國家安全生產監督管理總局油氣安全工程技術研究中心
油氣安全工程技術研究中心主要針對國內石油天然氣與石油化工生產過程的新特點，開展有關井噴、危險物泄漏、火災及爆炸等重大事故的致災機理、監控、預防與控制關鍵技術的基礎理論研究以及油氣生產過程與裝備的事故風險評價與完整性管理方法、重大生產事故調查與裝備失效分析技術、高風險油氣生產事故控制新技術等方面的應用基礎研究；是國家開展石油天然氣與石油化工生產全過程安全保障基礎技術研究的重要基地。
研究中心油氣安全工程技術研究中心下設安全學與安全工程理論、安全檢測與故障診斷、安全評價與風險管理、事故調查與失效分析四個研究分室，現有實驗室面積
近年來，研究中心的科研工作得到國家863、國家自然科學基金、教育部和中石油、中石化、中海油以及各類企業的大力支持，目前承擔各類科研任務30余項。年均發表研究論文60余篇，其中SCI、EI收錄20余篇。
目前研究中心還承擔著國家安全生產技術支撐體系中石油天然氣生產事故預防與控制基礎研究實驗室的建設任務。
二、主要研究方向與研究特色
研究中心在油氣生產安全技術方面多年來緊密圍繞油氣資源勘探開發、儲運及煉制加工生產過程，系統開展重大事故預防與控制理論、方法與技術研究，取得一系列重要進展，在國內相關領域處于領先地位，在以下幾個研究方向已形成鮮明的特色：
1、油氣開采生產事故預防與控制技術
在國內首次系統提出溢流井噴期間井筒氣液兩相流理論、溢流早期檢測方法和關井壓力恢復理論，開發出地層孔隙、坍塌及破裂壓力高精度預測技術、節流閥優化控制技術和水射流井口分割搶險技術；在國內首次依據高風險油氣井井噴發生過程的征兆特點，開發出基于壓力波信號的氣侵檢測技術；開展了復雜井隨鉆綜合監測技術研究，開發出隨鉆壓力監測方法、鉆桿損傷的電磁檢測技術、套管磨損的聲發射及磨屑監測技術以及循環鉆井液氣體成分監測方法，為實時監控井下異常壓力變化和鉆井工具損傷，防止嚴重鉆井事故的發生提供了重要技術手段，相應成果已在西部油氣生產中得到應用；研制發出的井控仿真及培訓系統在國內油氣田得到普遍推廣應用，對提高鉆井過程中的事故控制水平，實現安全鉆井產生了重要影響；研制發出的鉆機盤式剎車系統，通過技術轉化，進入工業化生產，已開始成為我國新型鉆機和修井機的標準配置并出口國外，提高了鉆機運行控制的安全可靠性水平，顯著降低了因剎車失靈導致的鉆井事故發生率。
2、油氣儲運安全技術
針對國家油氣長輸管線及重大儲運設施，著重開展高壓天然氣管道止裂研究、基于應變的管道設計準則和設計規范研究、管道抵抗地震和地質災害的工程措施、高含硫天然氣管道腐蝕監測、失效預測與控制技術、天然氣泄漏事故動態影響區域預測技術、天然氣管道泄漏綜合診斷，天然氣管道動力機組故障診斷和含缺陷油氣管道安全評價與風險評估等研究工作。所開發出的油氣管道安全評價軟件已在陜京輸氣管線、四川天然氣管網、西部澀寧蘭輸氣管線、秦京輸油管線、鐵秦輸油管線以及大慶油田集輸管線上得到推廣應用，受到業界的高度重視。
3、安全監測與智能診斷工程
著重針對油氣鉆采、儲運、煉制大型關鍵生產設備的運行特點，研制開發出多元復合智能診斷EDES系統、一體化鐵譜診斷儀、射線診斷儀、壓力管道粉塵監測儀和基于振動與油液分析的遠程協同診斷系統，并在石油工業中得到推廣應用；在診斷方法研究方面，針對大型石油裝備故障的特殊性，提出了磨損狀態相同頻率動態診斷法、自適應變階窗細化譜診斷法、模糊神經網絡光譜鐵譜磨損診斷法和波動法C均值狀態分級模型，對提高大型裝備診斷的準確性產生了重要影響。這些新技術、新方法在國內30余家油田企業已得到推廣使用，對有效預防惡性事故的發生產生重要作用。在管道泄漏診斷技術方面，研制成功PLDS管線泄漏診斷系統，提出了多輪次梯度剔除診斷模型、基于混沌理論的奇值分解降噪模型、綜合自適應平滑網絡處理和小相位GPS時標分割技術，對有效提高診斷系統的自適應噪聲抵消和泄漏信號提取能力、降低診斷系統的誤報警率和提高了泄漏點定位精度產生重要作用，泄漏檢測的檢漏量小于1.5%，定位精度小于1.5%，相關成果已成功應用于蘭-成-渝，烏-蘭等國家重點輸油管線，產生了重大的社會經濟效益。
4、海洋石油裝備安全與可靠性工程
在國內外率先開展海洋結構模糊疲勞可靠性的研究，建立起模糊概率斷裂與損傷力學學科分支，解決了概率斷裂力學不能有效評估存在非隨機不確定因素下工程結構安全可靠性的難題。系統開展了海洋結構的安全分析與評估技術的研究，建立起冰區平臺、灘海石油裝備安全可靠性評估技術體系，若干成果已應用于工程實際，對保證海洋平臺安全運行產生了積極的作用。在海底管道安全運行保障技術方面，開展了水下干式管道維修系統的密封封堵技術(十五863)、海底管道水下維修倉可靠性計算與仿真(九五863)、海底懸空管道的動力學分析及對策研究、海底管道檢測、維護與安全可靠性評估等多項課題研究，取得腐蝕管線剩余強度及可靠性分析、管線缺陷評定安全技術、海底管線壽命預測與分析、海底管線安全估評應用軟件等多項成果，并應用于生產，取得良好社會經濟效益。
表1 近5年來取得的標志性科研成果
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序號 |
成 果 名 稱 |
項目完成人 |
獲獎名稱、等級或鑒定單位,時間 |
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1 |
模糊概率斷裂力學的理論及其應用 |
方華燦 |
教育部自然科學獎二等獎，2003年 |
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2 |
冰區海上結構物疲勞與斷裂的可靠性理論及應用 |
方華燦 |
中國機械工業科學技術二等獎， 2003年 |
