李鶴林 -中國工程院院士

李鶴林

中國工程院院士
更多義項 ▼ 收起更多 ▲

李鶴林,材料科學家,石油管材工程專家,中國工程院院士。是我國石油管材研究工作的主要開創者之一。主持完成了"輕型吊環、吊卡、吊鉗"、"無鎳低鉻無磁鋼"、"高強度高韌性結構鋼"等四項研究項目,獲全國科學大會重大科技成果獎。主持完成的《提高石油鑽柱安全可靠性和使用壽命的綜合研究》、《石油鑽鋌失效機理及鋼技術研究》成果獲顯著經濟效益。

  • 中文名
    李鶴林
  • 國籍
    中國
  • 畢業院校
    西安交通大學
  • 性別

個人履歷

​1961年畢業于西安交通大學金屬材料及熱處理(現改為材料科學與工程)專業,1961年9月至1964年1月在石油工業部鑽採機械研究所任技術員,從事石油機械用新材料研究。1964年1月至1988年3月在寶雞石油機械廠任材料研究室主任、冶金研究所所長、總冶金師等職,從事石油工業用高性能結構材料研究和油田腐蝕與防護工作。1981年起兼任石油工業部石油專用管材料試驗中心主任。1988年3月至2002年2月在石油部石油管材研究中心(現更名為中國石油天然氣集團公司管材研究所)任主任、所長、黨委書記、教授級高級工程師。現任中國石油天然氣集團公司管材研究所高級顧問。

研究成果

長期從事石油用鋼及石油管工程科技工作,是我國這一領域的開拓者和主要奠基人之一。主持研製10餘種新材料,使一批石油機械的質量躍居國際先進水準。他提出“石油管工程”的研究範圍及對象,開展了大量系統的、有創造性的研究,20多項成果達國際先進水準,20項(次)獲部省級以上科技進步獎,包括國家獎9 項。3項成果被國外一批重要石油管製造公司採用,6項成果被美國石油學會(API)採納修改標準。

獲得獎項

1978年出席全國科學大會,被評為全國先進科技工作者;1988年被選拔為國家有突出貢獻的中青年專家;1993年受中國石油天然氣總公司科技重獎;1994年獲中國科學技術發展基金會孫越崎能源大獎。

出版專著

出版專著5部,在國內外發表論文150篇。專著有《石油用鋼手冊》、《石油管工程》、《石油鑽柱失效分析及預防》、《中國工程院院士文集(李鶴林集) 》、《高強度微合金管線鋼顯微組織分析與鑒別圖譜》等7部。發表論文160篇,代表性論文有:“石油礦場機械的失效分析及反饋”、“Failure Analysis of Drill Pipes, Influence of Internal Upset Contour to service Life of Drill Pipes”、 “石油礦場用低合金鋼和合金鋼的現狀與發展”、“ Failure Analysis and Prevention of Oilfield Machinery, Equipment and Material, Proceedings of International conference on Failure Analysis and Prevention”、“油井管發展動向及國產化探討”、“油氣輸送管的發展動向及國產化探討”、“加強套用基礎研究,提高石油管材失效分析預測預防水準”、“石油管工程”的研究領域、初步成果與展望”、“天然氣輸送鋼管研究與套用中的幾個熱點問題”、“關于西氣東輸管線和鋼管的若幹問題”。

歷史工作

1978年以來,先後擔任石油工業部科技委員會委員、中國石油與石化工程研究會顧問、中國機械工程學會特邀理事兼失效分析學會理事長、中國腐蝕與防護學會常務理事、中國材料研究學會常務理事、陝西省材料研究學會理事長、中國壓力容器與通路協會名譽理事長,中國特種設備安全技術委員會副主任、中國設備監理技術委員會副主任、西安交通大學材料科學與工程學院名譽院長等。

