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我國(guó)無(wú)損檢測(cè)行業(yè)的進(jìn)展與挑戰(zhàn)

時(shí)間:2015年12月22日 信息來(lái)源:湘智離心機(jī) 字體: 打印此頁(yè)

    導(dǎo)讀:從理論創(chuàng)新、工程應(yīng)用、創(chuàng)新人才培養(yǎng)、重大無(wú)損檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)研制和生產(chǎn)等方面介紹了我國(guó)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展情況和總體發(fā)展態(tài)勢(shì),重點(diǎn)放在無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在一些大型或特大型工程項(xiàng)目領(lǐng)域取得的成績(jī)。
  
  無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已融入國(guó)家總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo),正在為解決國(guó)家急需解決的大型工程項(xiàng)目的安全和涉及安全、民生的重大項(xiàng)目服務(wù)。
  
  隨著一些重大無(wú)損檢測(cè)儀器的研制、開發(fā)列入國(guó)家發(fā)展專項(xiàng)計(jì)劃,我國(guó)現(xiàn)在的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已在一個(gè)比過(guò)去任何時(shí)候都高得多的平臺(tái)上向前發(fā)展。
  
  新材料、新的制造技術(shù)、新加工方法的出現(xiàn)都向傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)提出了挑戰(zhàn),而新傳感器技術(shù)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)則向傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)理念本身提出了挑戰(zhàn)。
  
  為適應(yīng)這一快速變化的世界,無(wú)損檢測(cè)工作者要有緊迫感。
  
  因此,盡管在經(jīng)歷了本世紀(jì)第一個(gè)十年的跨越式發(fā)展之后,我國(guó)已從一個(gè)無(wú)損檢測(cè)大國(guó)進(jìn)入世界無(wú)損檢測(cè)強(qiáng)國(guó)之列,但我們?nèi)孕璩浞终J(rèn)識(shí)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn),才能使我國(guó)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)水平堅(jiān)實(shí)地立足于世界無(wú)損檢測(cè)強(qiáng)國(guó)之林。
  
  1、我國(guó)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的總體發(fā)展情況
  
  無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展在很大程度上取決于國(guó)家的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度。過(guò)去一段時(shí)期我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和綜合國(guó)力的快速增強(qiáng)給無(wú)損檢測(cè)事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,各工業(yè)部門和國(guó)防單位的無(wú)損檢測(cè)事業(yè)都進(jìn)入快速發(fā)展期并取得了令世人矚目的成績(jī)。
  
  我國(guó)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)近幾年的發(fā)展具有如下一些顯著特點(diǎn)。首先是應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,幾乎涵蓋各主要工業(yè)部門。
  
  除大家熟知的航空航天、石油化工、鐵路、核電、冶金、壓力容器和特種設(shè)備、礦山機(jī)械等領(lǐng)域外,無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在一些過(guò)去甚少應(yīng)用的工業(yè)部門或新工業(yè)領(lǐng)域也能順勢(shì)前進(jìn),滿足國(guó)家的需要,諸如在海底石油勘探和海洋石油平臺(tái),高速鐵路,高速公路、超超臨界發(fā)電鍋爐,特高壓輸電線路和變壓器,核反應(yīng)堆部件等領(lǐng)域也有十分良好的應(yīng)用勢(shì)頭。
  
  其次,檢測(cè)方法更加多樣化以適應(yīng)不同部件、不同材料的檢測(cè)需求。超聲(包括相控和TOFD)、射線(包括數(shù)字射線成像、CT)、渦流(包括脈沖渦流、遠(yuǎn)場(chǎng)渦流)、磁學(xué)方法(磁粉、漏磁場(chǎng)、磁記憶)和滲透這五大常規(guī)檢測(cè)方法都有進(jìn)一步發(fā)展并已派生出許多新的檢測(cè)方法和新的檢測(cè)理念。
  