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3 |
大型往復設備診斷系統研究 |
張來斌、王朝暉 |
中國機械工業科學技術三等獎，2004年 |
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5 |
套管螺紋滑脫原因及影響因素的研究 |
張 宏 |
中石油集團公司技術創新二等獎，2001年 |
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6 |
油氣長輸管道安全性評價技術研究 |
帥健、張 宏 |
中油股份公司技術創新二等獎，2004年 |
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8 |
柴油機故障診斷系統開發與應用 |
張來斌、王朝暉 |
北京市科技進步三等獎，2000年 |
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10 |
鋼絲繩抽油桿抽油裝備與技術的推廣應用 |
張嗣偉 |
中國機械工程學會二等獎，2002 |
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11 |
油液分析在設備診斷技術中的應用研究 |
樊建春 |
廣東省科技進步三等獎，2000 |
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13 |
橡膠磨損機理的研究 |
張嗣偉 |
教育部一等獎，2003年 |
三、學術骨干與主要科研任務
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張來斌 教 授 |
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Prof. ZHANG Laibin |
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Safety Engineering, Mechanical Engineering 博士，博士生導師，中國石油大學（北京）校長，美國SPE會員，中國機械工程學會高級會員，中國石油學會石油工程委員會委員，第二屆北京市學位委員會委員，北京市高等教育學會常務理事，教育部安全工程專業教育指導委員會委員。主要從事安全工程、機械設備故障診斷技術方面的研究，承擔國家、省部級重點科研項目30余項，獲國家科技進步二等獎1項，省部級科技進步獎3項；專利2項，共發表論文100余篇，先后獲“石油天然氣總公司首批優秀青年骨干教師”，“北京市學科帶頭人。”等榮譽稱號，獲第十屆孫越崎青年科技獎。 |
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辦公電話：010-89733334 Email：zhanglb@cup.edu.cn |
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張 宏 教 授 |
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Prof. ZHANG Hong |
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Mechanical Engineering, Safety Engineering 博士，博士生導師，中國石油大學（北京）機械電子工程學院院長，中油股份天然氣與管道科技委員會顧問，中國石油學會儲運專業委員會委員，從事油氣儲運、安全工程、工程力學方面的研究，承擔國家、省部級重點科研項目30余項，獲省部級科技進步獎5項，專利3項，共發表論文40余篇，先后獲“北京市高等學校優秀青年骨干教師”、“石油工業獻青春青年突擊手”等榮譽稱號。 |
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辦公電話：010-89733963 Email：hzhang@cup.edu.cn |
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崔立山 教 授 |
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Prof. CUI Lisan |
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Material Engineering, Safety Engineering 博士，博士生導師，中國石油大學（北京）研究生院副院長，兼學位與學科建設辦公室主任，從事安全工程、材料多功能化和智能化、新材料、記憶合金的研究，承擔國家、省部級重點科研項目10余項，公開發表論文80多篇，其中20多篇被SCI收錄，申請專利8項。2000年被評為教育部骨干教師，2002年被評為教育部優秀青年教師、優秀骨干教師。 |
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辦公電話：010-89731096 Email：lscui@cup.edu.cn |
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李相方 教 授 |
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Prof. LI Xiangfang |