李鶴林(1937.7.5-)。機械工程材料和石油管工程專家。祖籍湖北,出生于陝西省南鄭縣。1961年畢業于西安交通大學。中國石油管材研究所高級工程師。

長期從事石油機械用鋼及石油管工程科技工作,是我國這一領域的開拓者和主要奠基者之一。研製10餘種新材料,使一批石油機械的質量躍居國際先進水準。提出了“石油管工程”的研究範圍及對象,開展大量系統的、有創造性的研究,20多項成果達國際先進水準,22項(次)獲部省級以上科技進步獎,包括國家級獎9項。3項成果被國外一批重要石油管製造公司採用,6項成果被美國石油學會(API)採納修改標準。他負責組建和創立起來的中國石油管材研究所已成為國內外有影響的石油管工程研究基地及質量檢測、識別和仲裁中心,是ISO和API的3個委員會中方技術歸口單位。出版專著5種,在國內外發表論文170餘篇。

1997年當選為中國工程院院士。 

人物生平

學而不易

李鶴林,1937年7月5日生于陝西省南鄭縣協稅鎮,祖籍湖北襄陽。國小時,家境尚屬殷實。進入國中後,由于家境變得十分貧困,讀書半年就輟學了。回家兩年多,他一邊在田間勞動,一邊自學國中課程。1953年以同等學歷進入高中。1956年考入西安交通大學機械工程系,深受指導教師、著名金屬材料及強度專家、院士周惠久教授的教益和學術思想的影響。高中和大學的8年,他完全靠助學金的資助才得以完成學業。對黨和政府的報恩思想及艱苦環境的磨煉,使他參加工作後始終有一種強烈的事業心和堅持不懈的工作精神。

工作分配

1961年9月,他從西安交通大學金屬材料及熱處理專業畢業後,被分配到地處寶雞的石油工業部鑽採機械研究所。隨即被派往上海參加石油部援外產品工作組工作。主要任務是協助上海東風機器廠改進B型吊鉗等一批石油機械產品的熱處理工藝。在近一年的工作中,他潛心鑽研,使10餘種石油機械產品質量達到技術要求,其中B型吊鉗熱處理廢品率由80%降低到2%,保障了援外產品的質量。1963年11月,石油部借調到北京,在趙宗仁工程師指導下編寫《石油機械用鋼手冊》。他無論白天還是黑夜都拼命幹,星期天和假日都不休息,查閱了合金鋼方面的圖書、期刊140多冊,對我國和世界各主要工業國的合金鋼狀況、特點及發展動向有了全面系統的了解。兩年後,《石油機械用鋼手冊》由中國工業出版社出版了4個分冊。

研發大、小噸位級輕型“三吊”

1965年12月的一天,李鶴林見到了大慶“鐵人”王進喜後,改變了他的工作目標。他和王進喜在石油部招待所暢談了3個多小時。臨別時,“鐵人”緊緊握住他的手,語重心長地說:“直到現在,我們用的‘三吊’還是外國貨,這些洋玩意兒肥頭大耳,鑽井工人到30來歲就幹不動了。你們要趕緊研製出我們自己的輕型‘三吊’,把那些傻大笨粗的洋‘三吊’趕下我們的鑽台!”。“鐵人”的話重重敲打在李鶴林的心上。他回到寶雞石油機械廠,開始了石油機械用鋼的研究開發和吊環、吊卡、吊鉗的研製。在“文化大革命”時期極其困難的條件下,憑著他的堅強毅力,小噸位“三吊”兩年後誕生了。1970年,他把剛研製成功的兩副50噸級小吊環寄給了千裏之外的王進喜和他的1205鑽井隊,套用效果良好,王進喜很快發來了熱情洋溢的賀信。在研製出小噸位輕型“三吊”之後,他和同事們又馬不停蹄地奔向難度更大的新目標——大噸位輕型“三吊”。經過無數次失敗後,終于獲得了成功。在研製新型“三吊”的同時,他還研究開發了高強度高韌性結構鋼、無鎳低鉻無磁鋼等10餘種新材料,並系統地研究了噴丸強化和滲硼、氮化等表面熱處理工藝,開展了十幾種基礎零部件的科研攻關,均取得較好的成效。1977年,他晉升為工程師。

