CCSI在智能無損檢測技術領域持續發力

本刊記者 胥苗苗

近日，中國船級社實業公司（CCSI）在長江首座集高速公路、城際鐵路、一級公路“三位一體”的過江通道——常泰大橋建造過程中，將數字化無損檢測技術成體系應用到鋼結構橋梁中取得了階段性成效，不僅成功將無損檢測技術拓展到了陸上橋梁鋼結構領域，更是用實力助推中國船級社（CCS）向國際一流中國船級社的目標邁進。

從NDT到DNDT不止多了一個“D”

無損檢測(NDT)是工業發展必不可少的有效檢測手段，在一定程度上反映了一個國家質量控制手段的發展水平，其重要性已得到公認。工業界的常規無損檢測技術是對于超聲、射線、滲透和磁粉四大常規技術而言的。近年來，以相控陣超聲檢測和衍射時差法超聲檢測技術為代表的數字化無損檢測技術（DNDT）的出現，為大型化和高端化船舶的建造和運營檢測，帶來了一場前所未有的技術變革?；跈z測效率、檢測結果的可靠性、可記錄性等方面的優勢，相控陣超聲檢測技術和衍射時差法超聲檢測技術在船舶行業已獲得了較好的應用。

為進一步推動數字化無損檢測技術在船舶行業的發展，作為業內數字化無損檢測技術堅定的開拓者與應用者，中國船級社實業公司（CCSI）于2013年底成立了無損檢測實驗室，并在此基礎上成立了無損檢測中心。經過多年努力，CCSI基于相控陣超聲檢測（PAUT）技術、衍射時差法超聲檢測技術（TOFD），為行業提供了工藝開發、人員培訓和標準制定等方面的技術服務，承接完成了包括“十二五”科技支撐、工信部項目等國家及省部級科研項目，在數字化無損檢測技術的應用研究領域處于行業領先地位。

“然而，如果希望實現整個檢測周期的高效和自動化，僅靠數字化檢測技術是不完整的，” CCSI吳昊博士介紹，“還需要輔以自動化的數據采集裝備，和智能化的數據分析軟件，這樣才能形成一個完整的智能化無損檢測系統?！敝悄芑療o損檢測技術主要是相對于傳統意義上的手動數據采集和人工數據判讀而言，它以半自動/自動掃查器代替傳統的手動數據采集，以計算機智能數據分析技術代替傳統的人工缺陷判讀，并在此基礎上開展標準規范研究和全生命周期服務。

目前，中國船級社實業公司（CCSI）已全面開展了智能化無損檢測技術研究。階段性的研發成果成功應用到了船舶、海洋平臺、風電、大型橋梁尤其是鋼結構橋梁等大型鋼結構和復合材料的檢測中，成功解決了常規無損檢測方法無法解決的技術難題，為業主創造了巨大的經濟和社會效益。

智能無損檢測技術在鋼結構橋梁領域的應用

近年來，我國橋梁建設發展迅速，從大規模建設向建設與管養并重過渡。從技術的適用領域來看，DNDT技術從原來的更多應用于船舶、海工等領域，拓展到了現在的陸上橋梁等領域。隨著時間的推移，越來越多的橋梁達到或接近設計基準期，或因各種原因發生結構性損傷，老化現象明顯。因此，對在役橋梁進行檢測，建立合適的評估方法已成為當務之急。DNDT技術的發展正好解了這一燃眉之急。

常規無損檢測在對焊縫進行檢測時，存在一些不足，比如：橋梁檢測技術落后，橋梁檢測的主要手段仍是目測，主觀人為因素較大；檢測儀器設備落后，檢測復雜、耗時長、工作量大、費用高；一些檢測項目必須中斷交通通行，給交通造成不便等等。由此可見，在國家大力發展智能制造的今天，大多數常規無損檢測工作仍采取手工檢測、手工記錄的方式，此種方式既難以保證采集位置的精確性，也難以保證檢測數據的可追溯性，對于橋梁全生命周期質量控制來講，常規非數字化無損檢測顯然已成為瓶頸。

而智能無損檢測則可以做到采集自動化、管理信息化、分析智能化，并最終實現安全、準確、高效的目標。據吳昊博士介紹，TOFD及PAUT聯合檢測技術在鋼結構橋梁檢測中體現出的優勢就十分明顯。TOFD對于工件內部缺陷的測量更為精準，與傳統的手工超聲檢測和射線檢測相比，超聲波相控陣探傷儀的相控陣（PAUT）具有檢測靈活性高、速度快，檢測結果直觀、重復性好，可實時顯示，缺陷定位準確，檢測靈敏度高，作業強度小，無輻射無污物等優勢。將以上技術應用到橋梁檢測中，既可以更加高效、更加便捷地得到檢測結果，又不會影響到橋梁的結構安全。

