CCSI在智能無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力

本刊記者 胥苗苗

近日，中國(guó)船級(jí)社實(shí)業(yè)公司（CCSI）在長(zhǎng)江首座集高速公路、城際鐵路、一級(jí)公路“三位一體”的過(guò)江通道——常泰大橋建造過(guò)程中，將數(shù)字化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)成體系應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)橋梁中取得了階段性成效，不僅成功將無(wú)損檢測(cè)技術(shù)拓展到了陸上橋梁鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，更是用實(shí)力助推中國(guó)船級(jí)社（CCS）向國(guó)際一流中國(guó)船級(jí)社的目標(biāo)邁進(jìn)。

從NDT到DNDT不止多了一個(gè)“D”

無(wú)損檢測(cè)(NDT)是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效檢測(cè)手段，在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家質(zhì)量控制手段的發(fā)展水平，其重要性已得到公認(rèn)。工業(yè)界的常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是對(duì)于超聲、射線、滲透和磁粉四大常規(guī)技術(shù)而言的。近年來(lái)，以相控陣超聲檢測(cè)和衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)技術(shù)為代表的數(shù)字化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)（DNDT）的出現(xiàn)，為大型化和高端化船舶的建造和運(yùn)營(yíng)檢測(cè)，帶來(lái)了一場(chǎng)前所未有的技術(shù)變革?；跈z測(cè)效率、檢測(cè)結(jié)果的可靠性、可記錄性等方面的優(yōu)勢(shì)，相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)和衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)技術(shù)在船舶行業(yè)已獲得了較好的應(yīng)用。

為進(jìn)一步推動(dòng)數(shù)字化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在船舶行業(yè)的發(fā)展，作為業(yè)內(nèi)數(shù)字化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)堅(jiān)定的開(kāi)拓者與應(yīng)用者，中國(guó)船級(jí)社實(shí)業(yè)公司（CCSI）于2013年底成立了無(wú)損檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，并在此基礎(chǔ)上成立了無(wú)損檢測(cè)中心。經(jīng)過(guò)多年努力，CCSI基于相控陣超聲檢測(cè)（PAUT）技術(shù)、衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)技術(shù)（TOFD），為行業(yè)提供了工藝開(kāi)發(fā)、人員培訓(xùn)和標(biāo)準(zhǔn)制定等方面的技術(shù)服務(wù)，承接完成了包括“十二五”科技支撐、工信部項(xiàng)目等國(guó)家及省部級(jí)科研項(xiàng)目，在數(shù)字化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究領(lǐng)域處于行業(yè)領(lǐng)先地位。

“然而，如果希望實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測(cè)周期的高效和自動(dòng)化，僅靠數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)是不完整的，” CCSI吳昊博士介紹，“還需要輔以自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集裝備，和智能化的數(shù)據(jù)分析軟件，這樣才能形成一個(gè)完整的智能化無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)?！敝悄芑療o(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要是相對(duì)于傳統(tǒng)意義上的手動(dòng)數(shù)據(jù)采集和人工數(shù)據(jù)判讀而言，它以半自動(dòng)/自動(dòng)掃查器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手動(dòng)數(shù)據(jù)采集，以計(jì)算機(jī)智能數(shù)據(jù)分析技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工缺陷判讀，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究和全生命周期服務(wù)。

目前，中國(guó)船級(jí)社實(shí)業(yè)公司（CCSI）已全面開(kāi)展了智能化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究。階段性的研發(fā)成果成功應(yīng)用到了船舶、海洋平臺(tái)、風(fēng)電、大型橋梁尤其是鋼結(jié)構(gòu)橋梁等大型鋼結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料的檢測(cè)中，成功解決了常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法無(wú)法解決的技術(shù)難題，為業(yè)主創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

智能無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁領(lǐng)域的應(yīng)用

近年來(lái)，我國(guó)橋梁建設(shè)發(fā)展迅速，從大規(guī)模建設(shè)向建設(shè)與管養(yǎng)并重過(guò)渡。從技術(shù)的適用領(lǐng)域來(lái)看，DNDT技術(shù)從原來(lái)的更多應(yīng)用于船舶、海工等領(lǐng)域，拓展到了現(xiàn)在的陸上橋梁等領(lǐng)域。隨著時(shí)間的推移，越來(lái)越多的橋梁達(dá)到或接近設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，或因各種原因發(fā)生結(jié)構(gòu)性損傷，老化現(xiàn)象明顯。因此，對(duì)在役橋梁進(jìn)行檢測(cè)，建立合適的評(píng)估方法已成為當(dāng)務(wù)之急。DNDT技術(shù)的發(fā)展正好解了這一燃眉之急。

