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        將生命與科研牢牢“焊接”

        ——追記天津大學材料科學與工程學院教授王東坡

        發(fā)布時間:2023-05-16 作者:本報記者 陳欣然 通訊員 劉曉艷 來源:中國教育報

        焊接是專門研究焊接工藝、檢測、結(jié)構(gòu)等方面技術的專業(yè),對于國民經(jīng)濟發(fā)展很重要。焊接科技發(fā)展水平是衡量一個國家技術發(fā)展狀況的重要標志,因此更需要很多從事焊接研究工作的人員,我很希望加入其中。

        讓科研落地,把解決實際工程問題視為科研鏈條中最重要的一環(huán),不能總讓外國人卡咱的脖子。

        最重要的事還是把科研踏踏實實做好,別把人才稱號看得太重,要做有用的科研。

        4月2日上午在上海召開的某型號民用航空發(fā)動機鼓筒裂紋故障研討及工藝優(yōu)化方案與驗證策略評審會議,最終沒能等來天津大學材料科學與工程學院教授王東坡。

        此前一天,王東坡搭乘晚19∶50的飛機趕赴上海參會。原計劃22∶00落地的他,因突發(fā)疾病沒能走下飛機,并在2日上午10時許與世長辭,距離他的51歲生日剛剛過去54天。

        這次匆忙趕往上海參加研討會,是因為某在研型號民用發(fā)動機在試驗階段出現(xiàn)了鼓筒裂紋。這個裂紋出現(xiàn)的位置緊鄰一條焊縫,需要他作出準確鑒定。對焊接相關的問題作出判斷,是王東坡擅長的科研領域。在國內(nèi)焊接工程結(jié)構(gòu)斷裂疲勞與完整性評價領域,王東坡所在的天津大學焊接團隊不僅是奠基者,而且一直處于引領地位。王東坡在焊接結(jié)構(gòu)疲勞延壽、斷裂強度及完整性評估方面取得了突出成就,發(fā)明了世界上首臺基于壓電陶瓷的超聲沖擊設備并發(fā)展相關的壽命評價技術和標準,還自主研發(fā)設計了超聲疲勞試驗機,成為國內(nèi)較早開展各種焊接接頭超高周疲勞壽命研究的學者。

        破解工程“卡脖子”問題的實干家

        1993年,準備報考焊接專業(yè)研究生的王東坡寫下這段文字:“焊接是專門研究焊接工藝、檢測、結(jié)構(gòu)等方面技術的專業(yè),對于國民經(jīng)濟發(fā)展很重要。焊接科技發(fā)展水平是衡量一個國家技術發(fā)展狀況的重要標志,因此更需要很多從事焊接研究工作的人員,我很希望加入其中……”此后的30年,他的生命和焊接牢牢地連接在一起,直至最后一刻。

        “讓科研落地,把解決實際工程問題視為科研鏈條中最重要的一環(huán),不能總讓外國人卡咱的脖子”,這是王東坡終身認定的使命追求。

        王東坡讀博士期間,導師霍立興教授偶然了解到國外有一種“超聲沖擊”技術非常前沿,而具體的技術路線國內(nèi)同行還不知曉。王東坡決定試一試,三年努力,不但攻克了技術壁壘,還最終研發(fā)出世界首臺基于壓電原理的超聲沖擊設備,在隨后的幾年中又持續(xù)迭代,完成小型化、輕量化改進,其疲勞強度可提高20%到70%,壽命延長數(shù)倍到幾十倍。

        在王東坡看來,最重要的事是解決那些被外國人“卡脖子”的工程技術難題,這其中有一件就是“預制疲勞裂紋”。滿足韌性要求是工程結(jié)構(gòu)低溫服役安全性的主要保障,然而在這道必考題中,有一項核心關鍵技術即是“預制疲勞裂紋”。這項關鍵核心技術之前長期掌握在國外極少數(shù)科研機構(gòu)手中。

        課題組的鄧彩艷與王東坡共事已20多年,她還記得王東坡做博士后期間,在一間噪音極大的實驗室里做疲勞測試研究,一待就是一天,特別是當課題組第一次把預制疲勞裂紋做出來時,現(xiàn)場外國專家都難以置信,中國人做出了完全符合標準的平齊漂亮的預制疲勞裂紋。這些外國專家只能悻悻地走了,因為他們在中國工程中賺錢再也沒那么容易了。

        這項技術的攻克,不僅實現(xiàn)了我國海上油氣平臺建設焊接結(jié)構(gòu)低溫韌性測試國產(chǎn)技術百分百的覆蓋,更是通過風險評估為企業(yè)免除了焊后熱處理這道生產(chǎn)工序,在技術研制出來后不到十年的時間里,產(chǎn)生的經(jīng)濟效益就已達到約20億—25億元。

