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    沈功田研究員訪談:迎難而上的中國無損檢測人
    發布:kittyll   時間:2021/6/11 16:47:02   閱讀:3378 
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    2020年10月29日,中國機械工程學會無損檢測分會在上海舉辦了《無損檢測發展路線圖》第一次宣貫會議,借此機會,《無損檢測》編輯部采訪了中國機械工程學會無損檢測分會主任委員、中國特種設備檢測研究院副院長沈功田研究員。
     
    《無損檢測》編輯部:2020年1月,《無損檢測發展路線圖》正式出版,在行業內引起了較大的反響,作為編委會主任,請您簡單介紹下該書的主要內容,以及其編寫與出版過程。

    沈功田先生:中國機械工程學會無損檢測分會組織制定的《無損檢測發展路線圖》以無損檢測各專業、應用行業為主線,明確了我國無損檢測“十三五”發展目標、2025中長期發展目標及發展路線。路線圖面向2025年,重點研究了國內外無損檢測發展現狀,分析了我國無損檢測技術與儀器設備面臨的形勢和挑戰,以及各個行業的需求,提出了我國無損檢測2025年的總體發展戰略、指導方針、發展目標、重點領域和重點任務等,給出了實施戰略目標的發展路線圖和措施建議。

    《無損檢測發展路線圖》的制定是在我國處于新工業革命背景下提出的,無損檢測是工業制造的質量控制方法和安全保障,也是《中國制造2025》的一個重要組成部分。2013年中國機械工程學會決定統一組織制定《中國機械工程技術路線圖》和各分專業的路線圖,在此背景下,無損檢測分會受中國機械工程學會的委托,2014年3月在理事擴大會上決定組織全行業制定《無損檢測發展路線圖》。

    通過召開專家論證會,確定了路線圖的編制要結合我國目前無損檢測技術應用的現狀、發展及其應用行業的需求,既要滿足《中國制造2025》的要求,還要能體現無損檢測技術本身的特點,更要能為我國無損檢測技術的發展提供指導。

    路線圖制定組由無損檢測分會統一領導,秘書處統籌安排,成立了《無損檢測發展路線圖》編寫委員會。由我擔任編委會主任,負責設計和制定編寫方案和編寫大綱;委員會分設總體組、教育培訓組、資格認證組、專業組和14個行業組;8個專業組按無損檢測方法設置,分別為超聲、射線、滲透、磁粉、電磁、聲發射、新技術和應力測試組,與目前學會設立的專業大會對應,專業組組長為專業大會主席;14個行業組按我國目前主要的行業分類來設置,分別為特種設備、檢測機構、水電、核電、鐵路、船舶、航空、石油、化工、兵器、冶金、建筑、海洋和汽車組,行業組組長由該行業無損檢測理事會的知名專家擔任。

    《無損檢測發展路線圖》的制定歷時2年,第一次論證和編寫工作會議于2014年7月11日在上海召開,無損檢測分會正副主任委員、各專業大會主席及部分副主席近20位專家參加了會議,討論了路線圖的編寫提綱及工作分工、日程安排及出版規劃等。

    《無損檢測發展路線圖》的制定工作在2016年6月結束,這項工作是無損檢測分會自成立以來組織的最大、最全面、最徹底、最深入的一次活動,共召開了6次全體研討會和數十次專題會議,先后參加的專家有300多人,參與起草的核心專家有120多人,受到了全行業的關注。通過大家的共同努力,最終形成了1篇綜合研究報告、8篇專業研究報告和16篇行業研究報告,共1000多頁,內容比較系統和豐富。編寫工作得以順利進展,一方面是得到了無損檢測分會秘書處人員的鼎力相助,另一方面也得到了無損檢測分會各專業大會、各行業專家乃至整個無損檢測學界的大力支持和無私奉獻。
     
    《無損檢測》編輯部:《無損檢測發展路線圖》明確了我國無損檢測2025中長期發展目標及發展路線,行業內也很關注該路線圖的宣貫安排。2020年10月,無損檢測分會在上海舉辦了第一次宣貫會議,請您介紹下這次宣貫會議的情況,以及后續的宣貫安排。