1978年3月,李鶴林出席了全國科學大會。他主持完成的“輕型吊環、吊卡、吊鉗”、“無鎳低鉻無磁鋼”、“高強度高韌性結構鋼”等4項成果獲全國科學大會重大科技成果獎。他本人獲全國先進科技工作者稱號。乘全國科學大會的東風,寶雞石油機械廠組建了研究所,李鶴林任研究所副主任工程師兼材料研究室主任。1979年6月,他加入中國共產黨。“三吊”的研製成功,使李鶴林和他的試驗小組名聲大振。

解決“鑽桿失效”課題

1980年,材料研究室從研究所分離出來,組建了工廠的中心試驗室,他擔任主任。全國各油田出現的一些惡性事故,特別是鑽桿、套管和油氣輸送管斷裂事故,給生產和安全帶來了很大威脅。各油田紛紛邀請他們進行失效分析和仲裁。在他的建議下,石油部1981年成立了石油管材試驗研究中心,掛靠寶雞石油機械廠,他任主任。1983年,李鶴林任廠總冶金師。1985年廠中心實驗室改稱冶金研究所,他兼任所長。1987年,石油部石油專用管質量監督檢驗測試中心成立,李鶴林任主任。多年來,我國使用的鑽桿幾乎全部是從國外進口的,每年需花幾億元。長期以來,各油田不斷發生鑽桿刺穿、斷裂事故,造成了重大經濟損失。為解決這個老大難問題,1985年李鶴林組織了一個鑽桿失效課題組,分赴各油田進行了歷時3年的調查,並對200多起鑽桿失效事故進行了系統分析研究,終于找到了問題的症結——鑽桿內加厚過渡區結構尺寸不合理導致嚴重的應力集中和腐蝕集中,澄清了國外在鑽桿失效領域的一些疑點,並提出了解決問題的辦法,首創了雙圓弧曲線結構。

事後影響:

1987年6月,他和石油部機械製造局趙宗仁副總工程師一起參加了在美國新奧爾良市召開的API第64屆年會。他的論文《鑽桿失效分析及內加厚過渡區結構對鑽桿使用壽命的影響》在大會上引起了轟動。會後,API決定採納他們的成果,用于修訂標準。日本、德國的幾家鑽桿生產廠也不惜巨資,按照這一成果對原生產線進行技術改造,並邀請李鶴林去指導。石油管材研究中心取得的一系列成果進一步得到了上級領導機關的關心和重視。

1988年3月,石油部決定管材研究中心劃歸部直接領導,成為直屬科研院所。1991年,中國石油天然氣總公司決定將石油管材研究中心搬遷西安。1992年5月,西安新址破土動工。他和全所職工辛勤勞動,做到了基建、搬遷和科研三不誤。1993 年,石油管材研究中心更名為石油管材研究所。1994年底,一座現代化的石油管材研究所在西安南郊建成。

成就及榮譽

李鶴林多次獲全國及部、省級先進科技工作者稱號;1988 年被選拔為國家級有突出貢獻的中青年專家;1992年中共陝西省授予他優秀共產黨員專家稱號;1994年獲中國科學技術發展基金會孫越崎能源大獎。1986年起,李鶴林任石油部(中國石油天然氣總公司)科學技術委員會委員。他還先後擔任中國材料研究學會理事,中國科協失效分析和預防中心副主任,中國機械工程材料學會理事,中國鋼結構協會壓力容器與通路協會名譽理事長,中國石油與石化工程研究會西北研究中心副主任及美國石油學會(API)第一委員會委員,美國材料性能委員會(MPC)委員。他是西安交通大學、北京科技大學、四川大學、西安石油學院等院校兼職教授、博士生導師,並受聘上海寶鋼(集團)高級顧問。李鶴林長期致力于材料科學與石油工程的結合,在石油材料工程領域做出了重大的、創造性的貢獻。

在提高石油機械產品質量和壽命的科技攻關中,李鶴林繼承和發揮了他的恩師周惠久院士“從服役條件出發”的學術思想,提出了“以失效判據為依據,結構強度和材料強度相結合”的學術觀點,並用這一思路對石油機械用鋼進行了系統的研究。

“鋼鐵革命”

