特种设备是紧密围绕人民生活的一类危险性较大的设备，主要指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶，下同）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆。作为工业和人民生活的重要基础设施，我国特种设备具有数量庞大、经济影响大的特点。截至2013年底，全国特种设备总量达936.91万台；其中：锅炉64.12万台，压力容器301.12万台，电梯300.93万台，起重机械213.50万台，场（厂）内专用机动车辆55.36万辆，大型游乐设施1.79万台（套），客运索道873条，气瓶14387万只，压力管道89.83万公里。

　　在特种设备广泛应用和持续发展的同时，作为基础性设备，特种设备安全成为我国公共安全的重要组成部分。特种设备一旦发生事故，经济损失惨重、社会影响恶劣，有时还伴有严重的环境污染和火灾爆炸。我国政府将特种设备安全和特种设备安全科技工作，作为构建和谐社会的重要基础和保障，分别纳入了《我国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要》。

　　“七五”以来，由中国特种设备检测研究院牵头，针对不同时期特种设备面临的不同关键问题开展研究，并推广应用。35年来，我国特种设备科研能力得到长足发展，科技水平不断提高，在保障特种设备安全运行的同时还为国家和社会带来了巨大的经济效益。

　　“七五”至“八五”： 瞄准带“病”运行问题

　　“七五”至“八五”阶段，由于我国历史和技术等方面原因，我国绝大多数埋地管道、工业管道和锅炉压力容器普遍存在质量低劣、缺陷严重、带“病”运行、超期服役等突出隐患和问题。这些设备若继续盲目使用而不及时研究治理，必将继续成为爆炸事故的主要根源，并在以后的10多年中有可能继续付出伤亡近万人、损失百亿元的沉重代价。面对如此严峻的局面，防治在用锅炉压力容器的严重爆炸危险已刻不容缓。考虑到当时我国经济实力有限，如果对上述所有40万台锅炉压力容器依据标准全部予以报废更新，测算需200～400亿元资金并占用全国锅炉压力容器制造能力2～3年时间，这显然是不切实际的；如果采取在全面检验的基础上进行彻底修复和部分报废、更新，也需100～200亿元，这也是难于承受的。

　　在此期间，中国特检院的前身锅炉压力容器检测中心依托国家科研项目支撑，先后开展了“七五”国家科技攻关课题“带缺陷压力容器安全性评定研究”、“八五”国家科技攻关课题“在役锅炉压力容器安全评估和爆炸预防技术研究”，重点解决了当时大量存在的压力容器凹坑、气孔、夹渣、错边、角变形、裂纹等缺陷的安全评定方法，在役压力容器综合安全评定方法、在役压力容器安全状况等级划分方法，并提出了相关的基于超声的检测技术方法和设备。为当时判别设备能否带“病”运行提供理论基础和工程手段，有效保证了设备运行的安全性和经济性。

　　在此基础上的综合成果“压力容器极限与安定性分析及体积型缺陷安全评估工程方法研究”获得国家科技进步二等奖。该成果在100多家企业的初步应用，“解放”了一大批超标缺陷，取得经济效益超过1亿元，深受企业欢迎。该成果已形成国家标准《在用含缺陷压力容器安全评定》（GB/T 19624-2004）。

　　“九五”： 重点解决工业管道的安全运行

　　“九五”前期，我国工业压力管道事故频繁、损失惨重、缺陷普遍、隐患突出，几乎100%的管线存在问题，近80%的管道焊缝存在严重缺陷（事实上，真正引发事故的缺陷只是其中的极少数）。因此，迫切需要及时、准确地检测出缺陷并对其危险性进行科学的评定。然而，由于工业管道薄壁厚、大曲率和管系结构、载荷、应力十分复杂等突出特点和难点，其缺陷检测和安全评估技术远落后于压力容器，几乎没有可用的技术方法，更没有相应的标准法规，政府监察和企业管理均无章可循。因而，往往导致两种极端情况：一是盲目使用，放任各种缺陷的存在，留下重大隐患，危及企业安全生产；另一种情况是盲目处理，从而导致大量不必要的缺陷返修、设备报废和相应的停产，给企业造成不必要的重大经济损失。

