我國無損檢測行業(yè)正面臨著哪些挑戰(zhàn)？
發(fā)布時間：2021/09/01
1.導(dǎo)讀
無損檢測是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一個國家的工業(yè)發(fā)展水平，其重要性已得到公認(rèn)。
在我國無損檢測技術(shù)已融入國家總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)，正在為解決國家急需解決的大型工程項目的安全和涉及安全、民生的重大項目服務(wù)。
隨著一些重大無損檢測儀器的研制、開發(fā)列入國家發(fā)展專項計劃，我國現(xiàn)在的無損檢測技術(shù)已在一個比過去任何時候都高得多的平臺上向前發(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)無損檢測技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，而新傳感器技術(shù)、云計算和大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)則向傳統(tǒng)無損檢測理念本身提出了挑戰(zhàn)。
為適應(yīng)這一快速變化的世界，無損檢測工作者要有緊迫感。
2. 我國無損檢測面臨的“窘境”
雖然我國無損檢測的總體水平和綜合實力都有很大程度的提高，在無損檢測基礎(chǔ)理論研究、技術(shù)開發(fā)、儀器設(shè)計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，我國的無損檢測儀器、設(shè)備制造商目前尚不完全具備參與國際競爭的能力。
我國無損檢測儀器的生產(chǎn)和制造在滿足更多更新的無損檢測要求方面尚有較大的開拓空間，特別是適應(yīng)新型無損檢測技術(shù)應(yīng)用的設(shè)備，例如混凝土結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的無損檢測、水下無損檢測、城市地下管線的無損檢測等。
在一些高端無損檢測儀器和設(shè)備制造方面，歐美等發(fā)達(dá)國家的總體水平要高于我們。
特別需要一提的是數(shù)字化射線檢測這一具有極強(qiáng)生命力的綠色檢測技術(shù)，我國雖在這一領(lǐng)域取得突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，一些檢測標(biāo)準(zhǔn)也已問世，但其前端技術(shù)-數(shù)字圖像板依舊依賴從國外進(jìn)口，這在某種程度上限制了該技術(shù)的發(fā)展，但它又是需要從國家層面上來解決的問題。
另外，在紅外和激光檢測領(lǐng)域，其高端設(shè)備也面臨主要依靠從國外進(jìn)口的局面。
這幾年，國家層面已加強(qiáng)了對高端無損檢測技術(shù)的投入，無損檢測儀器的制造銷售單位也需要對新型、高端產(chǎn)品的研發(fā)增加投入，努力克服低端同類產(chǎn)品過多而高端產(chǎn)品又無廠家研制、開發(fā)的局面。
3.新的制造方式向無損檢測發(fā)起新挑戰(zhàn)
一直以來，無損檢測面臨的金屬材料檢測對象基本是通過傳統(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。
對通過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形成什么樣的缺陷，是否需要及通過什么樣的檢測技術(shù)和檢測手段來發(fā)現(xiàn)缺陷并評價其危害，需要我們提前研究和認(rèn)真考慮。
4.微、納及精細(xì)加工制造技術(shù)對無損檢測的挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)意義下的無損檢測總是解決宏觀缺陷的問題。
微、納及精細(xì)加工制造技術(shù)出現(xiàn)了微納米級的需要檢測對象，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)的檢測方法應(yīng)當(dāng)如何改進(jìn)才能應(yīng)對這些缺陷的挑戰(zhàn)，超聲顯微技術(shù)、微波檢測和太赫茲檢測技術(shù)在這一領(lǐng)域有無用武之地及如何運(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內(nèi)容。
5.復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件應(yīng)用普及對無損檢測的挑戰(zhàn)
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件將大量用于未來民用航空飛機(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，其檢測方式及關(guān)心點與過去用傳統(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)無損檢測團(tuán)隊在復(fù)合材料層壓板檢測方面取得一些進(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獲得一些重要進(jìn)展。
劉松平等針對碳纖維復(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技術(shù)并實現(xiàn)了復(fù)合材料沖擊損傷的可視化成像評估，其研究頗有新穎性。
6.大數(shù)據(jù)時代對無損檢測的發(fā)起的挑戰(zhàn)
隨著計算機(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的無損檢測究竟應(yīng)當(dāng)是什么樣子，傳統(tǒng)的無損檢測方式和管理體系是否需要變革以及有無可能進(jìn)行變革。
對于大數(shù)據(jù)的重要性我們可能還缺乏充分認(rèn)識，它究竟會為我們無損檢測工作者帶來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)容我們其實并不陌生。
云計算關(guān)鍵技術(shù)中的海量數(shù)據(jù)存儲技術(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)勢是能夠?qū)㈦[藏于海量數(shù)據(jù)中的信息和知識挖掘出來，為人類的社會經(jīng)濟(jì)活動提供依據(jù)，這正是無損檢測技術(shù)所需要的。
從多參數(shù)識別到數(shù)據(jù)融合，再到創(chuàng)立云檢測，無損檢測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，并能對被檢對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)勢所在和我們對它的期待。
隨著設(shè)計理念的變化，新型高強(qiáng)度、抗疲勞和抗腐蝕材料的不斷問世，無損檢測本身正面臨錯綜復(fù)雜的被檢測對象和檢測數(shù)據(jù)。
大數(shù)據(jù)技術(shù)可以彌補(bǔ)數(shù)據(jù)中的誤差和錯誤，對于同一問題的分析，基于大量數(shù)據(jù)的簡單算法比基于小數(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象，可以通過監(jiān)測關(guān)聯(lián)物的變化，預(yù)測被檢對象未來可能發(fā)生的變化。
由于大數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系預(yù)測事物的發(fā)展規(guī)律，它在狀態(tài)監(jiān)測、健康監(jiān)測和壽命預(yù)報中都會有很好的應(yīng)用前景。
無損檢測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，可喜的是無損檢測領(lǐng)域已出現(xiàn)了一些這樣的研究。
7.相關(guān)無損檢測人才培養(yǎng)的挑戰(zhàn)
我國在無損檢測人才培養(yǎng)方面，已形成比較合理的人才培養(yǎng)機(jī)制。
首先有為數(shù)較多的以開展無損檢測職業(yè)教育、培養(yǎng)具有豐富實踐經(jīng)驗無損檢測人才為主的職業(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，我國已在十多所高校設(shè)有無損檢測本科專業(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，一些重點大學(xué)還設(shè)有無損檢測專業(yè)，培養(yǎng)具有博士學(xué)位或博士后的無損檢測高端人才，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。
建立相對合理的無損檢測人才結(jié)構(gòu)和人才梯次是面對工程應(yīng)用難題挑戰(zhàn)的重要策略，也是一項長期有效的方針。
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)用中疑難問題能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。最后，面對各種挑戰(zhàn)，團(tuán)隊精神、吃苦耐勞和獻(xiàn)身精神的培養(yǎng)也特別需要重視，這是由無損檢測的工程應(yīng)用背景所決定的最基本要素。
