1、無損檢測的基本概念
檢測方法中,無損檢測(Non-Destructive Testing)是指在不損害或不影響被檢測對象使用性能,不傷害被檢測對象內(nèi)部組織的前提下,利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?;蛉毕荽嬖谝鸬臒帷⒙?、光、電、磁等反應(yīng)的變化,以物理或化學(xué)方法為手段,借助現(xiàn)代化的技術(shù)和設(shè)備器材,對試件內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)及缺陷的類型、性質(zhì)、數(shù)量、形狀、位置、尺寸、分布及其變化進(jìn)行檢查和測試的方法。
與破壞性檢測相比,無損檢測主要具備以下 3 個特點:①非破壞性,對于試件進(jìn)行檢測的同時不會損害被檢測對象的使用性能;②全面性,必要時可對被檢測對象進(jìn)行 100%全面檢測,這是破壞性檢測無法做到的;③全程性,破壞性檢測一般只適用于對原材料進(jìn)行檢測,對于批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品只能采取抽查的方式進(jìn)行檢驗;而無損檢測可以對產(chǎn)品制造過程中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測,直至對產(chǎn)成品進(jìn)行全面測試。
由于無損檢測具有非破壞性、互容性、動態(tài)性和嚴(yán)格性等特點,現(xiàn)如今已成為工業(yè)發(fā)展中必不可少的有效工具,在一定程度上反映出一個國家的工業(yè)發(fā)展水平。目前,主要無損檢測方法包括超聲檢測(UT)、射線檢測(RT)、磁粉檢測(MT)、滲透檢測(PT)和渦流檢測(ET)五類,在特種設(shè)備、軌道交通、兵器、核電、航空航天、能源電力等下游行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
無損檢測技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)遍及我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活的各個方面,大到飛機、衛(wèi)星等航空航天,小到日常生活用品,在國民經(jīng)濟(jì)的各個命脈行業(yè)中承擔(dān)關(guān)鍵角色,是保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段,體現(xiàn)了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。根據(jù)中國機械工程學(xué)會組編的《無損檢測發(fā)展線路圖》統(tǒng)計,經(jīng)過實施無損檢測后,各行業(yè)的產(chǎn)品增值情況為:機械產(chǎn)品約 5%,國防、宇航、原子能產(chǎn)品為 12%-18%,火箭為 20%左右。
2、無損檢測行業(yè)市場概況
隨著全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,無損檢測行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬,其市場規(guī)模也保持了快速增長態(tài)勢。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2018年全球無損檢測市場(NDT)容量約為 83 億美元,預(yù)計到 2024 年全球市場規(guī)模將達(dá)到 126 億美元,其中超聲檢測將占據(jù)最大比例的市場份額。2016 年超聲檢測(UT)市場容量為 24.4 億美元,預(yù)計 2022 年超聲檢測市場規(guī)模增長至 39.3億美元,2016 年至 2022 年的年復(fù)合增長率為 8.3%。
當(dāng)前美國是超聲無損檢測市場消費額最高的國家,2015 年約占全球無損檢測儀器市場的 35.6%;其次是歐洲,占據(jù)了整個市場容量的 26.5%左右。近年來,由于亞太地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展和制造業(yè)自動化水平的持續(xù)提升,中國、印度、日本和韓國等國家已經(jīng)成為全球無損檢測市場的主要增長區(qū)域,約占整個市場容量的 24.2%。
總體來看,全球無損檢測行業(yè)一直保持持續(xù)增長,同時,隨著自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)和傳感器技術(shù)的高速發(fā)展,無損檢測技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到以計算機控制為主的信息加工時代,在盡可能提高檢測可靠性的基礎(chǔ)上,力爭實現(xiàn)由無損檢測(NDT)向無損評價(NDE)的順利升級。近年來,超聲檢測作為無損檢測的先進(jìn)技術(shù)代表已經(jīng)率先進(jìn)入現(xiàn)代化進(jìn)程,目前正朝著數(shù)字化、自動化、智能化和圖像化的科技方向不斷前進(jìn)。