  聲發(fā)射技術(shù)、紅外熱成像、微波檢測(cè)和激光干涉技術(shù)的應(yīng)用也日趨成熟并成為新的常規(guī)檢測(cè)方法。此外,ACFM(交流場(chǎng)測(cè)量)、機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)、中子射線成像檢測(cè)等也有了應(yīng)用。
  
  我國(guó)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)總體水平已步入世界強(qiáng)國(guó)之列,這首先表現(xiàn)在無(wú)損檢測(cè)在工程應(yīng)用領(lǐng)域處于國(guó)際先進(jìn)甚至領(lǐng)先水平。
  
  目前,我國(guó)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)人員可以自行解決各種大型工程項(xiàng)目的各類常規(guī)無(wú)損檢測(cè)所面臨的各種技術(shù)疑難問(wèn)題;現(xiàn)有的各種無(wú)損檢測(cè)方法,包括各種新方法幾乎無(wú)一例外都在我國(guó)得到應(yīng)用或開展了深入研究,這應(yīng)當(dāng)是一個(gè)很了不起的成就。
  
  無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的另一重要標(biāo)志是創(chuàng)新能力的迅速增長(zhǎng),一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)、新方法和新儀器已經(jīng)問(wèn)世,特別是大型和集成型檢測(cè)儀器的不斷問(wèn)世并迅速投入無(wú)損檢測(cè)市場(chǎng)。
  
  超聲相控陣(包括相控陣超聲波換能器)、超聲衍射時(shí)差(TOFD)技術(shù)和電磁檢測(cè)儀器已形成有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力的生產(chǎn)基地。
  
  汕頭超聲儀器研究所和武漢中科創(chuàng)新等單位已可規(guī)?;a(chǎn)具有相控檢測(cè)和TOFD檢測(cè)功能并具有國(guó)際先進(jìn)水平的超聲成像系統(tǒng),汕頭超聲電子股份有限公司研究開發(fā)了滾輪探頭單軸C掃描檢測(cè)系統(tǒng)用于復(fù)合材料大面積快速掃查,因其耦合效果好,掃查速度快,特別適合航空航天領(lǐng)域復(fù)合材料的快速C掃描檢測(cè),這些都標(biāo)志著我國(guó)在超聲相控陣儀器開發(fā)方面已步入世界最先進(jìn)水平之列。
  
  集多頻、多通道陣列渦流檢測(cè)功能于一體并能擴(kuò)展成具有遠(yuǎn)場(chǎng)渦流、低頻電磁場(chǎng)和磁記憶等檢測(cè)功能的智能型電磁檢測(cè)儀也已在愛德森(廈門)電子有限公司批量生產(chǎn)。我國(guó)已能完全自主開發(fā)和生產(chǎn)能量范圍在2MeV至15MeV的工業(yè)CT/DR系統(tǒng),國(guó)產(chǎn)高能工業(yè)CT/DR系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)二維、三維成像,檢測(cè)工件直徑可達(dá)2000mm以上,這應(yīng)當(dāng)是引以自豪的成就。此外,一些重大或特大型無(wú)損檢測(cè)儀器專項(xiàng)正在列入國(guó)家層面科研計(jì)劃,這是十分可喜的現(xiàn)象。
  
  例如,可為航空、航天及軍工產(chǎn)品大型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)繪的中子斷層成像檢測(cè)系統(tǒng)的研制工作已取得重大進(jìn)展;能滿足特種設(shè)備和油氣管道檢測(cè)需求的基于頻域可變的高端電磁檢測(cè)儀器開發(fā)及應(yīng)用項(xiàng)目也已全面展開。
  
  經(jīng)歷了數(shù)十年的不懈努力,我國(guó)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)無(wú)論是在檢測(cè)設(shè)備還是在檢測(cè)技術(shù)本身上對(duì)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的依賴幾乎已不存在或已降到很低的水平,與國(guó)外無(wú)損檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括廠商的交往更多已表現(xiàn)為一種以技術(shù)交流、互通有無(wú)和相互促進(jìn)為重點(diǎn)的發(fā)展常態(tài),這也是無(wú)損檢測(cè)強(qiáng)國(guó)的一個(gè)重要標(biāo)志。
  