        “這項看起來很厲害的技術,現(xiàn)在我們實驗室隨便找出來一個學生都會做了?!编嚥势G說,學生們畢業(yè)后又把這項技術帶到他們所在的工作單位,所以現(xiàn)在這項技術在國內(nèi)已經(jīng)普及了。

        這幾年,讓王東坡更為用心的難題,是“鋼懸鏈線立管”的全尺寸疲勞評價的關鍵核心問題?!颁搼益溇€立管”是針對我國近年來在南海建設的1500米水深的超深水大氣田開采平臺研發(fā)的。這條連接水下油氣管道與海上平臺的管道,常年經(jīng)受海洋環(huán)境低溫、高腐蝕、海浪沖擊等影響,對鋼管的焊接技術要求極高。因此,在我國對南海油氣資源的開發(fā)中,“鋼懸鏈線立管”相關技術成為亟待解決的問題。其中,對鋼懸鏈線立管進行全尺寸疲勞測試的這項技術只掌握在國外少數(shù)幾家大石油公司手中。

        “在解決‘鋼懸鏈線立管’的全尺寸疲勞評價問題上,王老師原本希望購買國外的設備,開發(fā)測試技術。但到了實際的招標環(huán)節(jié),對方公司卻根本就沒有投標。王老師一氣之下決定帶著我們一起自主研發(fā)測試設備。”鄧彩艷介紹,課題組用了不到兩年時間,不僅研發(fā)出了測試評價設備,還將這項技術成功應用于我國深水油氣開發(fā)中。

        值得驕傲的事還有很多,比如在水下焊接技術方面,團隊發(fā)明了固定式排水罩局部干法焊接技術并研制出設備,兼顧焊接的效率、便捷和質(zhì)量,最終使管道的焊接質(zhì)量可達到A級的焊縫要求。而此前一次修復先例是由國外一家公司用了一年時間、花費上億元才完成的。

        幫企業(yè)攻克難關的“金剛鉆”

        “能不能把這個問題解決掉?”這是王東坡常掛在嘴邊的一句話。他有很多來自企業(yè)的朋友,腳踏實地為企業(yè)解決實際生產(chǎn)中的工程技術難題,也是他做科研的一貫原則。這個原則對于王東坡來講是自然而然的事情。本、碩、博均就讀于天津大學焊接專業(yè)的王東坡,師承有著“中國焊接第一學者”之譽的孟廣喆教授以及中國焊接結(jié)構(gòu)領域著名專家霍立興教授,老先生們不斷解決企業(yè)實際工程問題的科研態(tài)度也深深影響著他。

        企業(yè)的工程問題有大有小,但無論多小的問題,王東坡都愿意幫忙解決,無論多大的問題他都敢于挑戰(zhàn)。十年間,他與百余家國內(nèi)企事業(yè)單位合作,開展項目攻關。這些合作項目的合同額都不大,小的只有一兩萬元甚至兩三千元,大的單個合同額也就五六百萬元,但合作的企業(yè)五花八門,既有國字頭大企業(yè),也有民營企業(yè)和小微企業(yè),很多項目都是研發(fā)難度很高的“硬骨頭”。但在他看來,只要是企業(yè)需要,他都努力完成,“硬骨頭啃起來香”。

        王東坡去世后,家人在整理他的書桌時,發(fā)現(xiàn)了一摞厚厚的草稿紙,里面反復出現(xiàn)的一個詞是“X80”。

        “X80”是近年來在國家管網(wǎng)建設尤其是跨國油氣運輸管線網(wǎng)絡建設中被廣泛使用的高強度鋼。2017年到2019年,中緬天然氣輸氣管道發(fā)生數(shù)起因管道斷裂引發(fā)火災爆炸的事故,給人民生命財產(chǎn)帶來重大隱患,從而引發(fā)了全社會對于國際油氣管道安全性的質(zhì)疑。今后還能不能使用“X70”“X80”這種高鋼級建設油氣管道?現(xiàn)有數(shù)萬公里長的管道如何排除風險?一時間成為極為棘手的問題。

        作為焊接領域理論和實踐都過硬的資深專家,王東坡全程參與了風險排查整治的工作,并提出了環(huán)焊縫失效是由于結(jié)構(gòu)韌性儲備不足的觀點。之后,國家石油天然氣管網(wǎng)集團有限公司提出了“高級鋼管道環(huán)焊縫失效機理研究”課題,并且確定了22個研究方向,王東坡負責其中3項關鍵技術攻關?!扒捌谕趵蠋煂τ?2個方向的確定及指導都給予了大量的意見?!眹沂吞烊粴夤芫W(wǎng)集團有限公司生產(chǎn)部副總監(jiān)戴聯(lián)雙說,如今他在焊材優(yōu)化、“CTOD”表征等方面的階段性研究成果都已應用到實際工程中。