相比西方發(fā)達(dá)國家,我國檢測行業(yè)的發(fā)展歷史比較短。20 世紀(jì) 80 年代,我國為了適應(yīng)改革開放和市場經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要,同時為推動國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,政府在技術(shù)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、合格評定程序等方面制定規(guī)定,著手推動在各行業(yè)成立了標(biāo)準(zhǔn)化組織、檢驗檢測機構(gòu)、認(rèn)證機構(gòu)等。在我國加入 WTO 以后,在外資檢測機構(gòu)的沖擊以及我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展帶來的檢測市場需求的雙重因素作用下,我國檢測行業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展階段。根據(jù)中國認(rèn)證認(rèn)可協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù),截至 2019 年底,我國共有檢驗檢測機構(gòu) 44,007 家、從業(yè)人員 128.47 萬人,分別較上年增長11.49%、9.4%;對社會出具各類檢驗檢測報告 5.27 億份、實現(xiàn)營業(yè)收入 3,225.09億元,分別較上年增長 23.13%、14.75%。同時,我國檢測機構(gòu)擁有的各類儀器設(shè)備數(shù)量規(guī)模也呈逐年持續(xù)增長趨勢,截至 2019 年底,我國檢驗檢測機構(gòu)共擁有各類儀器設(shè)備 710.8 萬臺/套,同比增長 12.16%。
無損檢測作為檢驗檢測的重要方式之一,隨著中國經(jīng)濟(jì)改革開放形式不斷深入,進(jìn)入了快速發(fā)展期。其中,超聲無損檢測的應(yīng)用不斷拓展,超聲檢測被大量用于金屬材料和構(gòu)件的檢驗檢測,幾乎涵蓋了所有的下游工業(yè)領(lǐng)域,如特種設(shè)備、軌道交通、能源電力、鋼鐵冶金、航空航天、核電等。隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長,我國無損檢測技術(shù)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用水平在不斷解決這些檢測/監(jiān)測難題時得到快速發(fā)展和提高,在此過程中不僅建立了完整的無損檢測技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系,同時對于技術(shù)人員的培訓(xùn)考核體系也形成了系統(tǒng)化的規(guī)范模式。目前,我國無損檢測技術(shù)水平能夠獨立解決我國所有工程需求中的絕大部分技術(shù)難題,并能開發(fā)出大部分常用的無損檢測技術(shù)裝備和儀器,已成為國際無損檢測標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)術(shù)界的中堅力量。根據(jù)中國機械工程學(xué)會組編的《無損檢測發(fā)展線路圖》,我國目前擁有直接從事或從事與工業(yè)無損檢測相關(guān)技術(shù)工作的人員 30 萬名以上,從事無損檢測服務(wù)的檢驗檢測機構(gòu)約 2,000 家,有 2 萬多家機械制造和安裝企業(yè)擁有自己的無損檢測隊伍,無損檢測費用占產(chǎn)品的比例為 1%-50%,無損檢測行業(yè)每年的儀器銷售和技術(shù)服務(wù)超過 100 億元。
近年來,隨著我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,新興行業(yè)保持高速發(fā)展,新材料、新結(jié)構(gòu)和新工業(yè)不斷涌現(xiàn),對無損檢測行業(yè)提供持續(xù)發(fā)展機遇。與此同時,雖然國內(nèi)企業(yè)總體水平和綜合實力有了很大程度的提高,在無損檢測基礎(chǔ)理論、技術(shù)開發(fā)、儀器設(shè)計和研制及產(chǎn)品應(yīng)用等方面都已在世界占有重要一席。但在一些高端無損檢測儀器制造方面,與歐美等發(fā)達(dá)國家仍存在一定差距,如在全聚焦相控陣超聲檢測的應(yīng)用領(lǐng)域方面,仍然大量采用進(jìn)口的國際品牌。
受超聲波探傷檢測儀進(jìn)口額逐年快速上升的影響,我國無損檢測設(shè)備近年來進(jìn)口額呈持續(xù)上升趨勢,其中超聲波探傷檢測儀進(jìn)口額占無損檢測設(shè)備的比例總體逐年上升,2017 年至 2020 年的占比分別為 43.68%、45.28%、50.66%和 46.98%。
