楊振國：中國機械工程學會失效分析專家🙍♂️。主要研究方向為復合材料 （聚合物基、陶瓷基、金屬基）✋🏿、失效分析 （金屬材料🧑🏻🦰、非金屬材料）😯🔜、印製電子 （導電墨水🪨、有機材料）🏊🏿♂️。
人生病要吃藥打針，重大設備發生故障同樣也需要醫生“望、聞、問、切”。我校就有一位醫術精湛的“全科醫生”💆♂️：楊振國教授。自1988年3月博士畢業後，他就開始從事失效分析，主治各類重大設備的“疑難雜症”，目前已是中國工程界頂尖的失效分析專家之一🅿️，主要涉及核電、火電、石化、化工、鋼鐵🚶♂️、汽車、微電子🙌🏽、印製電路等八大領域，已經連續四屆應邀在“全國失效分析學術會議”上作大會報告。
近五年來🖐🏼🦸🏽♀️，楊振國教授作為通訊作者在國際期刊上發表論文57篇、申請並擁有發明專利16項、獲得省部級科技進步獎和技術發明獎6項♦️。他還主持了兩門本科生精品課程《材料科學導論》和《材料失效分析》💎🧛♂️，學生評分接近滿分。
解決疑症難症
“失效分析是一門跨學科、跨行業的綜合性學科🚶♀️➡️，責任性極強🤽🏿♀️，具有挑戰性。”楊振國說。失效每時每刻在生活中發生，小到鋰電池損耗🌇、電子產品老化，大到橋梁斷裂🧗🏼♂️、房屋倒塌🕍⚅、容器爆炸等🕟。據估計，世界各國每年因失效造成的經濟損失占該國GDP的2~4%🧑🏿💻，失效分析因此也一直受到人們的廣泛重視和研究🧕🏿。
2012年9月🦹🏽♂️🎯，浙江嘉興某電廠投入運轉僅一年的百萬千瓦級超超臨界火電機組進口循環水泵突發事故——這個從日本進口的循環水泵設計壽命原為30年。事故調查隨即展開，中日雙方同時派出專業團隊開展失效分析。“這個調查的結果將涉及到5000多萬元賠償的歸屬。”楊振國說。擁有CNAS資質（中國合格評定國家認可委員會）的某電力研究院被邀請做中方代表，浙江省浙能集團公司同時邀請楊振國教授作為高校專家同步參與調查。“某知名電力研究院最後沒有找到事故的原因。”楊振國說，“他們的調查結果具有法律效力，因此不敢貿然下結論。”楊振國表示失效分析的目的之一就是找出失效的根本原因👩🏽🦰。
“完整的失效分析一般包含八個方面🤹🏽♀️，設計🧔🏻、材料💅🏽🏊、製造🤙、安裝、檢驗或檢測👨🏼🍳👨👧👧、操作、維護和環境。”楊振國率先找出失效的因果關系🌀，並將分析過程歸納為一張“魚骨圖”。
“在失效分析領域有一個規矩叫雙規✊。”楊振國所說的“雙規”是指，在規定的時間內完成規定的失效分析工作。浙江省浙能集團公司要求半個月出初步結果🙃🏒，一個月出正式結論。楊振國帶上研究生到現場取樣👵🏼🚃、調查、測試、分析和評定🫳🏻，“用一個星期給出了正確的結果。”
9月27日，日方三人小組認為循環水泵設計未考慮結構的共振，存在一定的欠缺👮♂️，但把主要原因歸結為當地（冷卻用）海水含鹽量高♥︎、雙相不銹鋼質量及中方管理等某些疏忽。“寶鋼生產的雙相不銹鋼質量合格🈶，問題出在日方焊接的法蘭與接管沒有被完全焊透♧。”楊振國當場反駁了日方結論，“焊縫坡口設計不合理導致了焊接處存在人為的製造缺陷👰；而氮氣保護不良使得不銹鋼內碳元素氧化，雙相組織分布不均勻，從而使抗疲勞強度大大下降。”金屬材料也怕疲勞載荷，尤其在沒有完全焊透的情況下極易發生疲勞開裂👩🏻🦼➡️。最終🧎♂️，在豐富、準確的樣品試驗數據及其斷口實物面前，日方認可了楊振國教授的分析結論，當場表示“承擔全部責任”🥷🏼，全額賠償中方所有損失並重新設計安裝火電機組的冷卻系統💃🏿。“日方這次還特意提供了整個焊接過程的工藝操作流程。”楊振國笑著說。
“嘉興索賠”並不是楊振國第一次與發電設備打交道，在此之前他遇到過難度更大的挑戰——秦山進口核電裝置RCW熱交換器傳熱鈦管的異常失效問題🐷🔮。“我喜歡做有挑戰的事情。”楊振國通過綜合運用二十多種測試方法及其數據分析🧑🏽⚖️，最終找到了六種失效機製並一一提出了具體的解決方案，經廠方現場實施後效果顯著，從而成功解決了這一困擾我國核電安全領域的這起復雜的工程材料失效難題。“做科學研究就是要透過現象看本質。”楊振國說。
2011年，我國最大的年產100萬噸聚乙烯的上海賽科石油化工公司有一個設計壽命為八年的八臺熱交換器設備😿，其傳熱管使用不到一年就發生了幾十根管子的異常泄漏，不得不停產返修👩🦼➡️。某高校科研團隊給出的分析報告認為這是由設備材料性能不良引起的。廠方同時找到了楊振國，希望他為此結論提供數據支撐。