建國初期,我國合金結構鋼一直照搬蘇聯鋼種,以鉻、鎳為主。20世紀60年代初,中蘇關系破裂後,從蘇聯進口鉻、鎳受到限製。1965年,國家經委號召開展一場“鋼鐵革命”,用國內富有元素代替合金鋼的鉻和鎳。于是,以冶金系統為主,各行業都在研究開發不用鉻、鎳或少用鉻、鎳的新鋼種。多數單位主要立足于“代用”,因此“代用鋼”綜合力學性能僅是接近于原鋼種,缺乏生命力。六七十年代搞的眾多無鉻、鎳鋼種絕大多數中途夭折。李鶴林在這場“鋼鐵革命”中,從石油機械的服役條件出發,分析、研究了一批關鍵的、有代表性產品的失效判據,有針對性地研究開發了高強度高韌性結構鋼、無鎳低鉻無磁鋼、高強度鑄鋼等10餘種新鋼種,把節約鉻、鎳與提高石油機械產品的質量和壽命相結合,取得了良好的效果,對我國石油勘探開發作出了貢獻。這些鋼種有強大的生命力,至今仍在使用,有的還列入了國家標準。

優秀研發成果

例如吊環原用35CrMo、40CrNiMo等含鉻、鎳的調質鋼,採用高強度高韌性結構鋼20SiMn2MoVa並改進結構設計和進行綜合強化後,質量技術指標居國際領先水準。其自重隻有蘇式吊環的三分之一,而其壽命是美國BJ公司同類產品的1.5倍,是我國首批榮獲國家質量金質獎的產品,也是獲美國石油學會(API)質量識別並取得了API會標使用權的第一種中國產品。石油完井用的射孔器原用PCrNi3Mo淬火中溫回火。

他分析服役條件,找出造成射孔器開裂的主導因素,認為射孔器用鋼在高的強度水準前提下,必須有較大的塑性容量,採用20SiMn2MoVA較妥。結果,射孔器壽命提高1倍,並節約材料費30%。再如高強度鑄鋼用于吊鉗和防噴器後,吊鉗比國外進口同規格的負荷能力提高1倍,重量降低100多公斤;防噴器比美國同規格的強度提高25%,塑性韌性更好。無鎳低鉻無磁鋼等3種無磁鋼用于各型電測車後,解決了油田長期存在的測井磁化幹擾問題;高鉻耐磨鑄鐵使泥漿泵缸套壽命提高5倍;活塞桿用鋼及表面強化工藝使活塞桿使用壽命提高1倍;對剎車鼓進行失效分析和正確選擇材料使其壽命提高2倍;對吊鉗牙板進行材料設計試驗和熱處理工藝研究,壽命提高2倍;高強度易切削防磁鋼的研製成功,解決了電測車拉緊螺栓使用中的伸長失效問題。

石油管工程

70年代後期,李鶴林的工作重點轉移到石油管材方面。他從自己承擔的一系列輸氣通路爆炸等災難性事故和油井管斷裂落井惡性事故的失效分析中,深刻認識到石油管套用方面的科技問題在石油工業中佔有十分重要的地位。作為石油管材研究中心的學術帶頭人,他將石油管套用中的一些深層次問題列為主要研究對象,把深入研究石油管的服役行為和失效機理作為首要任務。在對石油管失效事故大量統計分析的基礎上,他認為石油管的服役行為整體上包括力學行為、環境行為及兩者的復合。1988年初,石油管材研究中心劃為石油部直屬科研機構後,在李鶴林的主持下,該中心在原有的失效分析及預測預防等研究室的基礎上,增加了管柱與管線力學研究室和腐蝕與防護研究室,幾年後又增加了安全評價研究室。石油管的套用基礎研究逐步發展為石油管的力學行為、石油管的環境行為、石油管失效的診斷及預測預防三個領域,並成為有機整體,形成了“石油管工程”的新概念。1998年6月,在中國工程院第四次院士大會期間,李鶴林在機械運載學部的學術會議上作了題為《“石油管工程”的研究領域、初步成果及展望》的學術報告。其後,他的專著《石油管工程》出版了。李鶴林在該書前言中闡述了“石油管工程”的形成過程,並強調指出:“石油管工程”致力于研究不同服役條件下石油管的失效規律、機理及克服失效的途徑。其最終的目的是提高石油管服役的安全可靠性,延長使用壽命,最大限度避免和減少失效事故,提高石油工業的整體效益。