具體從超聲無損檢測儀來看,根據(jù)中國海關(guān)統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù),2017 年至 2020年,我國超聲波探傷檢測儀(海關(guān)編碼:90318031, 不包含探頭和配件)進(jìn)口金額分別達(dá) 48,928.02 萬元、68,534.43 萬元、83,382.45 萬元和 69,819.16 萬元,進(jìn)口額總體逐年快速上升,國產(chǎn)進(jìn)口替代市場空間廣闊。
3、行業(yè)競爭態(tài)勢
(1)行業(yè)壁壘高,市場競爭緩和,主要以技術(shù)競爭為主
超聲無損檢測行業(yè)屬于技術(shù)密集型行業(yè),專業(yè)技術(shù)性強、科技水平高,行業(yè)會涉及到聲學(xué)、自動化、計算機科學(xué)技術(shù)和材料學(xué)等多個專業(yè)學(xué)科。在超聲檢測設(shè)備領(lǐng)域,檢測儀器的穩(wěn)定性、檢出率、信噪比、頻帶寬度和成像質(zhì)量等指標(biāo)性能,以及在超聲換能器領(lǐng)域的通道數(shù)量、檢測頻率、楔塊角度和晶片數(shù)等參數(shù)要求是否滿足條件及客戶要求,都直接決定了產(chǎn)品本身是否具有競爭力,而指標(biāo)性能的改良,不僅涉及材料、機械、電路設(shè)計和工業(yè)自動化等多個領(lǐng)域的專有技術(shù),還要求企業(yè)投入較大的資金及時間進(jìn)行研發(fā),需要企業(yè)進(jìn)行長期的技術(shù)積累。因此,超聲無損檢測行業(yè)壁壘較高,市場參與主體較少,競爭相對較為緩和。
無損檢測是保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段,下游行業(yè)使用超聲檢測設(shè)備目的在于保障產(chǎn)品質(zhì)量及性能的穩(wěn)定性。因此,客戶在選擇超聲檢測設(shè)備的主要考慮因素在于能否滿足差異化的檢測需求,加上隨著新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝不斷涌現(xiàn),專用化和定制化成為無損檢測設(shè)備的特點。因此,行業(yè)內(nèi)的競爭以技術(shù)競爭為主,能否針對客戶的行業(yè)特點和需求差異提供完整的無損解決方案及在此基礎(chǔ)上的產(chǎn)品配套能力成為核心競爭力。
?。?)國內(nèi)廠商競爭力不斷增加,但高端產(chǎn)品仍以國外企業(yè)為主
隨著無損檢測行業(yè)不斷發(fā)展,國內(nèi)企業(yè)總體水平和綜合實力有了很大程度的提高,在無損檢測基礎(chǔ)理論、技術(shù)開發(fā)、儀器設(shè)計和研制及產(chǎn)品應(yīng)用等方面都已在世界占有重要一席。由于受到資金、技術(shù)、研發(fā)力量、品牌等因素的限制,國內(nèi)無損檢測企業(yè)規(guī)模普遍偏小,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也相對較為單一,在全聚焦相控陣超聲檢測設(shè)備等高端產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量穩(wěn)定性與國外企業(yè)尚存在一定差距。
根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù),我國高端無損檢測設(shè)備進(jìn)口額持續(xù)增加,2019年和 2020 年,我國進(jìn)口的無損檢測設(shè)備(不含探頭等配件)進(jìn)口額分別 16.46億元和 14.86 億元,其中 2019 年和 2020 年超聲探傷檢測儀進(jìn)口額分別為 8.34 億元和 6.98 億元,2019 年較 2018 年增加 21.68%,2020 年受新冠疫情的影響有所下降,但仍然保持在較高水平。隨著國內(nèi)企業(yè)不斷加大各方面等的投入,改進(jìn)生產(chǎn)工藝,提高研發(fā)水平,改善產(chǎn)品性能,目前已在中高端市場與國外廠家直接展開競爭,未來逐步取代部分由國外產(chǎn)品占據(jù)的市場份額將成為國內(nèi)無損檢測行業(yè)市場趨勢之一。
4、行業(yè)面臨的機遇
(1)國家產(chǎn)業(yè)政策持續(xù)支持
自 2016 年開始,國家陸續(xù)修訂了《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄(2016 版)》、《戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)分類(2018)》和《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019年本)》等產(chǎn)業(yè)政策指導(dǎo)文件,文件中都指出檢驗檢測儀器將被列入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品或服務(wù)行列。