        焊接結(jié)構(gòu)的完整性評估是王東坡的拿手“絕活”。實際生產(chǎn)中,如果焊接過程當中不可避免地出現(xiàn)了缺陷,那已經(jīng)使用的設備還能不能接著用,或者正在建造的設備還能不能交付,這些都需要評估。王東坡有著豐富的工程經(jīng)驗,所以他敢拍板說,這個項目取這個參數(shù)就行,那個項目取同樣的參數(shù)就不行。

        中海油焊接實驗室副經(jīng)理魯欣豫粗略算了一筆賬:僅是安全風險評估方面,王東坡通過多個國內(nèi)、國際項目,精準界定了海底管線鋪設的缺陷尺寸臨界值,就為公司降低施工成本、提高施工效率作出了巨大貢獻,產(chǎn)生效益價值數(shù)千萬元。

        在同事們看來,王東坡要想賺錢,太容易了。按照天津大學科研經(jīng)費的管理辦法,和企業(yè)合作的橫向課題有40%是特支經(jīng)費和勞務費,用這部分錢給自己支出勞務費無可厚非。但他卻從不這樣做,至今王東坡和妻子仍然住在天津大學教師公寓一套僅73平方米的兩居室中,家中陳設極為簡單。家里也沒有車,他和妻子平時都是乘坐公交車上下班。公交車上的50分鐘,也是他用來思考的時間。

        在同事和家人眼里,仿佛解決一個個難題就是他全部的生活樂趣。王東坡的妻子說,家里的什么東西放在哪兒,他絕對不知道;而同事們卻說,實驗室里哪件東西在哪兒,他記得最清楚。

        推動行業(yè)發(fā)展的“永動機”

        因為長期從事焊接的疲勞及評估研究,王東坡對焊接工程的全鏈條技術熟稔于心,并能從評估結(jié)果倒推回去,為焊材、管材、焊接工藝等提出指導。因此,焊接行業(yè)內(nèi)的研究機構(gòu)和企業(yè)遇到問題都愿意找他。

        天津市金橋焊材集團股份有限公司常務副總經(jīng)理肖輝英聽到王東坡離世的消息時,很久都不愿意相信?!拔覀冇龅诫y題向他請教,他恨不得把他知道的都告訴你。你能感覺到他對促進整個焊接行業(yè)的發(fā)展是毫無保留的?!?/P>

        事實上,金橋焊接并沒有出現(xiàn)在王東坡及其課題組的科研合作名單中,雙方建立起聯(lián)系是在天津市焊接學會?!捌髽I(yè)有困難他都竭盡全力幫,至于有沒有合作項目他并不在意,也從沒主動提過。他絕不會為了拉項目走什么心思?!毙ぽx英說,王老師去世后,沒來得及和他有更多合作也成為她的遺憾。

        金橋焊材的技術部經(jīng)理馬強赴上海參加了王東坡告別儀式,他看到了許多國內(nèi)同行來跟王老師告別,“都是像我們金橋一樣得到過他幫助的企業(yè)”。馬強說,2021年,焊接材料“卡脖子”技術難題制約了我國海洋工程裝備和高技術船舶的自主開發(fā)和應用發(fā)展。在這種情況下,海洋工程用焊材的國產(chǎn)化就亟待解決,金橋焊接承擔了這項緊急攻堅任務,并在2022年實現(xiàn)了部分焊材的國產(chǎn)化。在攻堅過程中,遇到問題馬強總是向王東坡請教,尤其是涉及焊材評估的問題?!八麤]有專家的架子,像我這樣的企業(yè)技術人員都可以隨時給他發(fā)微信請教問題,他每次都會詳細回復。如果沒有他的幫助,這條國產(chǎn)化的技術路線我們可能要走更長的時間?!瘪R強說。

        他的猝然離世,讓3月31日還在跟他討論航空發(fā)動機裂紋形成的原因,并約好4月2日一起在上海參加研討會的李曉光難以接受。在李曉光看來,王東坡就是“一門心思解決實際問題”,至于能不能發(fā)論文、有沒有什么利益,完全不在他的考慮范圍內(nèi)。這次也不例外,找到他后,他就一直在想辦法?!拔覀兒透咝TO立了一個特種焊接方面的聯(lián)合實驗室,王老師是我們學術委員會的委員,遇到焊接方面的難題我們都找他。”李曉光說。

        他最終倒在了解決企業(yè)實際問題的路上。王東坡逝世后,中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機有限責任公司發(fā)來的唁電中寫道:“王教授擔任黎明公司焊接聯(lián)合實驗室的學術委員會委員,為航空發(fā)動機焊接技術的發(fā)展規(guī)劃、關鍵技術攻關、項目審議等殫精竭慮、貢獻智慧,生命的最后時刻還在為解決航空發(fā)動機關鍵構(gòu)件的焊接難題奔波……”