　　“九五”期间，该院依托国家科技攻关课题“在役工业压力管道安全评估与重要压力容器寿命预测技术研究”，围绕管道一系列检测上的难点问题开展研究，提出专用的检测手段和仪器，并提出含局部减薄、未焊透等常见缺陷的压力管道安全评定方法，以及在役工业压力管道安全状况等级评定方法。该技术的研究为我国压力管道安全保障打下坚实基础，从检测、监测、安全评定和安全评级等方面提出系统性的解决手段，有效地解决了对进行工业管道的整顿治理这一长期困扰我国政府安全监察和企业安全管理的技术难题。

　　形成的综合成果“压力管道安全检测与评价技术研究”获得国家科技进步二等奖。建立了无需应力计算的工业压力管道危险源辨识评价方法，提出了基于失效概率的在役工业压力管道安全状况等级评定方法，建立了含缺陷工业管道安全评定工程方法，给出了管系结构复杂加载塑性极限与应力分析方法和软件，给出了碳钢和不锈钢小直径、薄壁管的超声波探伤方法、缺陷高度端点衍射测定方法及其配套探头、试块，开发了便携式手动超声扫查成像检测系统，系统建立了压力管道安全检测与评价方法体系，为政府治理隐患解决了瓶颈性技术难题。在当时我国80%以上的工业管道存在超标焊接缺陷、隐患严重、亟待治理的条件下，解决了无技术可用、无标准可依的问题。研究成果已被3项国家标准及法规采用，在全国推广应用，指导全国1000多家检测机构，按照要求对各行业数万家企业的15万公里工业管道开展普查、检测或评估，解决了一系列重大工程检测评价难题。对保障压力管道安全和带动行业技术进步发挥了重要作用，取得了巨大的社会效益，为企业减少损失达18亿元。

　　“十五”： 继续拓展对承压设备的研究

　　“十五”前期，随着城市燃气事业的快速发展、埋地管道的迅速增加以及相当一部分在用管道已服役超过20年，针对埋地管道的不开挖检测、腐蚀防护效果的评价和风险评估方法等高难技术的研究，已经成为当时我国燃气行业变“被动应急”为“主动预防、科学维护”的关键，迫在眉睫。同时，随着我国一大批重点工程中的重大关键承压设备的运行已陆续达到其设计寿命期，以及中石油、中石化等大型企业中特种承压设备长周期运行的迫切需要，对压力容器和工业压力管道的在线检测和腐蚀、高温等苛刻条件下的安全评定与寿命预测等，也已成为当务之急。

　　“十五”期间，该院借助国家科技支撑课题“城市埋地燃气管道及工业特殊承压设备安全保障关键技术研究”和“城市燃气管道安全保障关键技术研究”两项课题，开展深入研究。针对埋地管道，从外覆盖层、阴极保护、重大危险源等方面入手，结合已有技术，系统提出城市埋地燃气管道风险评估技术体系。在压力容器方面，针对复杂承压结构、弯头、三通、膨胀节、高温环境等提出安全评定方法；针对复杂苛刻环境，提出红外、电磁超声等一系列检测方法。

　　形成的综合成果“埋地钢质管道外腐蚀不开挖检测评价方法”首次从环境腐蚀性（土壤腐蚀性、杂散电流）、腐蚀防护系统、管体腐蚀状况开展埋地钢质管道外腐蚀不开挖检测评价方法研究，建立技术体系。这项成果已成功应用于西宁和上海、南京、天津、珠海、张家口等城市燃气管道以及中石油、中石化、中海油长输管道、集输管道（共计4600多公里）的安全管理和检测评价，为企业针对高危险管段采取有效控制措施，提供了技术依据和指导，并已通过避免盲目更新并科学安排维修检修，为企业节省了大量开支，产生直接经济效益3亿多元；为国家重点工程西气东输二线和涩宁兰复线输气管道排除了安全隐患，确保了国家重大生命线工程质量；并纳入安全技术规范《压力管道定期检验规则：长输（油气）管道》（TSG D7003-2010）、《压力管道定期检验规则：公用管道》（TSG D7004-2010）、《埋地钢质管道腐蚀防护工程》（GB/T 19285-2003修订），为处置安全技术基础薄弱、事故隐患突出的埋地钢质管道，提供了技术支撑，促进了安全技术水平提高、带动了行业技术进步，取得了重大社会效益和间接经济效益。