同時,國家相關(guān)部門也相繼出臺《中國制造 2025》、《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《質(zhì)量品牌提升“十三五規(guī)劃”》和《關(guān)于開展質(zhì)量提升行動的指導(dǎo)意見》等一系列國家戰(zhàn)略規(guī)劃和政策措施,同樣將“國家質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施效能充分釋放”列為提高供給質(zhì)量的四大主要目標(biāo)之一,以促進(jìn)供給側(cè)改革,具體指出“計量、標(biāo)準(zhǔn)、檢驗檢測、認(rèn)證認(rèn)可等國家質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)完整、高效運行,技術(shù)水平和服務(wù)能力進(jìn)一步增強,國際競爭力明顯提升,對科技進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)升級、社會治理、對外交往的支撐更加有力”。
?。?)國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展
我國已經(jīng)成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體,目前正在經(jīng)歷由制造業(yè)大國向制造業(yè)強國的轉(zhuǎn)變。隨著供給側(cè)改革的深化實施,國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)向好,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不斷深入,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)逐漸完成轉(zhuǎn)型升級,向更高端發(fā)展;同時,人力和資本等資源向先進(jìn)制造業(yè)集聚,直接刺激航空航天、汽車、高鐵、船舶制造、軌道交通等重點行業(yè)的迅速發(fā)展,不斷出現(xiàn)新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝,從而促進(jìn)對超聲檢測設(shè)備需求的增長。根據(jù)中國機械工程協(xié)會組編的《無損檢測發(fā)展線路圖》統(tǒng)計,經(jīng)過實施無損檢測后,各行業(yè)的產(chǎn)品增值情況為:機械產(chǎn)品約 5%,國防、宇航、原子能產(chǎn)品為 12%-18%,火箭為 20%左右。因此,超聲無損檢測行業(yè)將服務(wù)于國家戰(zhàn)略性基礎(chǔ)行業(yè)和新興行業(yè),也會推動國家其他產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
?。?)行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)完善
超聲檢測的發(fā)展前提是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立,后續(xù)發(fā)展離不開標(biāo)準(zhǔn)和評價體系的支撐。目前,國家正積極加快相關(guān)法規(guī)建設(shè),完善各領(lǐng)域國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,推進(jìn)強制性新標(biāo)準(zhǔn)改革,提升諸如超聲相控陣等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測設(shè)備的有效性、先進(jìn)性和適用性。2016 年 1 月,國家能源局修訂了《在役油氣管道對接接頭超聲相控陣及多探頭檢測》的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了采用超聲相控陣及多探頭超聲檢測系統(tǒng)對于石油天然氣在役管道環(huán)向?qū)咏宇^、角向?qū)咏宇^及制管對接接頭的檢測及質(zhì)量評定要求;2016 年 2 月,國家標(biāo)準(zhǔn)《無損檢測 超聲檢測 相控陣超聲檢測方法》發(fā)布;2019 年 3 月,中廣核集團(tuán)發(fā)布消息陽江核電站在常規(guī)島法定焊縫檢測工作中的射線探傷將由相控陣超聲檢測技術(shù)取代,陽江核電站成為國內(nèi)首家常規(guī)島完全使用相控陣超聲檢測技術(shù)的核電站;2020 年 5 月,中化泉州百萬噸乙烯項目采用超聲相控陣設(shè)備對外徑為 508 毫米至 1.93 米規(guī)格的大口徑管道焊縫進(jìn)行無損檢測,是國內(nèi)煉化工程首次使用超聲相控陣技術(shù)(替代射線檢測);2021 年 8 月,承壓設(shè)備超聲相控陣檢測行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《承壓設(shè)備無損檢測 第15 部分:相控陣超聲檢測》獲得國家能源局批準(zhǔn)并正式實施。各領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系的不斷完善,將逐漸滿足并擴大現(xiàn)有應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Τ暀z測設(shè)備的市場需求,推動行業(yè)更好地發(fā)展。