專著和套用研發

15年來,李鶴林在石油管工程的科技領域開展了系統的研究工作,主持完成國家和部級重點科研項目40餘項,社會效益及經濟效益都十分可觀。其中,《鑽桿失效分析及內加厚過渡區結構對鑽桿使用壽命的影響》成果在鑽桿刺穿孔洞形成機理、應力集中和腐蝕集中的變化規律等關鍵技術上有重大突破,並建立了“先漏後破”準則,首創了雙圓弧曲線結構。這項成果被國外各主要鑽桿製造廠採用,新型鑽桿使用壽命提高2~3倍。我國每年節省採購費約1億元。該成果在API第64屆年會上受到很高評價,並被採納修改為API標準。《提高石油鑽柱安全可靠性和使用壽命的綜合研究》項目包括8個專題。建立了滿足“先漏後破”準則的韌性判據=f(JI,ц),建立了鑽具壽命各分曲線和判廢標準;用人工智慧語言構造了鑽柱失效安全庫和綜合統計分析庫和電腦輔助失效分析系統。這些工作在前人研究的基礎上有了較大的突破和創新。《鑽柱韌性判據研究》等5項成果,也被API採納修訂標準。《油層套管射孔開裂及其預防措施的試驗研究》,弄清了影響油層套管射孔開裂的主要原因,解決了薄油層開採射孔串槽問題,大幅度延長了油井壽命。《石油鑽鋌失效機理及鋼技術研究》成果被各製造廠採用後,鑽鋌由過去100%依賴進口,轉變為90%以上立足于國內,年節約外匯1400 萬美元。提高非調質N80套管韌性水準的研究成果被阿根廷Siderca公司採用後,產品質量達到國際先進水準,該公司支付我方100萬美元。

影響

由于他提出的學科方向和研究領域科學正確,石油管材研究所發展迅速,成為國內外有影響的石油管工程研究基地,同時又是石油管材質量監督檢驗測試中心、國家進出口商品檢驗局認可實驗室、中國科協失效分析和預防中心石油管材與裝備分中心、國際標準化組織IS0/TC67/SC1和SC5兩個委員會和API第一委員會中方技術歸口單位、API螺紋量規檢定機構。

其他貢獻

60年代起,李鶴林主持完成了四川輸氣通路爆裂、黃島油庫爆炸起火、塔裏木深井井架倒塌等600多項事故的失效分析,提出和完善了“失效分析與反饋”的思路。在他的許多著作中,特別強調失效分析的反饋,把失效分析結論向設計、製造、儲運、現場維護和使用等部門的反饋列為失效分析的一個重要環節。在失效分析實踐中,他和他的同事們創立了包括全國鑽具失效分析網、失效安全庫、綜合統計分析庫和電腦輔助失效分析系統在內的失效分析與反饋閉環系統,使石油機械和管材失效分析工作有重大突破,失效事故大幅度減少。全國鑽柱失效事故由1986年前每年1000起左右,下降到1996年250起左右,累計減少直接經濟損失近5億元。他主持的20多起涉外失效分析項目,共向外方索賠400多萬美元。鑒于他對失效分析工作的貢獻,被授予全國有突出貢獻的失效分析專家,並擔任中國科協工程聯失效分析與預防中心副主任及石油管材與裝備分中心主任。