常規(guī)無(wú)損檢測(cè)在對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，存在一些不足，比如：橋梁檢測(cè)技術(shù)落后，橋梁檢測(cè)的主要手段仍是目測(cè)，主觀人為因素較大；檢測(cè)儀器設(shè)備落后，檢測(cè)復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)、工作量大、費(fèi)用高；一些檢測(cè)項(xiàng)目必須中斷交通通行，給交通造成不便等等。由此可見(jiàn)，在國(guó)家大力發(fā)展智能制造的今天，大多數(shù)常規(guī)無(wú)損檢測(cè)工作仍采取手工檢測(cè)、手工記錄的方式，此種方式既難以保證采集位置的精確性，也難以保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的可追溯性，對(duì)于橋梁全生命周期質(zhì)量控制來(lái)講，常規(guī)非數(shù)字化無(wú)損檢測(cè)顯然已成為瓶頸。

而智能無(wú)損檢測(cè)則可以做到采集自動(dòng)化、管理信息化、分析智能化，并最終實(shí)現(xiàn)安全、準(zhǔn)確、高效的目標(biāo)。據(jù)吳昊博士介紹，TOFD及PAUT聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁檢測(cè)中體現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)就十分明顯。TOFD對(duì)于工件內(nèi)部缺陷的測(cè)量更為精準(zhǔn)，與傳統(tǒng)的手工超聲檢測(cè)和射線檢測(cè)相比，超聲波相控陣探傷儀的相控陣（PAUT）具有檢測(cè)靈活性高、速度快，檢測(cè)結(jié)果直觀、重復(fù)性好，可實(shí)時(shí)顯示，缺陷定位準(zhǔn)確，檢測(cè)靈敏度高，作業(yè)強(qiáng)度小，無(wú)輻射無(wú)污物等優(yōu)勢(shì)。將以上技術(shù)應(yīng)用到橋梁檢測(cè)中，既可以更加高效、更加便捷地得到檢測(cè)結(jié)果，又不會(huì)影響到橋梁的結(jié)構(gòu)安全。

雖然，TOFD及PAUT數(shù)字化聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)在船舶、核電等行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并形成了一些具有行業(yè)特點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但將聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于橋梁行業(yè)，仍存在參考的標(biāo)準(zhǔn)體系不同、檢測(cè)對(duì)象差異較大、檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜等問(wèn)題。對(duì)此，結(jié)合TOFD以及PAUT的各自優(yōu)勢(shì)及不足之處，CCSI針對(duì)橋梁對(duì)接焊縫的結(jié)構(gòu)參數(shù)和焊接工藝特點(diǎn)，將TOFD和PAUT的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行互補(bǔ)，開(kāi)發(fā)兩種技術(shù)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的聯(lián)合檢測(cè)方案：利用TOFD進(jìn)行缺陷的檢出和測(cè)量，利用PAUT對(duì)TOFD盲區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充，同時(shí)進(jìn)行缺陷性質(zhì)的判斷，力求相互彌補(bǔ)各自的不足，形成對(duì)接焊縫最為有效的檢測(cè)方案。同時(shí)，CCSI還根據(jù)TOFD和PAUT探頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及布置方式，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)專門用于聯(lián)合檢測(cè)的掃查裝備，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)，提高檢測(cè)效率，提高數(shù)據(jù)采集精度。在工藝開(kāi)發(fā)、設(shè)備研制、以及實(shí)驗(yàn)室/現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集及對(duì)比分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)橋梁檢測(cè)行業(yè)特點(diǎn)，最終編寫和制定TOFD及PAUT聯(lián)合檢測(cè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

截至目前，CCSI智能無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方面已完成或在研的項(xiàng)目包括：2019年蘇通大橋鋼箱梁橋面板U肋焊縫TOFD檢測(cè)；南京長(zhǎng)江第二大橋南汊主橋第二車道鋼箱梁頂板專項(xiàng)檢查項(xiàng)目；2020年潤(rùn)揚(yáng)大橋鋼箱梁橋面板U肋焊縫TOFD檢測(cè)；橋梁對(duì)接焊縫TOFD與PAUT聯(lián)合檢測(cè)工藝及裝備研發(fā)；在役橋梁鋼塔高強(qiáng)螺栓裂紋數(shù)字化快速檢測(cè)成套技術(shù)研究。通過(guò)不斷努力，CCSI在橋梁檢測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)字化管理、為橋梁質(zhì)量全生命周期控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、在規(guī)范大型橋梁對(duì)接焊縫的檢測(cè)方法和流程、推動(dòng)更高層次的標(biāo)準(zhǔn)制定、推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步等方面做出了巨大努力，填補(bǔ)了行業(yè)空白。