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Safety Engineering, Oil and Gas Field Development Engineering 博士，博士生導師，中國石油學會石油工程專業委員會委員，中國工程熱物理學會多相流專業委員會委員，北京石油學會理事。從事油氣安全工程、油氣開發方面的研究，承擔國家、省部級重點科研項目10余項，獲省部級科技進步獎１項，公開發表論文110多篇，其中26篇被EI收錄，申請專利５項，參編教材、論著、學術論文集4部。被評為CNPC首批中青年跨世紀人才，北京市骨干教師等榮譽稱號。 |
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辦公電話：010-89734978 Email：lixf@cup.edu.cn |
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帥 健 教 授 |
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Prof. SHUAI Jian |
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Mechanical Engineering, Safety Engineering 博士，博士生導師，主要從事工程力學和油氣儲運安全的教學和科研工作。中國腐蝕與防護學會理事。先后承擔國家科技攻關、“863”及省部級科技開發等20多個高層次項目的研究工作。獲省部級科技成果獎3項，專利2項。主編教材1部，發表論文70余篇。 |
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辦公電話：010-89733772 Email：shuaij@cup.edu.cn |
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王德國 教 授 |
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Prof. WANG Deguo |
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Tribology, Petroleum Machinery 博士，博士生導師，中國石油大學（北京）機械電子工程學院黨總支書記，主要從事失效分析、摩擦學和石油機械裝備的研究，現任機械工程學會摩擦學分會理事兼副總干事，承擔國家、省部級重點科研項目10項，獲省部級科技進步獎1項，專利8項，共發表論文40余篇，其中18篇被SCI/EI收錄。 |
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辦公電話：010-89734942 Email：wdg@cup.edu.cn |
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高萬夫 教 授 |
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Prof. GAO Wanfu |
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Material Engineering, Safety Engineering 碩士，碩士生導師，中國石油大學（北京）機械電子工程學院副院長，主要從事材料失效分析、安全評定和壽命預測等方面的研究，承擔科研項目10余項，發表論文20余篇。 |
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辦公電話：010-89733262 Email：wangfugao@cup.edu.cn |
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王朝暉 教 授 |
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Prof. WANG Zhaohui |
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Faulty Diagnosis, Safety Engineering 博士，博士生導師，中國機械工程學會設備故障診斷委員會學術委員。從事機械設備故障診斷、模式識別、專家系統理論方面的研究。承擔國家、省部級重點科研項目10項，獲省部級科技進步獎2項，專利1項，共發表論文80余篇，獲“石油部青年勞動模范”稱號。 |
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辦公電話：010-89733956 Email：cwzh680501@163.com |
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樊建春 教 授 |
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Prof. FAN Jianchun |
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Safety Engineering, Faulty Diagnosis 博士，博士生導師，中國石油學會會員，從事油氣安全工程、安全檢測、機械故障診斷方面的研究，承擔國家、省部級重點科研項目10余項，研究成果省部級科技進步獎2項，公開發表論文40多篇，其中10多篇被EI收錄。 |
