研究方向一：油气储运设施本质安全保障

解决油气管道、油气储罐等设施的材料和结构的可靠性问题，油气储运设施在自然及工业环境下腐蚀防护问题，以及原油、成品油、天然气等单相和多相流动保障问题，形成油气储运设施本质安全保障体系。

主要设有三方面研究内容：

（1）材料与结构可靠性

材料性能是保障油气储运设施安全运行的关键因素。在材料服役过程中，由于受力、腐蚀、疲劳、热循环和时效等综合因素对其微观结构的影响，导致其性能劣化从而降低结构可靠性。该方向理论研究各种材料在不同因素作用下的性能损伤机理与衰减规律；实验测试材料的化学成分、组织结构、力学性能和结构完整性；开发基于微试样的局部性能测试技术；探索焊接烧穿理论模型，模拟焊接过程，研究热影响区材料性能演化规律；建立地震、滑坡、断层等多种复杂工况下结构强度分析模型，最终形成完整的材料与结构可靠性分析体系。

（2）腐蚀与防护

腐蚀是导致油气储运设施失效的重要因素之一。腐蚀与防护是材料学、电化学、物理学、力学、热力学、微生物学、环境科学和计算机应用等综合性的交叉学科。该方向主要开展油气储运设施在自然环境及工业环境下的腐蚀研究，包括材料本体与焊缝腐蚀机理、交直流杂散电流腐蚀机理、微生物腐蚀作用机理、力学与电化学耦合破坏机制、多相流冲蚀及酸性气体作用下材料失效机制等内容，建立高精度腐蚀发展预测模型，揭示材料内、外腐蚀宏观与微观局部损伤特征及其演变机制；开展新型功能化防腐层设计，探索缓蚀剂分子结构与缓蚀率的定量构效关系以实现高效缓蚀剂的定向研发，开展阴极保护技术及其与防腐层的相关性研究，形成油气储运设施腐蚀评判标准及有效腐蚀防护体系。

（3）油气流动与本质安全

储运设施与内部流体和外部介质之间的交互作用，会显著影响储运设施的本质安全。该方向针对油气流动与设施本质安全的关联性，基于流固耦合动力学、原油流变学、多相流体动力学、表面化学等理论，采用理论分析、实验测试和数值模拟等手段，开展原油、成品油、天然气等单相或多相不稳定流动保障技术研究；存在固相或液相杂质条件下储运设施内冲蚀规律和防护机制研究；积液、杂质、水合物和蜡沉积预测与控制技术研究；设施与土壤、设施与水体相互作用机理和适应性分析等。揭示不同介质、不同相态、不同工况油气储运设施的水击破坏机理、流动冲蚀损伤理论及其诱发机制和防护策略，形成储运设施本质安全流动保障体系。

研究方向二：油气储运设施健康诊断

解决油气储运设施腐蚀缺陷、裂纹、变形等损伤的检测与预测问题，油气管道泄漏监测与定位问题，以及剩余强度评价和剩余寿命预测问题，形成油气储运设施健康诊断技术体系。

主要设有三方面研究内容：

（1）油气储运设施损伤检测

腐蚀缺陷、裂纹、变形等损伤是油气储运设施的重大安全隐患，对其进行有效检测是防止事故、保障健康运行的必要措施。该方向开展超声、漏磁、涡流、射线等检测技术的适用性研究；通过理论建模与试验测试，对缺陷特征响应信号进行敏感性分析与智能化提取；探索响应信号的多尺度特征值与缺陷特征、尺度和位置的关联规律；基于神经网络及数据融合技术，研究缺陷定量定位精确表征方法。在此基础上，结合智能机器人技术，研发储运设施高精度检测设备，形成科学的损伤诊断技术与装备，为油气储运设施安全运行提供保障。