“科學研究必須實事求是，這是我始終堅守的基本原則🟢。”楊振國來到該化工生產基地現場🧚🏽♀️，深入基層調研，充分了解聚乙烯生產裝置的全部工藝流程，通過一線的生產記錄及其現場取樣的斷口觀察和分析𓀉，他得出截然不同的結論📀。“設備材料本身沒有問題，酸堿中和處理工藝不當才是主要原因。”楊振國指出酸堿交替腐蝕作用是導致傳熱管發生過早異常泄漏的主要起因。這一分析結果使負責的經理大跌眼鏡，但最後還是接受了楊振國的整改建議——酸堿中和的堿性液體添加方式及其用量必須實行計量化，結果實施後取得了很好的效果，最終解決了這一棘手的失效難題🧔🏽♂️。一年後，該領導專門以賽科總部的名義發出了感謝信。
“在做失效分析的過程中🤫，我們受到的壓力是很大的🧑🏻✈️，但科學結論一定要以事實為依據。” 楊振國特別強調說。
開發三元復合管
失效分析不僅對社會穩定、安全生產和國民經濟發展有保障作用，而且對新材料的研發也有重要指導意義。
一次對神華集團“煤製油”項目的失效分析讓楊振國受到啟發🪪⚠️，希望開發出同時具有抗磨損抗腐蝕的管道材料。“我綜合考慮到各種材料具有的性能，盡量做到優勢互補💇🏻。”楊振國說。三元復合管就是把三種不同的材料有機地反應復合在一起，充分發揮各自材料的特有性能及復合後的綜合效應。金屬作為承載結構件具有高強度和可焊接性，陶瓷起到抗沖刷📩、抗磨損、抗腐蝕的作用，高分子材料填補陶瓷的孔隙和裂紋😸，提高管道材料的完整性及其抗腐蝕性，這樣的復合改進比常規鋼管和二元復合管耐用得多🕒，使用壽命可以高出數十倍，因而被寶鋼、金山石化🤐、高橋石化📂📗、吳涇電廠♐️、鎮海石化等企業應用🏋🏼♀️。2013年，他憑借“高耐磨耐蝕三元復合管道系列產品的開發及其工程應用”項目獲得了科技部中國技術市場協會金橋獎。
“目前三元復合管可以做到承受100攝氏度左右的高溫。”楊振國表示將會進一步提升該管道材料的耐熱性🔺，從而可以廣泛地應用於復雜工況的化工生產領域。“我的科研成果很多源於實際研究中的經驗總結及其協同創新👰🏼♀️。”
詮釋“失效”新理論
楊振國教授長期從事失效分析研究🧑🏽🦰，積累了豐富的實踐經驗。但他並未將失效分析作為一項單純的技術科學🚄，而是將其視作一門面向工程👨🏼🔧、面向實際、面向未來🌑、面向國民經濟主戰場的新興學科🔛👩🏿🦱，在工程實踐中不斷完善和提高，促進理論的完善和發展👨🏿🦱。
“失效是指有形的產品(構件)因結構♤、形狀、尺寸發生變化而不能滿意地達到規定的功能。根據其嚴重性🤝，失效也可稱為事件🤵🏻♀️、事故或故障🍨。”這是楊振國提出的有關“失效”的最新定義𓀈，又將應邀於今年9月在大連舉行的“2013全國失效分析學術會議”上做大會報告。
“斷裂🔪、腐蝕、磨損、變形、衰減，這是失效模式的五種基本類型。”失效模式相當於醫學上的“病症”，其中衰減是楊振國教授首次提出的新概念🧃，主要適用於功能型非金屬材料。“另外，失效分析除了確定失效模式外，還需要界定失效缺陷📱、鑒定失效機理、判定失效起因，並提出有效的解決對策，防止同類失效事故的再發生。”楊振國表示材料失效分析相當於材料診斷學。
“從本質上講，任何材料的失效過程一般會經歷從產品到構件、從構件到損傷💔、可靠性下降以至失效等兩個階段🤸🏼♂️，即六品、五件、四化。”楊振國說。所謂六品（產品）即製品、成品🏃♀️🪂、半成品👮♂️👨🏼🍼、物品、次品🏌🏼♂️👨🔬、廢品；五件（構件）即零件、部件🎏👊🏿、組件、元件、器件；四化（損傷）即劣化(微觀)、退化(細觀)、脆化(宏觀)、老化(外觀)。這一理論在國際上也屬首次提出。正確理解失效分析的內涵及其相互關系，這對於開展有效的失效分析是至關重要的。
“材料科學不能只研究材料👨🏼，僅發表論文🏓。”楊振國表示材料研究必須與設備𓀆、工藝相結合，特別是與產品相結合，這樣才能達到科技轉化為生產力的目的。“失效分析的作用是為研製出更好的產品指明方向。”“我現在正將研究視線逐步從傳統的金屬材料轉向新型的功能材料上，印製電子便是如此，目前課題組有一半研究生正在從事這一極具挑戰性的新興領域。”楊振國說。