打造智能無(wú)損檢測(cè)技術(shù)平臺(tái)

水陸業(yè)務(wù)比翼齊飛，是CCS成為國(guó)際一流船級(jí)社的重要特征之一。一直以來(lái)，CCS致力于技術(shù)創(chuàng)新。其中，以智能檢驗(yàn)檢測(cè)為導(dǎo)向，加強(qiáng)智能檢驗(yàn)檢測(cè)與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和新興業(yè)務(wù)的對(duì)接，加大檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)在交通、能源、裝備制造等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，開(kāi)展先進(jìn)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和應(yīng)用體系的研究，推動(dòng)船舶行業(yè)的檢測(cè)技術(shù)升級(jí)，推動(dòng)綠色環(huán)保新技術(shù)應(yīng)用是其重要的內(nèi)容。

縱觀CCSI的發(fā)展歷程，從最早定位船舶海工發(fā)展到在橋梁、公路、工程設(shè)備等領(lǐng)域均有所建樹(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域打拼出了屬于自己的一片天地，不斷提升檢驗(yàn)檢測(cè)的技術(shù)和能力，特別是在橋梁鋼結(jié)構(gòu)的監(jiān)理檢測(cè)、特大型龍門起重設(shè)備的制造與安裝監(jiān)理、無(wú)損檢測(cè)、第三方檢驗(yàn)等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域，CCSI更是成為了國(guó)內(nèi)知名品牌，在行業(yè)中處于龍頭地位。

到目前為止，在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)服務(wù)方面，CCSI已成為國(guó)內(nèi)擁有PAUT III級(jí)人員、各類新技術(shù)專業(yè)人員和檢測(cè)設(shè)備最多的機(jī)構(gòu)之一；在人員資格培訓(xùn)方面，CCSI目前是國(guó)內(nèi)主要開(kāi)展PAUT人員資格認(rèn)證培訓(xùn)的專業(yè)機(jī)構(gòu)，并取得CSWIP（焊接與檢驗(yàn)從業(yè)人員資格證書）認(rèn)證；在技術(shù)咨詢服務(wù)方面，已成為國(guó)內(nèi)能力更強(qiáng)、覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)更全面的無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)咨詢服務(wù)機(jī)構(gòu)之一；在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究方面，實(shí)驗(yàn)室成為了國(guó)內(nèi)最早開(kāi)展無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究的機(jī)構(gòu)之一，在船舶海工行業(yè)編寫發(fā)布了3份技術(shù)指南和1份通函，覆蓋PAUT/TOFD及新技術(shù)工藝認(rèn)可等范圍；在檢測(cè)工藝開(kāi)發(fā)方面，完成了以國(guó)內(nèi)首個(gè)鋼箱梁橋U肋熔深檢測(cè)工藝、國(guó)內(nèi)首個(gè)83000方LPG船罐體檢測(cè)工藝、國(guó)內(nèi)首個(gè)LNG液罐9Ni/5Ni PAUT檢測(cè)工藝、國(guó)內(nèi)首個(gè)中厚板TOFD&PAUT聯(lián)合檢測(cè)工藝為代表的新技術(shù)檢測(cè)工藝12份，并通過(guò)了CCS/ABS/DNV/LR等不同國(guó)家船級(jí)社的工藝認(rèn)可，同時(shí)也成為了國(guó)內(nèi)首家獲得英國(guó)勞氏船級(jí)社新技術(shù)檢測(cè)工藝認(rèn)可的機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)階段，CCSI還將致力于數(shù)字化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，把智能化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到更多領(lǐng)域。

打造CCS陸上產(chǎn)業(yè)品牌，助力國(guó)際一流中國(guó)船級(jí)社建設(shè)。正如CCSI董事長(zhǎng)吳敏華在接受記者采訪時(shí)所說(shuō)：“推動(dòng)無(wú)損檢測(cè)行業(yè)向健康、安全、和諧的道路發(fā)展是長(zhǎng)久之計(jì)，CCSI有義務(wù)把這種健康、環(huán)保、可靠的理念引入檢測(cè)行業(yè)，將其穩(wěn)步升級(jí)并發(fā)揚(yáng)光大?！比缃?，陸上業(yè)務(wù)板塊，已成為CCS重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，在服務(wù)交通強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、海運(yùn)強(qiáng)國(guó)建設(shè)，促進(jìn)行業(yè)和企業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面，正發(fā)揮著越來(lái)越大的技術(shù)支撐作用。