    沈功田先生:無損檢測路線圖的研究成果最終以出版兩本書籍的形式對外公布。在研究報告的基礎上,部分同志經過匯總、凝練、再創作和部分內容的補充,最終于2017年3月由中國質檢出版社出版了《中國無損檢測2025科技發展戰略》,于2020年1月由科學出版社出版了《無損檢測發展路線圖》兩本書籍。這兩本書的出版為我國無損檢測行業的健康發展和盡早整體達到國際先進水平打下了堅實的基礎,并指明了發展道路,為各級政府和相關行業主管部門制定“十三五”、“十四五”和2035中長期發展規劃提供了參考,并為從事無損檢測科技開發、技術服務的人員提供了參考,具有非常重要的指導作用。

    2020年10月29日,《無損檢測發展路線圖》第一次宣貫會議與第25屆中國國際質量控制與測試工業設備展覽會同期在上海舉辦,會議由無損檢測分會主辦,上海材料研究所承辦,來自全國的200多位專家參加了會議。會議由我和8位專業起草組的專家分別對路線圖總體部分和各專業部分的內容進行了介紹,取得了圓滿成功。分會計劃將于2021年,聯合地方學會繼續開展多次路線圖的宣貫交流工作,擴大無損檢測行業在社會上的影響力。
     
    《無損檢測》編輯部:2020年是一個特殊的年份,全球都受到了新冠疫情的沖擊,我國無損檢測行業受到了怎樣的影響?無損檢測領域的國際活動是否也深受影響?

    沈功田先生:2020年,突如其來的新冠疫情給全球各個國家以及各行各業都帶來了很大沖擊,我國無損檢測行業也受到了很大影響,疫情給不同國家、地區和城市間的交通和人員的聚集帶來了不同程度的限制,這對無損檢測業務的開展、無損檢測人員的培訓、行業活動和學術會議的舉辦、科研項目的實施等都帶來了極大的挑戰。

    無損檢測領域的國際活動受疫情影響較為嚴重,許多大型國際會議紛紛延遲舉辦或取消,少部分國際學術交流活動也采取線上方式進行。由國際無損檢測委員會(ICNDT)和韓國無損檢測學會(KSNT)共同主辦的第20屆世界無損檢測大會(WCNDT2020)原計劃于2020年6月在韓國首爾舉行。該會議是全球無損檢測行業的頂級盛會,每4年舉辦一次,具有極高的國際影響力。受疫情影響,該會議目前已延遲至2022年2月舉辦。第21屆國際標準化組織無損檢測技術委員會(ISO/TC135)全體大會原計劃在韓國與WCNDT2020同期舉辦,大會包括技術委員會(TC135)全體會議和各分技術委員會(SC2~SC9)會議,是國際無損檢測標準化的頂級盛會,一般每2年舉辦一次。同樣受疫情影響,大會未能如期召開,后續的召開時間還未確定。此外,還有許多國際學術會議如英國主辦的國際狀態監測會議、歐洲計劃召開的聲發射學術會議、日本主辦的國際聲發射研討會等都已取消。一些國際組織的活動采取線上的方式開展,無損檢測分會的季敬元總干事代表學會通過網絡參加了ICNDT主辦的2020年5月25日ICNDT WG1工作組會議,以及7月31日ICNDT第41次General Assembly會議,商討NDT人員認證、標準等無損檢測相關事項,并匯報學會工作。應美國無損檢測學會的邀請,季敬元總干事還參加了2020年11月11日召開的2020年美國無損檢測學會秋季年會,并商討更多的合作項目。
     
    《無損檢測》編輯部:中國特檢院是ISO/TC 135/SC 9秘書處的承擔單位,您擔任了該分委員會的主席,請您介紹下2020年秘書處的主要工作,同時介紹下中國特檢院2020年在無損檢測領域的科研成果與工作成績。

    沈功田先生:中國特檢院自2017年開始承擔國際標準化組織聲發射檢測標委會(ISO/TC 135/SC 9)秘書處工作,由我擔任ISO/TC 135/SC 9主席。在ISO總部秘書處和國家標準化管理委員會的指導下,工作有序開展,并獲得了國際認可。作為第8和第10工作組召集人及項目負責人,我通過郵件與工作組各國專家討論修改了ISO/ WD 24367《無損檢測-聲發射檢測-金屬承壓設備》和ISO/WD《無損檢測-聲發射檢測-常壓金屬儲罐底板的腐蝕》兩項在研標準的工作組草案,并提交標委會發布征集意見。此外,我和SC 9秘書張君嬌作為工作組專家參加了第9工作組召集人Hartmut Vallen先生組織的2次工作組線上會議,對標準ISO/WD 24543《無損檢測-聲發射檢測-壓電聲發射傳感器接收靈敏度譜的驗證》工作組草案進行了討論修改。2020年SC 9還完成了ISO 12713:1998和ISO 18249:2015兩項標準的復審工作,開展了ISO 18081標準轉化為國家標準項目的研制工作。

