中國無損檢測進展與挑戰
1.1 新檢測理念
林俊明提出了新概念——“云檢測”,這一新概念將云計算與集成檢測技術相結合,使云計算植入無損檢測。這一新概念*早出現在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”進行存儲、處理并對結果進行評價和預測。
實施云檢測,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。云檢測旨在構建無損檢測技術物理資源和管理的資源池,它的廣泛應用將會對無損檢測的發展帶來深遠影響。
在全球華人無損檢測高峰論壇上還出現了綠色無損檢測這一新提法,強調無損檢測技術的發展必須與我國工業發展的總體思路相適應,當綠色制造,采用節能、減排技術生產環境友好型機械制造設備成為機械制造業的發展方向的時候.
無損檢測本身也應當走綠色檢測的發展思路,一些傳統的、可能會對環境產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 基本理論方面的發展
在無損檢測基本理論或應用理論研究方面取得領先成果。磁記憶檢測的基礎理論研究取得了具有國際領先水平的成果。
清華大學的無損檢測團隊系統研究了非線性應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力損傷中的作用機制。他們還針對壓力容器和管道等特種設備,與中國特種設備檢測研究院合作研究了這些特種設備的金屬磁記憶檢測評價方法和典型圖譜,建立了一套較為完整的金屬磁記憶檢測方法體系。
任吉林等系統研究了磁記憶效應的機制和應用前景,提出利用磁記憶信號的垂直和水平分量,并用其一階導數構成李薩如圖形,構建了其閉合面積與應力集中程度的關系,從而在利用磁記憶技術定量檢測方面邁出重要一步。
國內還有不少學者在研究應力集中對磁記憶效應影響的機理方面也作出了重要貢獻,這些都有助于人們認識磁記憶效應的物理本質。
北京航空航天大學無損檢測研究團隊在激光超聲、空氣耦合超聲波檢測方面進行了領先研究,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威學術刊物上發表。
1.3 工程應用
在利用聲發射技術進行常壓儲罐安全評價技術方面已取得重要突破和領先成果。
沈功田領導的科研團隊針對國內外常壓金屬儲罐底板腐蝕聲發射檢測均無成熟方法和標準的現狀,研究建立了常壓金屬儲罐聲發射檢測及評價方法,在國際上首次提出儲罐底板基于時差定位分析和基于區域定位分析的聲發射源分級方法。
同時給出了儲罐底板腐蝕狀況的評價技術,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技術的進步。
輸油和輸氣管道的在役檢測取得重大進展。沈陽工業大學楊理踐教授領導的團隊完成了長輸油氣管道內檢測技術的研究和實施,進入了國際上這一高端技術的研究領域,使我國長距離油/氣輸送管道等的安全檢測不再受制于人,為我國管道業的安全運行和管道信息安全作出了貢獻,也使我國成為名副其實的管道檢測技術強國。
由清華大學和勝利油田共同開發研制的油氣輸送管道及儲罐底板缺陷檢測關鍵技術與應用項目更進一步發展了管道在線檢測技術,特別是海底輸油管道的檢測。
油氣輸送管道缺陷內檢測器、儲罐底板缺陷檢測器和電磁超聲導波管道缺陷外檢測系統的研制成功實現了油氣輸送管道及儲罐底板電磁檢測的集成化系統和集成技術,確保了我國在這一領域成為國際上少數領先團隊的地位。
在航空無損檢測領域,作者所在的北京航空工程技術研究中心的無損檢測團隊在先前對某三代機的全尺寸疲勞試驗中采用以聲發射技術為中心的綜合裂紋監、控技術并成功將機群疲勞壽命延長50%以上。
在此基礎上,近幾年又在另一機型飛機的全尺寸疲勞試驗中進一步發展了損傷監測理論,實現了該機型飛機機群壽命75%以上的提高。
類似這種時間跨度近十年、在兩類不同機型飛機全尺寸疲勞試驗中全面引入無損檢測技術開展關鍵結構件的損傷監控并獲得如此成功的案例,國內外尚未見有報導。
1.4 高水平國際會議和大量高水平學術論文的涌現
我國已出現一批高水平甚至形成品牌效應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,向世人展現了華人無損檢測同仁的一批富有創造性的前沿成果,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”等。
基于我國聲發射檢測領域近年來取得眾多前沿成果,由我國無損檢測工作者發起的首屆世界聲發射會議于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,經篩選的該次會議論文集已由Springer出版發行。
由江蘇特種設備檢測研究院等多家單位聯合舉辦的遠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,我國無損檢測技術人員還與國內外不同學科的科學家聯合舉辦了“大數據”學術交流會,努力將“大數據”這一新理念引入無損檢測,這項工作必將對無損檢測技術的未來跨越式發展起到重要作用。
我國無損檢測工作者的學術和理論水平有了明顯提高。系統總結了一些領域無損檢測成果的專著,可為檢測人員提供十分有用的學術參考,例如,浙江特種設備檢測研究院丁守寶和劉富君主編的《無損檢測新技術及應用》系統總結和介紹了無損檢測技術的國內外發展情況,特別是系統地介紹了超聲相控陣、超聲TOFD、導波、漏磁檢測、磁記憶和聲發射等技術,并使用了大量的工程應用實例。
清華大學施克仁教授主編的《相控陣超聲成像檢測》匯集了多名博士研究生在這一領域的創新研究成果,對于人們了解相控檢測基礎理論、聲場理論、聲場控制以及陣列換能器的設計原則很有參考價值。
清華大學黃松嶺教授于2013年出版的專著《電磁超聲導波理論與應用》系統闡述了電磁超聲換能器(EMAT)換能機理及設計方法、基于洛倫茲力和磁致伸縮機理的電磁超聲計算及仿真方法,詳細敘述了超聲導波的傳播特性、導波與缺陷的作用機制及缺陷量化方法等內容,也論述了該技術未來的發展趨勢,是國內電磁超聲導波檢測領域*本學術專著,必定會為推動電磁超聲導波檢測技術及其相關產業的發展起到重要作用。該專著即將由Springer出版發行。
1.5 直接參與有關無損檢測國際標準的起草和制訂
在2014年10月ISO/TC 135國際標準化組織無損檢測技術委員會第19次會議上,學會理事長沈功田介紹了有關紅外ISO檢測標準撰寫的*新進展,包括已于2012年3月立項的ISO 18251-1 “無損檢測 紅外熱成像檢測 系統和設備 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 系統和設備 第2部分:一體化性能參數的測試方法”需要補充和完善的部分。
在聲發射檢測標準方面,已通過立項的ISO/NP 19835“無損檢測 橋式與門式起重機鋼結構的聲發射檢測”標準草案的進展工作良好并獲得ISO/TC 135標準化委員會與會代表的認可。