主要論著

1 石油工業部供應製造局,《石油機械用鋼手冊》,北京:中國工業出版社,1965

2 李鶴林,《鑽桿打撈公錐用鋼和表面強化工藝及對其使用壽命的影響·熱處理》,1975(3):45-48

3 李鶴林,《開展石油機械用鋼及材料強度研究,提高產品質量和壽命·石油鑽採機械通訊》,1979(3):1-17

4 李鶴林,《高鉻耐磨鑄鐵及在雙金屬缸套中的套用·石油鑽採機械》,1980(1):49-56

5 李鶴林,《噴丸對結構鋼疲勞裂紋萌生與擴展的影響·機械工程材料》,1983,7(2):62-66

6 李鶴林,《石油礦場機械的失效分析及反饋·石油礦場機械》,1983,12 (6):52-57

7 李鶴林 主編,《石油專用管文集》,西安:陝西科技出版社,1984-1995

8 Li HeLin,《材料學會第一屆年會論文集·大截面低碳馬氏體鋼及合金化、熱處理對其強韌性的影響》,北京:石油工業出版社,1996

9李鶴林,《石油機械技術水準調研報告集·石油礦場用低合金網和合金鋼的現狀與發展》,北京:機械工業出版社,1989

10 李鶴林,《油井管發展動向及國產化探討·石油專用管》,1997,5(1):1-8

11 李鶴林,《油氣輸送管的發展動向及國產化探討·石油專用管》,1997,5(2):1-13

12 李鶴林,《“石油管工程”的研究領域、初步成果與展望·石油專用管》,1999,7(1):1-8

13 李鶴林,《石油管工程》.北京:石油工業出版社,1999

14 李鶴林,李平全,馮耀榮《石油鑽柱失效分析及預防》,北京:石油工業出版社,1999

社會評價

總評

李鶴林熱愛祖國,熱愛黨。他一貫兢兢業業、任勞任怨、克己奉公、淡泊名利。他經常將困難留給自己,把方便和榮譽讓給別人。

淡泊名利

他是《石油天然氣輸送用焊管》、《特殊螺紋連線油套管評價與推廣套用》等6個項目的課題組長,並且做出了公認的貢獻,但在申報國家和部省級科技進步獎時,他堅持退出或降低自己的排名,把榮譽讓給年輕的科技人員。在兩項國家“973”項目立項時,他盡全力進行了申報,但立項後,他卻分別安排年輕科技人員承擔。雖然項目承擔者名單上沒有他的名字,但他對項目的支持卻絲毫沒有松懈。

不畏艱險、兢兢業業

李鶴林最突出的特點是知難而進,堅持不懈。38年來,他幹的事業中,一帆風順的極少,大多是艱難曲折的。有些項目經過了多次的失敗和挫折。在一些節骨眼上,稍有退縮和動搖就會前功盡棄。他認為,再聰明的人,如果沒有堅強的意志,沒有堅持到底的精神,也會一事無成。在一次新鋼種成分設計試驗時,高頻煉鋼爐擊穿,1600多度的鋼水向他們撲來。一場後果難以預料的重大事故轉眼間就可能發生。他和幾位老工人一起,勇敢地投入救火戰鬥。他不顧衣服著火和兩腿傷痕累累,堅持排除了險情。還有一次做吊環負荷試驗,當油壓機的指針指向190t時,“嘣”的一聲吊環斷了,一節鋼棒像出膛的子彈,貼著他的頭皮呼嘯而去。一個個困難和險情都沒有把他嚇倒。在研製輕型“三吊”的那幾年,他做了多少次試驗,記錄了多少個資料,熬了多少夜,有多少休息日、節假日不休息,誰也記不清楚了,但有一個大數還記得,那就是為研製一個大致隻有幾十克重試驗用試棒,他們做試驗整整用了五六噸鋼。

細致工作、認真負責

他在個人出成果的同時,還帶出了一批優秀的科技人才。全所科技人員,大都受到他不同程度的指導和培養。對于科技人員送交他審閱的文章和報告,他總要逐字逐句地閱讀、修改,甚至包括訂正標點符號。在他培養的技術人員中,有兩人獲部省級有突出貢獻專家稱號,兩名青年技術人員獲中國科學技術發展基金會孫越崎優秀青年科技獎。有兩名原來隻有國中文化程度的技術人員,在他的悉心培養下,一名成長為副總工程師,另一名成為博士生導師。他培養的石油管工程專業的科技隊伍正在不斷壯大,他孜孜以求的石油管工程事業的美好前景正展現在人們面前!

相關詞條

相關搜尋

其它詞條