  1.1新檢測(cè)理念
  
  林俊明提出了新概念——“云檢測(cè)”,這一新概念將云計(jì)算與集成檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合,使云計(jì)算植入無(wú)損檢測(cè)。這一新概念最早出現(xiàn)在2011年的全球華人無(wú)損檢測(cè)高峰論壇上,其核心是將多種傳感器采集到的信號(hào)收集于“云端”進(jìn)行存儲(chǔ)、處理并對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)。
  
  實(shí)施云檢測(cè),用戶可共享軟、硬件等物理資源,享受無(wú)損檢測(cè)帶來(lái)的便捷服務(wù)。云檢測(cè)旨在構(gòu)建無(wú)損檢測(cè)技術(shù)物理資源和管理的資源池,它的廣泛應(yīng)用將會(huì)對(duì)無(wú)損檢測(cè)的發(fā)展帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。
  
  在全球華人無(wú)損檢測(cè)高峰論壇上還出現(xiàn)了綠色無(wú)損檢測(cè)這一新提法,強(qiáng)調(diào)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展必須與我國(guó)工業(yè)發(fā)展的總體思路相適應(yīng),當(dāng)綠色制造,采用節(jié)能、減排技術(shù)生產(chǎn)環(huán)境友好型機(jī)械制造設(shè)備成為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向的時(shí)候.
  
  無(wú)損檢測(cè)本身也應(yīng)當(dāng)走綠色檢測(cè)的發(fā)展思路,一些傳統(tǒng)的、可能會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的檢測(cè)方法將會(huì)逐步被淘汰,或者被新的方法、新的檢測(cè)媒介所代替。
  
  1.2基本理論方面的發(fā)展
  
  在無(wú)損檢測(cè)基本理論或應(yīng)用理論研究方面取得領(lǐng)先成果。磁記憶檢測(cè)的基礎(chǔ)理論研究取得了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的成果。
  
  清華大學(xué)的無(wú)損檢測(cè)團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)研究了非線性應(yīng)力分布下的力磁耦合問(wèn)題、闡明了地磁場(chǎng)和其它外部磁場(chǎng)在鐵磁性金屬材料應(yīng)力損傷中的作用機(jī)制。他們還針對(duì)壓力容器和管道等特種設(shè)備,與中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院合作研究了這些特種設(shè)備的金屬磁記憶檢測(cè)評(píng)價(jià)方法和典型圖譜,建立了一套較為完整的金屬磁記憶檢測(cè)方法體系。
  
  任吉林等系統(tǒng)研究了磁記憶效應(yīng)的機(jī)制和應(yīng)用前景,提出利用磁記憶信號(hào)的垂直和水平分量,并用其一階導(dǎo)數(shù)構(gòu)成李薩如圖形,構(gòu)建了其閉合面積與應(yīng)力集中程度的關(guān)系,從而在利用磁記憶技術(shù)定量檢測(cè)方面邁出重要一步。
  
  國(guó)內(nèi)還有不少學(xué)者在研究應(yīng)力集中對(duì)磁記憶效應(yīng)影響的機(jī)理方面也作出了重要貢獻(xiàn),這些都有助于人們認(rèn)識(shí)磁記憶效應(yīng)的物理本質(zhì)。
  
  北京航空航天大學(xué)無(wú)損檢測(cè)研究團(tuán)隊(duì)在激光超聲、空氣耦合超聲波檢測(cè)方面進(jìn)行了領(lǐng)先研究,包括檢測(cè)方法和信號(hào)處理方法。采用的相位編碼脈沖壓縮方法已在一些權(quán)威學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表。
  
