科建設(shè)相融合的理念,，深入學(xué)習(xí)黨和國(guó)家對(duì)于能源安全領(lǐng)域的方針政策,，致力安全學(xué)科的發(fā)展以及人才培養(yǎng)的情況，積極推進(jìn)落實(shí)“十四五”規(guī)劃任務(wù),，以黨建引領(lǐng)推動(dòng)安全學(xué)科高質(zhì)量發(fā)展,。
一直以來(lái)，董紹華都堅(jiān)持以黨的政治建設(shè)為統(tǒng)領(lǐng),，持續(xù)加強(qiáng)思想建設(shè),；發(fā)揮模范作用、提升業(yè)務(wù)能力,，深入企業(yè)安全生產(chǎn)一線,，發(fā)揮好先鋒模范作用，不斷加強(qiáng)科研合作交流,、促進(jìn)黨建與業(yè)務(wù)深入融合,，加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè)，推動(dòng)學(xué)科發(fā)展,。
重任未變,，情懷不改；人生當(dāng)拼,，不負(fù)韶華,。正如他的名字一樣，董紹華將自己的青春韶華都獻(xiàn)給了國(guó)家油氣管道安全研究,。未來(lái),，他不會(huì)停下腳步，將繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)拓創(chuàng)新,、砥礪前行,，將管道安全的話語(yǔ)權(quán)更牢固地掌握在我國(guó)手中。
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（編輯 劉曉琳）