        在王東坡的科研計劃中,位于天津大學北洋園校區(qū)東北一隅正在建設的工程中心讓他充滿期待。工程中心有兩個實驗水池,是他計劃繼續(xù)開展水下焊接和全尺寸疲勞評價測試而設計的;而入門處的一件“大塊頭”實驗設備則是他準備開展大型結(jié)構(gòu)的疲勞及壽命評價而設計的實驗臺,有了它,就可以開展如港珠澳大橋等大型橋梁的橋面板疲勞試驗。

        教書育人如父如兄的“工科男”

        在學生心里,王東坡是一個思維極為活躍、純真爽朗、勤勉不懈、做學問一絲不茍、對學生關愛有加的恩師。作為研究生導師,王東坡在20多年的教師生涯中帶過60余名碩士和博士畢業(yè)生。已經(jīng)畢業(yè)的學生如今大多已是國家各高校、科研院所及企業(yè)的骨干。

        趙小輝2012年博士畢業(yè)剛到吉林大學工作時,因為吉大之前沒有這個研究方向,所以科研起步非常困難。王東坡以項目的形式為他爭取到了第一筆20萬元經(jīng)費,讓他的科研得以啟動。如今,趙小輝在吉大早已建立起自己的科研團隊,也已經(jīng)成長為學術界的一顆新星。但遇到人生中重要的事,他依然習慣于請教王老師。就在王東坡去世的前一天,趙小輝還給他打電話,聽取老師對于他參評某項人才稱號的意見。“王老師跟我講,最重要的事還是把科研踏踏實實做好,別把人才稱號看得太重,要做有用的科研?!壁w小輝說。

        碩士研究生朱奕瑤還記得王東坡曾對大家說的話:“你們把項目做好了,不僅僅是節(jié)省巨額費用的問題,更是防范重大工程風險的需要。技術做好了可能就是為國家節(jié)省成百上千萬資金的事?!?/P>

        在學生們的眼中,王東坡是典型的“工科男”,不太善于口頭表達對學生的關心,但對那種關愛卻體現(xiàn)在日常的點滴中。有時候他也會講一些“大道理”,但更多的是身體力行。

        “去年疫情最嚴重的時候,他給我們挨個兒打電話。他買的消毒用品、口罩和一些藥品到現(xiàn)在放在實驗室還沒用完。疫情防控期間他住校用的單人床還在小會議室里?!?/P>

        “我們做焊接實驗噪音比較大,中午的時候他都會催促學生趕緊回宿舍休息一會兒,而他自己只是把兩張凳子一并湊合著休息一下,就繼續(xù)工作了?!?/P>

        ……

        不僅對于學生,對于課題組的其他教師,王東坡也是竭盡所能提供幫助。

        2009年底,從哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)的王穎到天津大學任教,她在博士期間做的課題主要是真空釬焊,而天大當時并沒有這一方向。王東坡從學科發(fā)展的高度,認為釬焊作為三大焊接方法之一應該支持建設。他拿出自己課題組結(jié)余的120萬元資金購置了第一臺大型真空釬焊試驗設備,開啟了天大焊接在釬焊方向研究的新篇章。

        在他的帶領下,天大的焊接團隊也從他剛接管時的十幾個人發(fā)展為現(xiàn)在30多人的團隊。

        王東坡曾擔任過一段時間天大材料學院的副院長。有人會認為,當官了,為自己和團隊謀福利更方便了。但事實卻是,他主管學院的科研工作,學院的科研總經(jīng)費從2014年到2022年增長了兩倍,但他卻從自己課題組的項目經(jīng)費中拿出來兩三千萬元為學院添置實驗設備。這兩年,他更是把自己的教授辦公室讓出來給學生當辦公室。卸任學院副院長之后,他不出差時要么在實驗室,要么就到組里其他老師的辦公室隨便找個地方,打開筆記本電腦處理工作,連自己的辦公室都沒有。

        王東坡猝不及防地結(jié)束了他忙碌的一生。生前,他每天都在趕時間;離世后,他的手機依然響個不停,只是再也沒有人接起和回復。

        4月4日晚,團隊的幾位老師帶著他的骨灰開車走過了他奮斗過的天津大學衛(wèi)津路校區(qū)的第1教學樓、第25教學樓,以及北洋園校區(qū)的第31教學樓和他心心念念的工程中心。此時,已是晚上11點,學生們自發(fā)在他途經(jīng)的路上默哀告別。他們知道,那個說起話來滔滔不絕、大嗓門的王老師,那個仿佛永遠充滿熱情、永遠不知疲倦的王老師,再也不會一遍遍叮囑他們:“每一個實驗數(shù)據(jù)都要站得住腳?!?/P>

        《中國教育報》2023年05月16日第4版 

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