　　“十一五”： 针对八类特种设备开展全面研究

　　“十一五”阶段，我国承压类特种设备安全保障技术逐步建立和完善，但对于安全评定和寿命预测的技术体系尚待建立；大型成套装置安全检测技术能力尚显不足；机电类特种设备的安全检测诊断技术能力差距较大；缺少系统的特种设备动态监管技术和完善的法规标准体系。

　　“十一五”期间，该院通过国家科技支撑计划项目“生命线工程和特种设备安全保障关键技术和工程示范”，围绕生命线工程（长输管线、城市管网以及战略储备用大型储油罐）、石化成套装置、电站锅炉、典型机电类特种设备的安全风险寿命评价技术和检测监测技术以及特种设备安全动态监管技术，建立了埋地管道外腐蚀检测评价技术体系、石化成套装置基于风险的检验技术体系、危险介质大型储罐群安全检验技术体系，初步建立了机电类特种设备安全状况等级评价技术体系、大型游乐设施安全检验评价技术体系、特种设备法规标准体系和特种设备安全动态监管技术支撑体系。

　　其中形成的综合成果“石化成套装置基于风险的检验技术体系研究和工程应用”，以承压类成套装置为研究对象，经过大量的工程试用、数据积累和研究分析，在充分考虑国情的基础上，提出了我国的成套装置基于风险的检验（RBI）的技术方法，编制了《承压设备损伤模式判别》（标准草案）和《成套装置基于风险的检验实施导则》（标准草案），并建立了相应的涵盖66种损伤模式和10套装置失效树的基础数据库。与国外相应方法相比，该成果在多个方面实现了自主创新，包括引入制造质量修正因子、以剩余寿命代替设计寿命、对局部减薄因子采用极限分析理论（凹坑理论）、增加了在线检测方法的检验有效性分级等。在此基础上，该成果在国内外首次提出了10种涵盖主要炼油和化工装置的基于风险的检验指导技术文件（标准草案）。该技术文件按照不同类型装置的工艺特点，对装置各工艺单元的主要损伤机理分布、关键设备的失效机理及部位、推荐的检验策略等进行了系统的总结。通过评估方法、数据库与技术文件的整合集成，形成了我国的成套装置基于风险的检验技术体系，改变了我国在RBI技术领域长期无自己的技术方法、无国家标准的局面。该院应用该成果，对中国石化、中国石油、中国海油等203套重要装置进行了设备损伤模式判别和基于风险的检验。成果应用过程充分考虑了装置的具体情况和我国国情，全面了解了装置的主要失效模式、失效机理及其分布情况，突出了设备的薄弱环节和管理重点，使检验更加具有针对性，消除了安全隐患，保障了装置的长周期运行。在已经完成的成果工程应用中，仅以其中一套燕山石化乙烯裂解装置为例，通过实施RBI检验策略，完成了评估分析、在线降险、全面检验、结果验证的RBI全过程，比常规检验预计工期缩短了30天，直接创造经济效益6000多万元。目前中国石化、中国石油已开具的该成果应用总经济效益超过了20亿元。