雖然，TOFD及PAUT數字化聯合檢測技術在船舶、核電等行業已經得到了廣泛應用，并形成了一些具有行業特點的標準規范，但將聯合檢測技術應用于橋梁行業，仍存在參考的標準體系不同、檢測對象差異較大、檢測現場條件復雜等問題。對此，結合TOFD以及PAUT的各自優勢及不足之處，CCSI針對橋梁對接焊縫的結構參數和焊接工藝特點，將TOFD和PAUT的優勢進行互補，開發兩種技術同時進行數據采集的聯合檢測方案：利用TOFD進行缺陷的檢出和測量，利用PAUT對TOFD盲區進行補充，同時進行缺陷性質的判斷，力求相互彌補各自的不足，形成對接焊縫最為有效的檢測方案。同時，CCSI還根據TOFD和PAUT探頭的結構特點以及布置方式，設計開發專門用于聯合檢測的掃查裝備，實現自動化檢測，提高檢測效率，提高數據采集精度。在工藝開發、設備研制、以及實驗室/現場數據采集及對比分析的基礎上，根據橋梁檢測行業特點，最終編寫和制定TOFD及PAUT聯合檢測的企業標準。

截至目前，CCSI智能無損檢測技術方面已完成或在研的項目包括：2019年蘇通大橋鋼箱梁橋面板U肋焊縫TOFD檢測；南京長江第二大橋南汊主橋第二車道鋼箱梁頂板專項檢查項目；2020年潤揚大橋鋼箱梁橋面板U肋焊縫TOFD檢測；橋梁對接焊縫TOFD與PAUT聯合檢測工藝及裝備研發；在役橋梁鋼塔高強螺栓裂紋數字化快速檢測成套技術研究。通過不斷努力，CCSI在橋梁檢測數據數字化管理、為橋梁質量全生命周期控制提供基礎數據、在規范大型橋梁對接焊縫的檢測方法和流程、推動更高層次的標準制定、推動行業技術進步等方面做出了巨大努力，填補了行業空白。

打造智能無損檢測技術平臺

水陸業務比翼齊飛，是CCS成為國際一流船級社的重要特征之一。一直以來，CCS致力于技術創新。其中，以智能檢驗檢測為導向，加強智能檢驗檢測與傳統業務和新興業務的對接，加大檢驗檢測技術在交通、能源、裝備制造等領域的推廣應用，開展先進無損檢測技術標準規范和應用體系的研究，推動船舶行業的檢測技術升級，推動綠色環保新技術應用是其重要的內容。

縱觀CCSI的發展歷程，從最早定位船舶海工發展到在橋梁、公路、工程設備等領域均有所建樹，在工業領域打拼出了屬于自己的一片天地，不斷提升檢驗檢測的技術和能力，特別是在橋梁鋼結構的監理檢測、特大型龍門起重設備的制造與安裝監理、無損檢測、第三方檢驗等眾多業務領域，CCSI更是成為了國內知名品牌，在行業中處于龍頭地位。

到目前為止，在現場檢測服務方面，CCSI已成為國內擁有PAUT III級人員、各類新技術專業人員和檢測設備最多的機構之一；在人員資格培訓方面，CCSI目前是國內主要開展PAUT人員資格認證培訓的專業機構，并取得CSWIP（焊接與檢驗從業人員資格證書）認證；在技術咨詢服務方面，已成為國內能力更強、覆蓋產業鏈環節更全面的無損檢測新技術咨詢服務機構之一；在標準規范研究方面，實驗室成為了國內最早開展無損檢測新技術標準規范研究的機構之一，在船舶海工行業編寫發布了3份技術指南和1份通函，覆蓋PAUT/TOFD及新技術工藝認可等范圍；在檢測工藝開發方面，完成了以國內首個鋼箱梁橋U肋熔深檢測工藝、國內首個83000方LPG船罐體檢測工藝、國內首個LNG液罐9Ni/5Ni PAUT檢測工藝、國內首個中厚板TOFD&PAUT聯合檢測工藝為代表的新技術檢測工藝12份，并通過了CCS/ABS/DNV/LR等不同國家船級社的工藝認可，同時也成為了國內首家獲得英國勞氏船級社新技術檢測工藝認可的機構?，F階段，CCSI還將致力于數字化無損檢測技術平臺的開發，把智能化無損檢測技術應用到更多領域。

打造CCS陸上產業品牌，助力國際一流中國船級社建設。正如CCSI董事長吳敏華在接受記者采訪時所說：“推動無損檢測行業向健康、安全、和諧的道路發展是長久之計，CCSI有義務把這種健康、環保、可靠的理念引入檢測行業，將其穩步升級并發揚光大?！比缃?，陸上業務板塊，已成為CCS重要支柱產業之一，在服務交通強國、質量強國、海運強國建設，促進行業和企業可持續發展方面，正發揮著越來越大的技術支撐作用。