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辦公電話：010-89733861 Email：fjc688@126.com |
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表3 研究中心近年來承擔的主要科研任務
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項目、課題名稱 |
項目來源 |
時 間 |
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十五863課題 |
2003-2005 |
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車用發動機報廢狀態診斷理論與方法的研究(50105015) |
國家自然科學基金 |
2002-2005 |
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西部油田設備的群診模型及關聯預測方法研究(50375103) |
國家自然科學基金 |
2003-2005 |
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石油桿管在多相泥漿介質條件下的沖擊-滑動復合磨損機理研究(50475037) |
國家自然科學基金 |
2005-2007 |
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天然氣管道內粉塵檢測技術 |
中石油科技局 |
2004-2006 |
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成品油泄漏監測研究 |
中石油科技局 |
2002-2005 |
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鉆具高效電磁探傷成套技術 (03B2101400) |
中石油科技局 |
2003-2005 |
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油氣田管道腐蝕安全綜合評價技術研究 |
中油股份 |
2003-2005 |
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復雜工況鉆柱安全設計因素研究( |
CNPC重點實驗室項目 |
2004-2006 |
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基于微擾天線理論的天然氣管道泄漏識別研究(編號 |
石油科技中青年創新基金項目 |
2002-2005 |
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輸油管線小泄漏的診斷理論及方法研究 |
石油科技中青年創新基金項目 |
2002-2005 |
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西部油氣田安全事故模擬及應急救援仿真系統研究 04E7026 |
石油科技中青年創新基金項目 |
2004-2006 |
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利用聲發射原理進行套管損壞實時監測實驗研究 |
石油科技中青年創新基金項目 |
2003-2005 |
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鉆井用柴油機與往復泵故障診斷研究 |
中國石化集團公司 |
2003-2005 |
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海底懸空管道的動力學分析及對策研究 |
中石化集團公司 |
2003-2005 |
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城市地下水管道微小泄漏關鍵診斷技術的研究 |
北京市自然科學基金 |
2004-2006 |
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城市天然氣管道及其動力設備綜合診斷系統研究（2003B33） |
北京市科技新星計劃 |
2004-2006 |
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陜京管道安全評價與壽命分析與軟件編制 |
北京華油天然氣有限責任公司 |
2003-2005 |
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高溫高壓氣井油套管柱安全評定軟件 |
中國石油天然氣集團公司管材研究 |
2003-2005 |
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套管損壞機理及對策研究 |
青海油田采油一廠 |
2003-2005 |
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七個泉油田套管損壞機理及防止措施研究 |
青海油田采油三廠 |
2003-2005 |
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輸油泵故障診斷專家系統研究與開發 |
中石化管道公司濰坊輸油處 |
2003-2005 |