　　“七五”至“十一五”期间，经过20年的攻关研究，5项承压类特种设备课题计划在压力容器、工业压力管道和城市埋地燃气管道的检测、监测和安全评定、风险评估、寿命预测等方面实现了一系列重大突破，攻克了350多项技术关键，取得150多项技术成果，为我国特种承压设备事故率在25年时间内下降超过20倍发挥了重要作用。具体包括：提出标准规程、指南（草案）45件，出台标准21件，新技术、新方法120项，新产品、新仪器36种，申请新专利37项，提出研究报告250多件，学术技术论文955篇，专著5本，建立试验基地和应用示范点133个，培养硕士/博士313名，建立数据库35个，形成软件系统50个，取得经济效益超过60亿元，获得国家科技进步二等奖3项，获得国家攻关重大优秀科技成果奖2项，获得省部级科技进步一等奖20项，获得省部级科技进步二等奖17项，获得省部级科技进步三等奖21项。

　　“十二五”： 特种设备安全科技工作再上新台阶

　　“十二五”前期，随着特种设备不断的大型化、高参数化和运行长周期化的需求，特种设备运行状况日趋复杂，需要提炼出设备运行的风险，并运用风险管理来指导设备运行、监督、检测、维修等，全面提高设备的安全性和经济性。同时伴随特种设备节能监督的新职能，对我们的科研工作提出了新的需求。

　　“十二五”期间，该院先后承担国家科技支撑计划项目“基于风险的特种设备事故预防关键技术研究”和“燃煤工业锅炉能效提高及能源合同管理技术与示范”、国家重大科学仪器专项项目“基于频域可变的高端电磁检测仪器开发及应用”、国家863项目任务“基于腐蚀的油气管道用高强钢寿命预测关键技术及微损评价技术研究”和“超大型压力容器轻量化的可靠性设计制造研究”等10多项国家级科研项目和课题和40多项质检公益性行业科研专项项目，使我国特种设备安全科技水平和创新能力显著提升、科技服务能力显著增强、基本能力和基础条件建设显著加强。通过多年的科技工作，逐步建立了一支滚动发展的科技人才队伍，并积累了大量的科研成果。正是由于上述重要的基础，“十二五”期间特种设备安全科技工作再上新台阶。

　　从研究内容上，实现特种设备安全、节能、仪器设备、基础科学研究等全方面立项。从立项层次上，实现了多个国家科技支撑计划项目支持，国家自然科学基金多个项目的支持，国家重大科学仪器项目支持。从保障能力上，将基于风险的管理方式全面引入特种设备安全保障技术中，有效地指导了特种设备安全保障工作，推动检验检测等更有针对性并提高其经济性，特种设备安全保障和技术服务能力得到显著增强。从成果应用上，将部分科研成果在引领国内技术发展的同时，通过参与或牵头起草国际标准编制的方式向国际辐射和推广。将多个中国材料牌号引入ASME BPV规范中，也将多款ASME BPV材料牌号引入中国标准。同时，牵头起草的ISO 18251“无损检测红外热成像检测系统和设备 第1部分：性能描述”的委员会草案”已正式通过CD稿审议投票；并正式承担ISO/NP 19835“无损检测桥式与门式起重机钢结构的声发射检测”标准起草工作。

　　35年，我国特种设备科技工作逐渐摆脱稚嫩走向成熟。借助科研、依托监管，通过几代全国特检人的共同努力，以科技成果为出发点，以标准法规、检测评价方法、设备、技术培训为抓手，我国特种设备从最初的事故频发，不断突破，事故率显著下降，取得了长足的进步。

　　对特种设备科技的回顾也是在回顾我国特种设备技术发展的历程，几代特检人在不同背景下抓住重点、不断探索，用无私的汗水和集体的智慧书写了“科技兴检”、“科技特检”的完美篇章。我国特种设备技术发展也得到了国外同行的充分认可。随着科研工作不断突破，研究内容不断地横向拓展和纵向深入，我国特种设备行业的国家话语权不断增强。

　　回顾历史、展望未来，在国家科技体制快速变革的今天，特别是日趋强调创新驱动发展的时代，对我国特种设备安全与节能监管提出了新的挑战，也是科技工作者新的机遇。在新的征程里，全国特检人将以特种设备科技发展35周年为新的起点，抓住机遇、迎接挑战，为我国特种设备安全和节能的发展贡献力量、再创辉煌。

　　（本版稿件和照片由特种设备科技协作平台秘书处和中国特检院提供）