  1.3工程應(yīng)用
  
  在利用聲發(fā)射技術(shù)進(jìn)行常壓儲(chǔ)罐安全評(píng)價(jià)技術(shù)方面已取得重要突破和領(lǐng)先成果。
  
  沈功田領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)國(guó)內(nèi)外常壓金屬儲(chǔ)罐底板腐蝕聲發(fā)射檢測(cè)均無(wú)成熟方法和標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀,研究建立了常壓金屬儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)及評(píng)價(jià)方法,在國(guó)際上首次提出儲(chǔ)罐底板基于時(shí)差定位分析和基于區(qū)域定位分析的聲發(fā)射源分級(jí)方法。
  
  同時(shí)給出了儲(chǔ)罐底板腐蝕狀況的評(píng)價(jià)技術(shù),研究成果極大地推動(dòng)了壓力容器和大型常壓儲(chǔ)罐安全保障科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。
  
  輸油和輸氣管道的在役檢測(cè)取得重大進(jìn)展。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)楊理踐教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)完成了長(zhǎng)輸油氣管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)的研究和實(shí)施,進(jìn)入了國(guó)際上這一高端技術(shù)的研究領(lǐng)域,使我國(guó)長(zhǎng)距離油/氣輸送管道等的安全檢測(cè)不再受制于人,為我國(guó)管道業(yè)的安全運(yùn)行和管道信息安全作出了貢獻(xiàn),也使我國(guó)成為名副其實(shí)的管道檢測(cè)技術(shù)強(qiáng)國(guó)。
  
  由清華大學(xué)和勝利油田共同開發(fā)研制的油氣輸送管道及儲(chǔ)罐底板缺陷檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用項(xiàng)目更進(jìn)一步發(fā)展了管道在線檢測(cè)技術(shù),特別是海底輸油管道的檢測(cè)。
  
  油氣輸送管道缺陷內(nèi)檢測(cè)器、儲(chǔ)罐底板缺陷檢測(cè)器和電磁超聲導(dǎo)波管道缺陷外檢測(cè)系統(tǒng)的研制成功實(shí)現(xiàn)了油氣輸送管道及儲(chǔ)罐底板電磁檢測(cè)的集成化系統(tǒng)和集成技術(shù),確保了我國(guó)在這一領(lǐng)域成為國(guó)際上少數(shù)領(lǐng)先團(tuán)隊(duì)的地位。
  
  在航空無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域,作者所在的北京航空工程技術(shù)研究中心的無(wú)損檢測(cè)團(tuán)隊(duì)在先前對(duì)某三代機(jī)的全尺寸疲勞試驗(yàn)中采用以聲發(fā)射技術(shù)為中心的綜合裂紋監(jiān)、控技術(shù)并成功將機(jī)群疲勞壽命延長(zhǎng)50%以上。
  
  在此基礎(chǔ)上,近幾年又在另一機(jī)型飛機(jī)的全尺寸疲勞試驗(yàn)中進(jìn)一步發(fā)展了損傷監(jiān)測(cè)理論,實(shí)現(xiàn)了該機(jī)型飛機(jī)機(jī)群壽命75%以上的提高。
  
  類似這種時(shí)間跨度近十年、在兩類不同機(jī)型飛機(jī)全尺寸疲勞試驗(yàn)中全面引入無(wú)損檢測(cè)技術(shù)開展關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的損傷監(jiān)控并獲得如此成功的案例,國(guó)內(nèi)外尚未見有報(bào)導(dǎo)。
  
  1.4高水平國(guó)際會(huì)議和大量高水平學(xué)術(shù)論文的涌現(xiàn)
  
  我國(guó)已出現(xiàn)一批高水平甚至形成品牌效應(yīng)的國(guó)際無(wú)損檢測(cè)會(huì)議。2011年11月在廈門召開的全球華人無(wú)損檢測(cè)高層論壇,向世人展現(xiàn)了華人無(wú)損檢測(cè)同仁的一批富有創(chuàng)造性的前沿成果,提出了不少頗具新意的無(wú)損檢測(cè)新理念,諸如“綠色無(wú)損檢測(cè)”,“云檢測(cè)”,“渦流精密C-掃描技術(shù)”等。
  