(4)質(zhì)量安全意識不斷提升
隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,重大工程和大型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)日新月異,例如國家天然氣長輸管線和燃?xì)夤芫W(wǎng)、大型石化裝置和儲備庫、百萬千瓦級別的火電機組、三代核電反應(yīng)堆和高速鐵路網(wǎng)絡(luò)相繼投入使用。上述重大工程和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),大大促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高,但同時存在巨大的公共安全隱患。2013 年,山東青島黃島區(qū)中石化黃濰輸油管線一輸油管道發(fā)生破裂事故,造成多人死亡及重大經(jīng)濟(jì)損失;2017 年 11 月,中石油烏魯木齊石化煉油廠在換熱器檢修作業(yè)中發(fā)生安全事故,同樣造成多人死亡重大影響;2019 年,GE 公司已經(jīng)發(fā)生了 5 起風(fēng)電機組倒塌事故;2021 年湖北十堰發(fā)生燃?xì)獗ㄊ鹿?,造成重大人員經(jīng)濟(jì)損失。重大安全事故的不斷發(fā)生引起了國家有關(guān)部門對于社會公眾安全的高度關(guān)注,而產(chǎn)品質(zhì)量反映了一個國家的綜合實力,是企業(yè)和產(chǎn)業(yè)核心競爭力的體現(xiàn),這將為無損檢測行業(yè)發(fā)展提供良好的發(fā)展環(huán)境。
(5)自主可控帶來的進(jìn)口替代趨勢
隨著無損檢測行業(yè)不斷發(fā)展,國內(nèi)企業(yè)總體水平和綜合實力有了很大程度的提高,在無損檢測基礎(chǔ)理論、技術(shù)開發(fā)、儀器設(shè)計和研制及產(chǎn)品應(yīng)用等方面都已有巨大進(jìn)步,為國產(chǎn)產(chǎn)品代替進(jìn)口產(chǎn)品奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。根據(jù)中國海關(guān)統(tǒng)計的無損檢測設(shè)備進(jìn)口設(shè)備金額(不含掃查裝置、探頭等配套產(chǎn)品),我國無損檢測設(shè)備進(jìn)口金額持續(xù)增長,2019 年和 2020 年進(jìn)口金額分別 16.46 億元和 14.86 億元。隨著全球貿(mào)易爭端及摩擦的增加,國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)及企業(yè)對核心產(chǎn)品和工藝技術(shù)的掌握、對產(chǎn)品正常生產(chǎn)受制于人的危機意識越來越強,尤其是支持國家重點實驗、科技前沿,應(yīng)用于航空航天、核電、國防軍工等領(lǐng)域的關(guān)鍵儀器設(shè)備的自主可控要求,這為國內(nèi)廠家提供了巨大發(fā)展機遇及替代空間。
5、行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)
(1)與國際領(lǐng)先企業(yè)相比,國內(nèi)超聲檢測設(shè)備廠商規(guī)模小
隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級,國內(nèi)無損檢測市場需求不斷增加,國際領(lǐng)先的無損檢測儀器生產(chǎn)廠商如美國貝克休斯、奧林巴斯紛紛加強對市場的開拓。這些國際領(lǐng)先企業(yè)憑借國際化、規(guī)?;?、綜合化、專業(yè)化和市場化的競爭優(yōu)勢,日漸成為我國超聲檢測設(shè)備市場的重要力量,對國內(nèi)企業(yè)形成較大的競爭壓力。國內(nèi)企業(yè)雖然近年來發(fā)展較快,但與國際先進(jìn)企業(yè)相比,在技術(shù)水平、產(chǎn)品類型和規(guī)模實力上仍存在差距,特別是在一些高端檢測儀器上國外企業(yè)仍占據(jù)主導(dǎo)地位,致使國內(nèi)企業(yè)拓展空間受限,對經(jīng)營規(guī)模的擴張和技術(shù)實力的提升帶來不利影響。
(2)人才和技術(shù)經(jīng)驗較為欠缺
