中國無損檢測進(jìn)展與挑戰(zhàn)
1.1 新檢測理念
林俊明提出了新概念——“云檢測”,這一新概念將云計(jì)算與集成檢測技術(shù)相結(jié)合,使云計(jì)算植入無損檢測。這一新概念*早出現(xiàn)在2011年的全球華人無損檢測高峰論壇上,其核心是將多種傳感器采集到的信號收集于“云端”進(jìn)行存儲、處理并對結(jié)果進(jìn)行評價(jià)和預(yù)測。
實(shí)施云檢測,用戶可共享軟、硬件等物理資源,享受無損檢測帶來的便捷服務(wù)。云檢測旨在構(gòu)建無損檢測技術(shù)物理資源和管理的資源池,它的廣泛應(yīng)用將會對無損檢測的發(fā)展帶來深遠(yuǎn)影響。
在全球華人無損檢測高峰論壇上還出現(xiàn)了綠色無損檢測這一新提法,強(qiáng)調(diào)無損檢測技術(shù)的發(fā)展必須與我國工業(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.
無損檢測本身也應(yīng)當(dāng)走綠色檢測的發(fā)展思路,一些傳統(tǒng)的、可能會對環(huán)境產(chǎn)生污染的檢測方法將會逐步被淘汰,或者被新的方法、新的檢測媒介所代替。
1.2 基本理論方面的發(fā)展
在無損檢測基本理論或應(yīng)用理論研究方面取得領(lǐng)先成果。磁記憶檢測的基礎(chǔ)理論研究取得了具有國際領(lǐng)先水平的成果。
清華大學(xué)的無損檢測團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)研究了非線性應(yīng)力分布下的力磁耦合問題、闡明了地磁場和其它外部磁場在鐵磁性金屬材料應(yīng)力損傷中的作用機(jī)制。他們還針對壓力容器和管道等特種設(shè)備,與中國特種設(shè)備檢測研究院合作研究了這些特種設(shè)備的金屬磁記憶檢測評價(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)定量檢測方面邁出重要一步。
國內(nèi)還有不少學(xué)者在研究應(yīng)力集中對磁記憶效應(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)識磁記憶效應(yīng)的物理本質(zhì)。
北京航空航天大學(xué)無損檢測研究團(tuán)隊(duì)在激光超聲、空氣耦合超聲波檢測方面進(jìn)行了領(lǐng)先研究,包括檢測方法和信號處理方法。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)行常壓儲罐安全評價(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)針對國內(nèi)外常壓金屬儲罐底板腐蝕聲發(fā)射檢測均無成熟方法和標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀,研究建立了常壓金屬儲罐聲發(fā)射檢測及評價(jià)方法,在國際上首次提出儲罐底板基于時(shí)差定位分析和基于區(qū)域定位分析的聲發(fā)射源分級方法。
同時(shí)給出了儲罐底板腐蝕狀況的評價(jià)技術(shù),研究成果*地推動了壓力容器和大型常壓儲罐安全保障科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。
輸油和輸氣管道的在役檢測取得重大進(jìn)展。沈陽工業(yè)大學(xué)楊理踐教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)完成了長輸油氣管道內(nèi)檢測技術(shù)的研究和實(shí)施,進(jìn)入了國際上這一高端技術(shù)的研究領(lǐng)域,使我國長距離油/氣輸送管道等的安全檢測不再受制于人,為我國管道業(yè)的安全運(yùn)行和管道信息安全作出了貢獻(xiàn),也使我國成為名副其實(shí)的管道檢測技術(shù)強(qiáng)國。
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罐底板缺陷檢測關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用項(xiàng)目更進(jìn)一步發(fā)展了管道在線檢測技術(shù),特別是海底輸油管道的檢測。
油氣輸送管道缺陷內(nèi)檢測器、儲罐底板缺陷檢測器和電磁超聲導(dǎo)波管道缺陷外檢測系統(tǒng)的研制成功實(shí)現(xiàn)了油氣輸送管道及儲罐底板電磁檢測的集成化系統(tǒng)和集成技術(shù),確保了我國在這一領(lǐng)域成為國際上少數(shù)領(lǐng)先團(tuán)隊(duì)的地位。
在航空無損檢測領(lǐng)域,作者所在的北京航空工程技術(shù)研究中心的無損檢測團(tuán)隊(duì)在先前對某三代機(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)中全面引入無損檢測技術(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,國內(nèi)外尚未見有報(bào)導(dǎo)。
1.4 高水平國際會議和大量高水平學(xué)術(shù)論文的涌現(xiàn)
我國已出現(xiàn)一批高水平甚至形成品牌效應(yīng)的國際無損檢測會議。2011年11月在廈門召開的全球華人無損檢測高層論壇,向世人展現(xiàn)了華人無損檢測同仁的一批富有創(chuàng)造性的前沿成果,提出了不少頗具新意的無損檢測新理念,諸如“綠色無損檢測”,“云檢測”,“渦流精密C-掃描技術(shù)”等。
基于我國聲發(fā)射檢測領(lǐng)域近年來取得眾多前沿成果,由我國無損檢測工作者發(fā)起的首屆世界聲發(fā)射會議于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議,經(jīng)篩選的該次會議論文集已由Springer出版發(fā)行。
由江蘇特種設(shè)備檢測研究院等多家單位聯(lián)合舉辦的遠(yuǎn)東無損檢測會議每年定期在我國召開,已成為具有較高*度的國際無損檢測論壇。
2013年11月,我國無損檢測技術(shù)人員還與國內(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,努力將“大數(shù)據(jù)”這一新理念引入無損檢測,這項(xiàng)工作必將對無損檢測技術(shù)的未來跨越式發(fā)展起到重要作用。
我國無損檢測工作者的學(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)域無損檢測成果的專著,可為檢測人員提供十分有用的學(xué)術(shù)參考,例如,浙江特種設(shè)備檢測研究院丁守寶和劉富君主編的《無損檢測新技術(shù)及應(yīng)用》系統(tǒng)總結(jié)和介紹了無損檢測技術(shù)的國內(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、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》匯集了多名博士研究生在這一領(lǐng)域的創(chuàng)新研究成果,對于人們了解相控檢測基礎(chǔ)理論、聲場理論、聲場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)未來的發(fā)展趨勢,是國內(nèi)電磁超聲導(dǎo)波檢測領(lǐng)域*本學(xué)術(shù)專著,必定會為推動電磁超聲導(dǎo)波檢測技術(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)無損檢測國際標(biāo)準(zhǔn)的起草和制訂
在2014年10月ISO/TC 135國際標(biāo)準(zhǔn)化組織無損檢測技術(shù)委員會第19次會議上,學(xué)會理事長沈功田介紹了有關(guān)紅外ISO檢測標(biāo)準(zhǔn)撰寫的*新進(jìn)展,包括已于2012年3月立項(xiàng)的ISO 18251-1 “無損檢測 紅外熱成像檢測 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ISO 18251-2 “無損檢測 紅外熱成像檢測 系統(tǒng)和設(shè)備 第2部分:一體化性能參數(shù)的測試方法”需要補(bǔ)充和完善的部分。
在聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)方面,已通過立項(xiàng)的ISO/NP 19835“無損檢測 橋式與門式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)的聲發(fā)射檢測”標(biāo)準(zhǔn)草案的進(jìn)展工作良好并獲得ISO/TC 135標(biāo)準(zhǔn)化委員會與會代表的認(rèn)可。