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在役輸氣管道剩余壽命評價技術研究 |
中石油管道局 |
2003-2005 |
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交變載荷對熱油管道的影響 |
中石化管道儲運分公司 |
2004-2005 |
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油田儲運設施的風險評價與風險管理方法研究 |
大慶油田儲運銷售分公司 |
2003-2005 |
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鉆井井控仿真模擬系統 |
江蘇石油勘探局 |
2002-2005 |
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渤海井控模擬仿真技術 |
渤海石油科技 |
2004-2005 |
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磁記憶檢測評價鉆桿疲勞強度技術研究 |
塔里木油田 |
2005-2007 |
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深井超深井套管磨損監測及預測方法研究 |
中石化集團公司 |
2005-2006 |
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煉油化工關鍵技術裝備故障診斷研究 |
中石油科技局 |
2005-2006 |
四、設備設施條件
表4 擁有的大型科研儀器設備情況
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序號 |
儀器設備名稱 |
型號 |
數量 |
主要功能 |
廠商/產地 |
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1 |
管道泄漏檢測實驗環道 |
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1 |
安全檢測試驗 |
自制 |
|
2 |
丹麥信號分析系統 |
3500 |
1 |
安全檢測診斷 |
自制 |
|
3 |
動態應變儀、聲級計 |
325 |
1 |
安全檢測診斷 |
BENTELE |
|
4 |
高精度數字電壓計、磁帶記錄儀 |
T-1200 |
1 |
安全檢測診斷 |
自制 |
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5 |
MISTRA噪聲分析系統 |
M-4K |
1 |
安全檢測診斷 |
美國PAC公司 |
|
6 |
數據采集、分析、處理系統 |
C-400 |
1 |
安全檢測診斷 |
MISTRA |
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7 |
振動實驗臺 |
BV-12 |
1 |
故障機理研究 |
BENTELE |
|
9 |
油液分析軟硬件分析系統 |
|
1 |
安全檢測診斷 |
自制 |
|
10 |
EDES集成化發動機診斷系統 |
EDES-4 |
1 |
故障診斷 |
自制 |
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11 |
MTS液壓伺服材料試驗系統 |
810-25 |
1 |
失效機理研究 |
美國MTS |
|
12 |
高頻疲勞實驗機 |
PLG |
1 |
失效機理研究 |
國產 |
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13 |
ANSYS5.5，ABAQUS6．1軟件 |
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1 |
結構安全分析 |
美國ANSYS |
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14 |
多功能摩擦磨損試驗機 |
FALEX-6 |
1 |
失效機理研究 |
美國FALEX |
|
15 |
立式萬能摩擦磨損試驗機 |
MMW |
1 |
失效機理研究 |
中國試金 |
|
16 |
鉆頭軸承試驗機 |
ZTZCH2 |
1 |
失效機理研究 |
自制 |
|
17 |
原子力顯微鏡 |
TMX2000 |
1 |
微觀分析 |
美國 |
|
18 |
便攜式腐蝕測量儀 |
1280 |
1 |
腐蝕檢測 |
英國 |
|
19 |
三維激光多普勒測速儀 |
3D-LDV |
1 |
流體測試 |
美國 |
|
20 |
激光粒子成像測速（PIV）裝置 |
5W-3D |
1 |
流體測試 |
美國 |
|
21 |
雙脈沖粒子成像測速裝置 |
300MJ |
1 |
流體測試 |
美國 |
|
22 |
聲發射測試系統 |
PAC |
1 |
安全檢測 |
美國 |
|
23 |
全自動雙光路光學顯微鏡 |
|
1 |
事故分析 |
自行改造 |
|
24 |
DCWT-1000套管磨損試驗機 |
|
1 |
失效機理研究 |
自制 |
|
25 |
EMS2003磁記憶/渦流檢測儀 |
|
1 |
安全檢測 |
中國愛德森 |
|
26 |
SuperMap5 GIS 地理信息系統 |
|
1 |
事故模擬 |
中國超圖 |
|
27 |
Fluent 6.1 流動模擬系統 |
|
1 |
事故模擬 |
Fluent |