CCSI在智能无损检测技术领域持续发力

本刊记者 胥苗苗

近日，中国船级社实业公司（CCSI）在长江首座集高速公路、城际铁路、一级公路“三位一体”的过江通道——常泰大桥建造过程中，将数字化无损检测技术成体系应用到钢结构桥梁中取得了阶段性成效，不仅成功将无损检测技术拓展到了陆上桥梁钢结构领域，更是用实力助推中国船级社（CCS）向国际一流中国船级社的目标迈进。

从NDT到DNDT不止多了一个“D”

无损检测(NDT)是工业发展必不可少的有效检测手段，在一定程度上反映了一个国家质量控制手段的发展水平，其重要性已得到公认。工业界的常规无损检测技术是对于超声、射线、渗透和磁粉四大常规技术而言的。近年来，以相控阵超声检测和衍射时差法超声检测技术为代表的数字化无损检测技术（DNDT）的出现，为大型化和高端化船舶的建造和运营检测，带来了一场前所未有的技术变革。基于检测效率、检测结果的可靠性、可记录性等方面的优势，相控阵超声检测技术和衍射时差法超声检测技术在船舶行业已获得了较好的应用。

为进一步推动数字化无损检测技术在船舶行业的发展，作为业内数字化无损检测技术坚定的开拓者与应用者，中国船级社实业公司（CCSI）于2013年底成立了无损检测实验室，并在此基础上成立了无损检测中心。经过多年努力，CCSI基于相控阵超声检测（PAUT）技术、衍射时差法超声检测技术（TOFD），为行业提供了工艺开发、人员培训和标准制定等方面的技术服务，承接完成了包括“十二五”科技支撑、工信部项目等国家及省部级科研项目，在数字化无损检测技术的应用研究领域处于行业领先地位。

“然而，如果希望实现整个检测周期的高效和自动化，仅靠数字化检测技术是不完整的，” CCSI吴昊博士介绍，“还需要辅以自动化的数据采集装备，和智能化的数据分析软件，这样才能形成一个完整的智能化无损检测系统。”智能化无损检测技术主要是相对于传统意义上的手动数据采集和人工数据判读而言，它以半自动/自动扫查器代替传统的手动数据采集，以计算机智能数据分析技术代替传统的人工缺陷判读，并在此基础上开展标准规范研究和全生命周期服务。

目前，中国船级社实业公司（CCSI）已全面开展了智能化无损检测技术研究。阶段性的研发成果成功应用到了船舶、海洋平台、风电、大型桥梁尤其是钢结构桥梁等大型钢结构和复合材料的检测中，成功解决了常规无损检测方法无法解决的技术难题，为业主创造了巨大的经济和社会效益。

智能无损检测技术在钢结构桥梁领域的应用

近年来，我国桥梁建设发展迅速，从大规模建设向建设与管养并重过渡。从技术的适用领域来看，DNDT技术从原来的更多应用于船舶、海工等领域，拓展到了现在的陆上桥梁等领域。随着时间的推移，越来越多的桥梁达到或接近设计基准期，或因各种原因发生结构性损伤，老化现象明显。因此，对在役桥梁进行检测，建立合适的评估方法已成为当务之急。DNDT技术的发展正好解了这一燃眉之急。

常规无损检测在对焊缝进行检测时，存在一些不足，比如：桥梁检测技术落后，桥梁检测的主要手段仍是目测，主观人为因素较大；检测仪器设备落后，检测复杂、耗时长、工作量大、费用高；一些检测项目必须中断交通通行，给交通造成不便等等。由此可见，在国家大力发展智能制造的今天，大多数常规无损检测工作仍采取手工检测、手工记录的方式，此种方式既难以保证采集位置的精确性，也难以保证检测数据的可追溯性，对于桥梁全生命周期质量控制来讲，常规非数字化无损检测显然已成为瓶颈。

而智能无损检测则可以做到采集自动化、管理信息化、分析智能化，并最终实现安全、准确、高效的目标。据吴昊博士介绍，TOFD及PAUT联合检测技术在钢结构桥梁检测中体现出的优势就十分明显。TOFD对于工件内部缺陷的测量更为精准，与传统的手工超声检测和射线检测相比，超声波相控阵探伤仪的相控阵（PAUT）具有检测灵活性高、速度快，检测结果直观、重复性好，可实时显示，缺陷定位准确，检测灵敏度高，作业强度小，无辐射无污物等优势。将以上技术应用到桥梁检测中，既可以更加高效、更加便捷地得到检测结果，又不会影响到桥梁的结构安全。