    中國特種設備檢測研究院2020年在無損檢測領域的科研業績主要體現在承擔的兩項“十三五”重點專項項目上,即“金屬材料超聲無損檢測及微損測試關鍵技術研究與儀器研制”(2016YFF0203000)和“游樂園和景區載人設備全生命周期檢測監測與完整性評價技術研究”(2016YFF0203100),這兩個項目均順利完成了驗收工作,并取得了豐碩的科研成果。

    “金屬材料超聲無損檢測及微損測試關鍵技術研究與儀器研制”項目針對金屬材料和服役過程中的宏觀缺陷精確檢測、不可達區域缺陷監測、高溫在線檢測、早期損傷檢測、材料力學性能在役測量等5個方面的需求,從檢測原理、儀器設備、檢測方法、面向對象的應用等多角度全方位地開展了研究,研發了超聲陣列成像、高溫電磁超聲、微損檢測等多項新技術和新設備,構建起金屬材料制設備損傷檢測與壽命評估的全方位檢測架構。項目產出對保證產品質量,提高我國產品質量水平,實現裝備缺陷檢測及安全防護,減少金屬工業設備因損傷失效導致的災難性事故等均有重要意義。項目成果已在石化、電力等行業特種設備檢驗檢測工程項目中進行了試用。該項目研制新儀器設備8臺(套),新型傳感器2種;形成新方法7項;制定國家標準2項、行業標準2項、企業標準2項;立項團體標準2項。申請發明專利29項,獲得軟件著作權4項,發表學術論文39篇。項目研究過程中培養研究生23人,代表性成果如圖1~4所示。


    圖1 陣列柔性激勵儀器外觀


    圖2 線性激發型電磁超聲檢測儀外觀


    圖3 磁聲發射檢測儀外觀


    圖4 液壓鼓脹試驗機外觀

    “游樂園和景區載人設備全生命周期檢測監測與完整性評價技術研究”項目針對我國游樂園、景區載人設備存在檢驗檢測方法、標準和評價方法缺失或不完善的問題,從設計、建造、使用、維護保養等全鏈條環節考慮,開展了風險評價、虛擬仿真、虛擬體驗、設計與建造、運行狀態監測、故障診斷等方面的關鍵技術研究,在方法、標準、裝備和系統等方面取得了重大突破。開展了人機協調虛擬仿真研究,開發了游樂設施測試假人、虛擬體驗試驗平臺;研制了游樂設施滑行軌道多功能檢測車等儀器設備10臺(套),建立了運行參數的監測與故障診斷體系、載人設備風險評價技術體系。實現了基于年度檢驗報告、日常檢驗維修和實時狀態監測的載人設備遠程健康監測與評價。建立了游樂園和景區載人設備狀態監測與健康管理平臺,為政府安全監察、制造企業質量的提升、游樂園和景區安全管理水平的提高提供了技術支撐,為乘客提供了安全保障。項目完成了特種設備安全技術規范4項,制修訂國家標準24項,開發軟件5套,申請發明專利9項,獲得軟件著作權26項,發表文章51篇,培養研究生26名,出版科普著作1部,代表性成果如圖5~10所示。


    圖5 游樂設施測試假人外觀


    圖6 滑行類軌道多功能檢測車外觀


    圖7 載人設備聲發射監測儀器及現場測試


    圖8 載人設備應力監測儀器及現場測試


    圖9 游樂設施狀態監測與故障診斷集成示意


    圖10 載人設備質量監測和健康管理平臺[圖片]
     
    《無損檢測》編輯部:隨著疫情得到有效控制,2020年的下半年國內無損檢測行業活躍度開始上升,其中有哪些熱點事件?在后疫情時代,我國無損檢測人又將面臨哪些新的挑戰?