  基于我國(guó)聲發(fā)射檢測(cè)領(lǐng)域近年來(lái)取得眾多前沿成果,由我國(guó)無(wú)損檢測(cè)工作者發(fā)起的首屆世界聲發(fā)射會(huì)議于2011年8月在北京召開,并于2013年11月在上海舉辦了第二屆會(huì)議,經(jīng)篩選的該次會(huì)議論文集已由Springer出版發(fā)行。
  
  由江蘇特種設(shè)備檢測(cè)研究院等多家單位聯(lián)合舉辦的遠(yuǎn)東無(wú)損檢測(cè)會(huì)議每年定期在我國(guó)召開,已成為具有較高知名度的國(guó)際無(wú)損檢測(cè)論壇。
  
  2013年11月,我國(guó)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)人員還與國(guó)內(nèi)外不同學(xué)科的科學(xué)家聯(lián)合舉辦了“大數(shù)據(jù)”學(xué)術(shù)交流會(huì),努力將“大數(shù)據(jù)”這一新理念引入無(wú)損檢測(cè),這項(xiàng)工作必將對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的未來(lái)跨越式發(fā)展起到重要作用。
  
  我國(guó)無(wú)損檢測(cè)工作者的學(xué)術(shù)和理論水平有了明顯提高。系統(tǒng)總結(jié)了一些領(lǐng)域無(wú)損檢測(cè)成果的專著,可為檢測(cè)人員提供十分有用的學(xué)術(shù)參考,例如,浙江特種設(shè)備檢測(cè)研究院丁守寶和劉富君主編的《無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)及應(yīng)用》系統(tǒng)總結(jié)和介紹了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況,特別是系統(tǒng)地介紹了超聲相控陣、超聲TOFD、導(dǎo)波、漏磁檢測(cè)、磁記憶和聲發(fā)射等技術(shù),并使用了大量的工程應(yīng)用實(shí)例。
  
  清華大學(xué)施克仁教授主編的《相控陣超聲成像檢測(cè)》匯集了多名博士研究生在這一領(lǐng)域的創(chuàng)新研究成果,對(duì)于人們了解相控檢測(cè)基礎(chǔ)理論、聲場(chǎng)理論、聲場(chǎng)控制以及陣列換能器的設(shè)計(jì)原則很有參考價(jià)值。
  
  清華大學(xué)黃松嶺教授于2013年出版的專著《電磁超聲導(dǎo)波理論與應(yīng)用》系統(tǒng)闡述了電磁超聲換能器(EMAT)換能機(jī)理及設(shè)計(jì)方法、基于洛倫茲力和磁致伸縮機(jī)理的電磁超聲計(jì)算及仿真方法,詳細(xì)敘述了超聲導(dǎo)波的傳播特性、導(dǎo)波與缺陷的作用機(jī)制及缺陷量化方法等內(nèi)容,也論述了該技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),是國(guó)內(nèi)電磁超聲導(dǎo)波檢測(cè)領(lǐng)域第一本學(xué)術(shù)專著,必定會(huì)為推動(dòng)電磁超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到重要作用。該專著即將由Springer出版發(fā)行。
  
  1.5直接參與有關(guān)無(wú)損檢測(cè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的起草和制訂
  
  在2014年10月ISO/TC135國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織無(wú)損檢測(cè)技術(shù)委員會(huì)第19次會(huì)議上,學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)沈功田介紹了有關(guān)紅外ISO檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)撰寫的最新進(jìn)展,包括已于2012年3月立項(xiàng)的ISO18251-1“無(wú)損檢測(cè)紅外熱成像檢測(cè)系統(tǒng)和設(shè)備第1部分:性能描述”的完成情況,以及將于2015年完成的ISO18251-2“無(wú)損檢測(cè)紅外熱成像檢測(cè)系統(tǒng)和設(shè)備第2部分:一體化性能參數(shù)的測(cè)試方法”需要補(bǔ)充和完善的部分。
  