（2）油气储运设施泄漏监测

油气泄漏是导致安全事故发生的重要因素，快速准确的监测是需要解决的关键问题。该方向综合运用储运工艺、传热传质学、物理学以及仪表与信号处理技术，通过理论研究、数值模拟和实验测试，对不同类型泄漏检测方法的适用性进行研究，揭示泄漏发生特征参数变化规律及信号传播和衰减规律，形成泄漏信号处理与特征提取技术。基于负压波法、光纤传感器法、激光扫描法、声波法等检测方法与信息融合技术，建立泄漏监测与定位模型，实现泄漏监测与定位系统的研制。研究油气泄漏的内在变化规律，增强泄漏监测和定位系统的自适应和自学习能力，形成适用于油气储运设施的泄漏监测与定位系统。

（3）风险评估与预防

含缺陷的油气储运设施在功能载荷、环境载荷、偶然载荷等共同作用下，当应力或应变达到临界值时将发生失效。该方向运用弹塑性力学方法研究腐蚀、裂纹、焊接、凹陷等缺陷对结构应力、应变与变形分布规律的影响；依据材料力学行为分析建立基于应力或应变的失效判据；理论分析、数值模拟与试验验证相结合，判定缺陷性质、分析缺陷致因、研究缺陷失效模式与失效机理，探讨缺陷剩余强度评价模型适用性；研究缺陷的增长机理和增长规律，建立剩余寿命预测模型，形成判废理论体系，提出阻止或延缓缺陷扩展的科学措施。

 研究方向三：油气储运事故演化与控制

 解决油气泄漏后流散、扩散、燃烧和爆炸动力学演化问题，油气储运事故污染控制与处置问题，以及油气储运安全状况演化规律与应急管理体系问题，形成油气储运事故演化与控制技术体系。

   

黄岛油库爆炸                  台湾高雄燃气爆炸

  主要设有三方面研究内容：

（1）油气泄漏动力学演化

发生泄漏后的油气扩散会扩大事故影响范围，开展油气泄漏动力学演化研究对指导紧急救灾具有重要的理论价值和实践意义。该方向针对油气泄漏后漫延、流散、蒸发、燃烧和爆炸过程，从动力学角度开展以下研究：流体在不同环境中的迁移规律；外泄油气扩散模式与环境相互作用关系；外泄油气扩散范围界定；着火规律与热辐射伤害/破坏程度；着火危害评价体系制定等。研究油气泄漏后动力学演化规律，预测油气浓度分布，实现油气泄漏事故的定量风险评估，提出相关安全防护措施。

（2）事故污染控制与处置

泄漏、火灾与爆炸等事故往往伴随着不同程度的环境污染。该方向以油气储运事故所产生的污染物为对象，结合陆域、水域、海域等多种事故发生场景，建立不同层次污染应急响应体系，开展油气封堵、拦截、回收等多种污染应急控制装备研究，研发具有高效吸附、絮凝、降解等作用的化学处理药剂；利用分子生物学、电化学和物化耦合等关键技术，对受污染环境进行有效修复；评价各类事故污染控制与处置技术的效率、适应条件和环境友好程度等，最终形成油气储运事故环境污染综合处置体系。

（3）应急安全管理体系建立

一系列油气储运安全事故表明，我国急需构建油气储运安全保障体系，包括法律法规、安全标准、政府安全监管、事故应急管理等。该方向以安全科学理论为基础，开展以下工作：研究油气储运安全生产特征与发展规律；研究安全事故与企业发展、城镇化建设的相关性，提出在工程设计、建设、运行、维护等方面的规避方针；研究油气储运安全状况演化规律及其与经济发展的关系；研究公共安全发展趋势，结合油气储运生产特点，构建应急体系；综合本实验室研究成果，结合国外相关法规、标准体系及管理模式，建立适于我国国情的油气储运法规、标准体系，形成由制度支撑、组织支撑和技术支撑的油气储运安全生产管理模式及构架，实现油气储运安全生产与经济发展的良性互动，为山东省乃至全国的油气储运安全生产监管提供决策依据。