    沈功田先生:2020年下半年,隨著疫情得到有效控制,無損檢測分會于10月在上海集中組織舉辦了以下幾場活動:

    (1)2020年10月29日, 中國機械工程學會無損檢測分會新技術專業會議在上海舉辦,會議由中國機械工程學會無損檢測分會主辦,上海材料研究所承辦,來自全國各地近40位委員參加了此次會議。

    (2)2020中美無損檢測技術研討會暨ASNT上海分部第五屆年會于2020年10月29日在田林賓館順利舉行,來自全國各地的ASNT會員和非會員代表、無損檢測行業的專家學者、儀器設備制造廠商等50多人參加了此次會議。

    (3)中國機械工程學會無損檢測分會于2020年10月29日在第25屆中國國際質量控制與測試工業設備展覽會期間舉辦了《無損檢測發展路線圖》第一次宣貫會議,會議由上海材料研究所承辦,并獲得圓滿成功。

    現在我國疫情已得到有效控制,并且具備了成熟的疫情突發應對策略,但是國際疫情形勢仍然不容樂觀,疫情可能不會在短時間內消失。在后疫情時代,我國無損檢測行業也應積極面對疫情帶來的挑戰,大力發展新技術新方法,變革傳統檢測模式,降低疫情造成的影響,具體體現在以下兩個方面。

    (1)發展狀態監測與故障診斷技術,采用無線傳輸、大數據挖掘、人工智能、云檢測等新技術,打破傳統的檢測人員在現場實施無損檢測的模式,實現設備的遠程實時監測,并及時作出故障診斷及預警?,F在,我們通過“十三五”科研項目的研究,已經在游樂設施上實現了運行參數、聲發射、紅外、應力、振動、加速度等監測方法的集成,并在大型游樂園的一些典型設備上進行了示范應用,可以實時在監測云平臺上看到設備的運行狀態和健康狀態,并能及時發出故障預警。

    (2)針對不同檢測對象需求開發自動化智能檢測機器人等裝備,解決現場檢測的難題。例如,針對過山車等軌道類大型游樂設施,由于軌道外形復雜且高處不可達,所以給軌道的檢測帶來很大困難。通過項目研究,我國在國際上首次研制了滑行類游樂設施軌道多功能檢測車,可實現軌道宏觀目視檢測、軌道細節視頻檢測、軌道銹蝕磨損減薄檢測和軌道裂紋檢測等功能,解決了軌道快速檢測和不可達檢測的難題,填補了國內外大型游樂設施軌道檢測的空白。另外,針對國家石油儲備基地的大型儲罐,國內目前主要采用卸油開罐檢測的模式,該模式存在成本高、耗時長、污染大等突出問題,故急需不開罐的機器人檢測技術。在研的“十三五”重點研發計劃項目“面向國家石油戰略儲備庫安全的儲罐檢測機器人研究及應用” (2019YFB1310700),針對國家石油戰略儲備庫儲罐復雜的工況,以在油檢測機器人的自主研發為突破口,提出了基礎問題研究-移動平臺研制-檢測模塊開發-系統集成及測試-工程應用及安全評價的全鏈條技術路線。首先,開展了在油環境儲罐檢測機器人的基礎問題研究,然后分別開展基于輪-履-螺旋槳復合推進移動機構的儲罐在油檢測機器人全方位自適應移動平臺研制和電-磁-聲復合在油檢測模塊開發,建立機器人運動方式和檢測方法相匹配的多工況自適應作業模式,實現了儲罐的在油內檢測。

     
    《無損檢測》編輯部
    朱紹華 采訪報道
    2021年3月
    來源:《2020中國無損檢測年度報告》

    沈功田,中國特種設備檢測研究院副院長,博士,研究員,博士研究生導師?,F任國際聲發射學會(ISAE)榮譽主席,中國機械工程學會無損檢測分會主任委員,國際標準化組織聲發射檢測標委會(ISO/TC 135/SC 9)主席,中國無損檢測標準化技術委員會、中國索道和游樂設施標準化技術委員會主任委員,國務院安委會專家。為國家“百千萬人才工程”國家級人才、國家“萬人計劃”首批科技創新領軍人才、科技部重點領域 “特種設備安全檢測與評價” 創新團隊學術帶頭人。長期從事特種設備制造質量和運行安全的檢測監測與評價技術研究、儀器系統開發、標準研制和工程應用,是我國無損檢測和特種設備安全工程領域的科技專家和國際標準化專家。先后主持國家重點項目20多項,獲得國家科技進步二等獎3項、省部級科技一等獎7項;負責制定了7項國際(ISO)、36項國家和7項機械與能源行業無損檢測方法標準,出版專著3本, 發表學術論文230多篇。
     
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