  在聲發(fā)射檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方面,已通過(guò)立項(xiàng)的ISO/NP19835“無(wú)損檢測(cè)橋式與門式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)的聲發(fā)射檢測(cè)”標(biāo)準(zhǔn)草案的進(jìn)展工作良好并獲得ISO/TC135標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)與會(huì)代表的認(rèn)可。
  
  2、面臨的挑戰(zhàn)
  
  雖然我國(guó)無(wú)損檢測(cè)的總體水平和綜合實(shí)力都有很大程度的提高,在無(wú)損檢測(cè)基礎(chǔ)理論研究、技術(shù)開發(fā)、儀器設(shè)計(jì)和研制等方面都能在世界占有重要一席,但就整體而言,在一些領(lǐng)域,我國(guó)的無(wú)損檢測(cè)儀器、設(shè)備制造商目前尚不完全具備參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的能力。
  
  我國(guó)無(wú)損檢測(cè)儀器的生產(chǎn)和制造在滿足更多更新的無(wú)損檢測(cè)要求方面尚有較大的開拓空間,特別是適應(yīng)新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的設(shè)備,例如混凝土結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的無(wú)損檢測(cè)、水下無(wú)損檢測(cè)、城市地下管線的無(wú)損檢測(cè)等。
  
  在一些高端無(wú)損檢測(cè)儀器和設(shè)備制造方面,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的總體水平要高于我們。
  
  特別需要一提的是數(shù)字化射線檢測(cè)這一具有極強(qiáng)生命力的綠色檢測(cè)技術(shù),我國(guó)雖在這一領(lǐng)域取得突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,一些檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)也已問(wèn)世,但其前端技術(shù)-數(shù)字圖像板還依賴從國(guó)外進(jìn)口,這在某種程度上限制了該技術(shù)的發(fā)展,但它又是需要從國(guó)家層面上來(lái)解決的問(wèn)題。
  
  另外,在紅外和激光檢測(cè)領(lǐng)域,其高端設(shè)備也面臨主要依靠從國(guó)外進(jìn)口的局面。
  
  這幾年,國(guó)家層面已加強(qiáng)了對(duì)高端無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的投入,無(wú)損檢測(cè)儀器的制造銷售單位也需要對(duì)新型、高端產(chǎn)品的研發(fā)增加投入,努力克服低端同類產(chǎn)品過(guò)多而高端產(chǎn)品又無(wú)廠家研制、開發(fā)的局面。
  
  2.1新的制造方式向無(wú)損檢測(cè)傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)發(fā)起挑戰(zhàn)
  
  一直以來(lái),無(wú)損檢測(cè)面臨的金屬材料檢測(cè)對(duì)象基本是通過(guò)傳統(tǒng)的“去除型”方式制造而成的,它是在原材料基礎(chǔ)上,使用切割、磨削、腐蝕、熔融等辦法,去除多余部分,得到零部件,再以拼裝、焊接等方法組合成最終產(chǎn)品。
  
  我們對(duì)這些鍛造、鑄造和焊接件的缺陷形式已有比較充分的了解。新的制造方式即所謂3D打印是一種增材制造方式,它是通過(guò)增加材料、基于三維CAD模型數(shù)據(jù),再采用逐層制造方式直接制造與相應(yīng)數(shù)學(xué)模型完全一致的三維物理實(shí)體模型。
  
  增材制造形成模型的方法有激光粉末燒結(jié)成型,激光固化和熔融沉積造型等。對(duì)通過(guò)這樣的方式形成的金屬零部件的缺陷我們知之甚少,各種不同的增材制造方式可能會(huì)形成什么樣的缺陷,是否需要及通過(guò)什么樣的檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)手段來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷并評(píng)價(jià)其危害,需要我們提前研究和認(rèn)真考慮。
  