超聲無損檢測行業(yè)專業(yè)技術(shù)性較強,涉及聲學(xué)、自動化、計算機科學(xué)技術(shù)和材料學(xué)等多個專業(yè)學(xué)科,其相關(guān)人才需要企業(yè)在實際研發(fā)過程中進(jìn)行培養(yǎng)。而技術(shù)人才的培養(yǎng)離不開實際工作,國內(nèi)企業(yè)規(guī)模普遍較小,難以在短時間內(nèi)儲備足夠的技術(shù)人員。此外,相控陣超聲檢測設(shè)備對檢測操作人員的理論知識要求也較高,操作者不僅需要掌握一般的超聲理論知識,還需關(guān)于聲場偏轉(zhuǎn)和聚焦的物理知識以及相關(guān)數(shù)字技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)的知識,同時還需進(jìn)行集中培訓(xùn)掌握操作檢測設(shè)備的技巧,取得相關(guān)資質(zhì)。因此,人才和技術(shù)經(jīng)營的欠缺會影響相控陣超聲檢測的應(yīng)用推廣。
6、無損檢測未來發(fā)展趨勢
隨著“工業(yè) 4.0”的推動,給超聲無損檢測技術(shù)的研究和應(yīng)用提出了更高要求,也帶來了新的發(fā)展機遇。為了滿足工業(yè)裝備智能化、高質(zhì)量制造和高可靠性應(yīng)用的檢驗檢測需要,超聲無損檢測技術(shù)與設(shè)備向著專用精量化、自動化、全過程無人化和數(shù)據(jù)管理智能化的發(fā)現(xiàn)發(fā)展。
(1)專用化、精量化
隨著檢測環(huán)境和待檢對象的多樣化、復(fù)雜化和多元化,單一檢測設(shè)備或者通用化檢測方法已經(jīng)無法滿足所有客戶需求,需要針對具體被檢物定制化研究專用檢測工藝方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),建立與特定材料結(jié)構(gòu)全生命周期檢測要求相適應(yīng)的專用檢測標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備,實現(xiàn)各類缺陷和精量化檢測和工藝參量、過程與設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化。因此,針對特定客戶的專項檢測要求開發(fā)定制化的檢測方法和檢測設(shè)備,將是超聲無損檢測的一個發(fā)展趨勢,同時也是提高超聲檢測適用范圍、增加技術(shù)附加值的有利途徑。
目前,行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)通常采用案例型服務(wù)模式為客戶提供定制化整套無損檢測系統(tǒng),針對特定用戶需求開展聯(lián)合研究,提供專用無損檢測設(shè)備或技術(shù)。
?。?)自動化
智能化是“工業(yè) 4.0”發(fā)展的目標(biāo),智能化檢測的基礎(chǔ)是無損檢測與結(jié)果評定過程的自動化。隨著工業(yè)自動化和智能化的發(fā)展,下游各行業(yè)需要對各類特定精密部件進(jìn)行自動化無損檢測,自動化檢查設(shè)備需求日趨增加。自動化檢測設(shè)備集成了超聲相控陣檢測儀器或超聲板卡、檢測方法、超聲換能器及掃查裝置、機械傳動、自動化控制、自動化機器人等多個領(lǐng)域,其采用機械裝置夾持超聲換能器和傳動被檢測工件,通過電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行掃查覆蓋,實現(xiàn)檢測參量設(shè)置、激勵控制、探測控制、掃描成像控制、數(shù)據(jù)管理和檢測結(jié)果分析與評定過程的自動化。
?。?)自主化
目前我國在無損檢測新技術(shù)相關(guān)的關(guān)鍵器件和高端設(shè)備上依賴進(jìn)口,部分自主集成建立的檢測設(shè)備的性能也取決于國外器件性能,在可設(shè)計性、可集成性、檢測性能和自動化程度等方面受到限制。而國外成套檢測設(shè)備一般成本高昂、交貨期長,且容易受到國外政策封鎖禁運或限制,這已成為制約我國無損檢測技術(shù)向自動化、智能化方向發(fā)展的一個主要因素。為了更好地滿足國內(nèi)無損檢測技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用需求,推動未來的研究、應(yīng)用和發(fā)展,需要實現(xiàn)核心器件、核心算法和高端設(shè)備的自主化。
?。?)向在役監(jiān)測及檢測大數(shù)據(jù)分析發(fā)展
隨著通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的發(fā)展,一方面,超聲在役監(jiān)測在石化、壓力容器等領(lǐng)域率先獲得應(yīng)用,大量的監(jiān)測結(jié)果能夠直接反映結(jié)構(gòu)在役過程中的失效過程,對大量監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯總處理是實現(xiàn)失效預(yù)測,提高結(jié)構(gòu)使用安全的有效手段;另一方面,超聲檢測發(fā)現(xiàn)的大量缺陷對于結(jié)構(gòu)安全性影響程度的研究,是工業(yè)設(shè)計部門選材的重要依據(jù),在超聲檢測所能發(fā)現(xiàn)的缺陷尺寸越來越小的情況下,研究缺陷檢出之后的損傷評價,建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫,是未來超聲無損檢測的一個發(fā)展趨勢。