虽然，TOFD及PAUT数字化联合检测技术在船舶、核电等行业已经得到了广泛应用，并形成了一些具有行业特点的标准规范，但将联合检测技术应用于桥梁行业，仍存在参考的标准体系不同、检测对象差异较大、检测现场条件复杂等问题。对此，结合TOFD以及PAUT的各自优势及不足之处，CCSI针对桥梁对接焊缝的结构参数和焊接工艺特点，将TOFD和PAUT的优势进行互补，开发两种技术同时进行数据采集的联合检测方案：利用TOFD进行缺陷的检出和测量，利用PAUT对TOFD盲区进行补充，同时进行缺陷性质的判断，力求相互弥补各自的不足，形成对接焊缝最为有效的检测方案。同时，CCSI还根据TOFD和PAUT探头的结构特点以及布置方式，设计开发专门用于联合检测的扫查装备，实现自动化检测，提高检测效率，提高数据采集精度。在工艺开发、设备研制、以及实验室/现场数据采集及对比分析的基础上，根据桥梁检测行业特点，最终编写和制定TOFD及PAUT联合检测的企业标准。

截至目前，CCSI智能无损检测技术方面已完成或在研的项目包括：2019年苏通大桥钢箱梁桥面板U肋焊缝TOFD检测；南京长江第二大桥南汊主桥第二车道钢箱梁顶板专项检查项目；2020年润扬大桥钢箱梁桥面板U肋焊缝TOFD检测；桥梁对接焊缝TOFD与PAUT联合检测工艺及装备研发；在役桥梁钢塔高强螺栓裂纹数字化快速检测成套技术研究。通过不断努力，CCSI在桥梁检测数据数字化管理、为桥梁质量全生命周期控制提供基础数据、在规范大型桥梁对接焊缝的检测方法和流程、推动更高层次的标准制定、推动行业技术进步等方面做出了巨大努力，填补了行业空白。

打造智能无损检测技术平台

水陆业务比翼齐飞，是CCS成为国际一流船级社的重要特征之一。一直以来，CCS致力于技术创新。其中，以智能检验检测为导向，加强智能检验检测与传统业务和新兴业务的对接，加大检验检测技术在交通、能源、装备制造等领域的推广应用，开展先进无损检测技术标准规范和应用体系的研究，推动船舶行业的检测技术升级，推动绿色环保新技术应用是其重要的内容。

纵观CCSI的发展历程，从最早定位船舶海工发展到在桥梁、公路、工程设备等领域均有所建树，在工业领域打拼出了属于自己的一片天地，不断提升检验检测的技术和能力，特别是在桥梁钢结构的监理检测、特大型龙门起重设备的制造与安装监理、无损检测、第三方检验等众多业务领域，CCSI更是成为了国内知名品牌，在行业中处于龙头地位。

到目前为止，在现场检测服务方面，CCSI已成为国内拥有PAUT III级人员、各类新技术专业人员和检测设备最多的机构之一；在人员资格培训方面，CCSI目前是国内主要开展PAUT人员资格认证培训的专业机构，并取得CSWIP（焊接与检验从业人员资格证书）认证；在技术咨询服务方面，已成为国内能力更强、覆盖产业链环节更全面的无损检测新技术咨询服务机构之一；在标准规范研究方面，实验室成为了国内最早开展无损检测新技术标准规范研究的机构之一，在船舶海工行业编写发布了3份技术指南和1份通函，覆盖PAUT/TOFD及新技术工艺认可等范围；在检测工艺开发方面，完成了以国内首个钢箱梁桥U肋熔深检测工艺、国内首个83000方LPG船罐体检测工艺、国内首个LNG液罐9Ni/5Ni PAUT检测工艺、国内首个中厚板TOFD&PAUT联合检测工艺为代表的新技术检测工艺12份，并通过了CCS/ABS/DNV/LR等不同国家船级社的工艺认可，同时也成为了国内首家获得英国劳氏船级社新技术检测工艺认可的机构。现阶段，CCSI还将致力于数字化无损检测技术平台的开发，把智能化无损检测技术应用到更多领域。

打造CCS陆上产业品牌，助力国际一流中国船级社建设。正如CCSI董事长吴敏华在接受记者采访时所说：“推动无损检测行业向健康、安全、和谐的道路发展是长久之计，CCSI有义务把这种健康、环保、可靠的理念引入检测行业，将其稳步升级并发扬光大。”如今，陆上业务板块，已成为CCS重要支柱产业之一，在服务交通强国、质量强国、海运强国建设，促进行业和企业可持续发展方面，正发挥着越来越大的技术支撑作用。