  2.2微、納及精細(xì)加工制造技術(shù)帶來(lái)的新問(wèn)題
  
  傳統(tǒng)意義下的無(wú)損檢測(cè)總是解決宏觀缺陷的問(wèn)題。微、納及精細(xì)加工制造技術(shù)出現(xiàn)了微納米級(jí)的需要檢測(cè)對(duì)象,它們雖然比微觀尺寸要大很多,但已遠(yuǎn)不是傳統(tǒng)意義下的宏觀缺陷。
  
  傳統(tǒng)的檢測(cè)方法應(yīng)當(dāng)如何改進(jìn)才能應(yīng)對(duì)這些缺陷的挑戰(zhàn),超聲顯微技術(shù)、微波檢測(cè)和太赫茲?rùn)z測(cè)技術(shù)在這一領(lǐng)域有無(wú)用武之地及如何運(yùn)用這些技術(shù),這也是需要認(rèn)真考慮并加以解決的研究?jī)?nèi)容。
  
  2.3復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的檢測(cè)
  
  復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件將大量用于未來(lái)民用航空飛機(jī)和四代、五代軍用飛機(jī)上,這些結(jié)構(gòu)件將成為主要承力部件,它們不但型面復(fù)雜,而且因制造方式多采用整體成形技術(shù),因此,其檢測(cè)方式及關(guān)心點(diǎn)與過(guò)去用傳統(tǒng)方式制造的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)將有明顯不同。
  
  周正干領(lǐng)導(dǎo)的北京航空航天大學(xué)無(wú)損檢測(cè)團(tuán)隊(duì)在復(fù)合材料層壓板檢測(cè)方面取得一些進(jìn)展,他們將激光超聲技術(shù)應(yīng)用于層壓板分層缺陷的檢測(cè)獲得一些重要進(jìn)展。
  
  劉松平等針對(duì)碳纖維復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)沖擊損傷提出了采用高分辨率的超聲掃描成像檢測(cè)技術(shù)并實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料沖擊損傷的可視化成像評(píng)估,其研究頗有新穎性。
  
  2.4大數(shù)據(jù)時(shí)代的無(wú)損檢測(cè)-傳統(tǒng)檢測(cè)概念本身所受到的挑戰(zhàn)
  
  隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn),我們可能需要考慮未來(lái)的無(wú)損檢測(cè)究竟應(yīng)當(dāng)是什么樣子,傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)方式和管理體系是否需要變革以及有無(wú)可能進(jìn)行變革。
  
  對(duì)于大數(shù)據(jù)的重要性我們可能還缺乏充分認(rèn)識(shí),它究竟會(huì)為我們無(wú)損檢測(cè)工作者帶來(lái)什么革命性的變化也缺乏必要的準(zhǔn)備,但大數(shù)據(jù)的核心內(nèi)容我們其實(shí)并不陌生。云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)中的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)、編程模型等都是大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎(chǔ)。
  
  大數(shù)據(jù)技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)㈦[藏于海量數(shù)據(jù)中的信息和知識(shí)挖掘出來(lái),為人類的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)提供依據(jù),這正是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)所需要的。
  
  從多參數(shù)識(shí)別到數(shù)據(jù)融合,再到創(chuàng)立云檢測(cè),無(wú)損檢測(cè)工作者最需要的就是能從復(fù)雜的海量數(shù)據(jù)中提取到有關(guān)材料或結(jié)構(gòu)件缺陷的信息,并能對(duì)被檢對(duì)象的總體安全性作出綜合判斷,這可能正是大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)所在和我們對(duì)它的期待。
  
  隨著設(shè)計(jì)理念的變化,新型高強(qiáng)度、抗疲勞和抗腐蝕材料的不斷問(wèn)世,無(wú)損檢測(cè)本身正面臨錯(cuò)綜復(fù)雜的被檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)數(shù)據(jù)。
  
  大數(shù)據(jù)技術(shù)可以彌補(bǔ)數(shù)據(jù)中的誤差和錯(cuò)誤,對(duì)于同一問(wèn)題的分析,基于大量數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單算法比基于小數(shù)據(jù)的復(fù)雜算法更高效,此外,大數(shù)據(jù)可以分析更多的研究對(duì)象,可以通過(guò)監(jiān)測(cè)關(guān)聯(lián)物的變化,預(yù)測(cè)被檢對(duì)象未來(lái)可能發(fā)生的變化。
  
  由于大數(shù)據(jù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系預(yù)測(cè)事物的發(fā)展規(guī)律,它在狀態(tài)監(jiān)測(cè)、健康監(jiān)測(cè)和壽命預(yù)報(bào)中都會(huì)有很好的應(yīng)用前景。
  
  無(wú)損檢測(cè)工作者需要在這一領(lǐng)域進(jìn)行預(yù)先研究和領(lǐng)先研究,可喜的是無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域已出現(xiàn)了一些這樣的研究。
  
  2.5人才培養(yǎng)
  
  我國(guó)在無(wú)損檢測(cè)人才培養(yǎng)方面走在世界前列并已形成比較合理的人才培養(yǎng)機(jī)制。首先有為數(shù)較多的以開展無(wú)損檢測(cè)職業(yè)教育、培養(yǎng)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)無(wú)損檢測(cè)人才為主的職業(yè)技術(shù)學(xué)院,例如渤海船舶職業(yè)學(xué)院、深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院、河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院,長(zhǎng)沙空軍職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院等。
  
  其次,我國(guó)已在十多所高校設(shè)有無(wú)損檢測(cè)本科專業(yè),例如,南昌航空大學(xué),北京交通大學(xué),華東理工大學(xué)和海軍航空工程學(xué)院等。
  
  此外,一些重點(diǎn)大學(xué)還設(shè)有無(wú)損檢測(cè)專業(yè),培養(yǎng)具有博士學(xué)位或博士后的無(wú)損檢測(cè)高端人才,例如,清華大學(xué),北京航空航天大學(xué),哈爾濱工業(yè)大學(xué)等。
  
  建立相對(duì)合理的無(wú)損檢測(cè)人才結(jié)構(gòu)和人才梯次是面對(duì)工程應(yīng)用難題挑戰(zhàn)的重要策略,也是一項(xiàng)長(zhǎng)期有效的方針。
  
  除學(xué)術(shù)水平的培養(yǎng)外,能力特別是創(chuàng)新能力和解決工程應(yīng)用中疑難問(wèn)題能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。最后,面對(duì)各種挑戰(zhàn),團(tuán)隊(duì)精神、吃苦耐勞和獻(xiàn)身精神的培養(yǎng)也特別需要重視,這是由無(wú)損檢測(cè)的工程應(yīng)用背景所決定的最基本要素。
  
  3、結(jié)束語(yǔ)
  
  以面向工程應(yīng)用特別是以重大工程為主要研究對(duì)象的無(wú)損檢測(cè)技術(shù),其根本宗旨是為保障國(guó)家大型工程項(xiàng)目的安全服務(wù),為保障涉及安全、民生的重大工程項(xiàng)目服務(wù)。
  
  我國(guó)無(wú)損檢測(cè)工作者在過(guò)去已取得了令人滿意的成績(jī),我國(guó)的無(wú)損檢測(cè)總體水平已在一個(gè)比過(guò)去高得多的技術(shù)平臺(tái)上保持持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的態(tài)勢(shì)。
  
  面對(duì)未來(lái)的各種挑戰(zhàn),如何提升我們的核心競(jìng)爭(zhēng)力,如何利用現(xiàn)有的良好發(fā)展態(tài)勢(shì),使我國(guó)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)真正立足于世界強(qiáng)國(guó)之林,仍然是廣大無(wú)損檢測(cè)工作者需要認(rèn)真考慮的問(wèn)題。


(來(lái)源:中國(guó)檢測(cè)網(wǎng))



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