作為無損檢測技術(shù)中研究應(yīng)用最為活躍的方法之一，超聲波檢測指的是通過超聲波在被檢測的材料中傳播的變化來探測材料結(jié)構(gòu)以及性能的變化。超聲波無損檢測具有較為突出的優(yōu)點(diǎn)，其對周圍環(huán)境和人體不會(huì)構(gòu)成危害;同時(shí)其擁有較廣的檢測范圍，能夠?qū)?fù)合材料、金屬、非金屬進(jìn)行檢測;另外，超聲波還具有檢測方向性好、波長短、穿透能力強(qiáng)、檢測深度大、缺陷定位準(zhǔn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。那么目前中國超聲無損檢測技術(shù)的現(xiàn)狀是什么樣的?超聲波無損檢測又能應(yīng)用在哪些領(lǐng)域呢?我國超聲波無損檢測的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀又如何?

　　大量具有國際先進(jìn)水平的國產(chǎn)成果已經(jīng)涌現(xiàn)出來

　　模擬超聲檢測設(shè)備被引進(jìn)到中國始于1950s。到1980s初期，中國自主研制生產(chǎn)的超聲波探傷設(shè)備在動(dòng)態(tài)范圍、放大器線性、測量精度等關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)方面已經(jīng)取得了很大程度的突破。在1980s末期，中國大規(guī)模集成電路取得了一定程度發(fā)展，數(shù)字化超生檢測裝置的研制起航。近年來，中國已經(jīng)擁有多家專業(yè)從事超聲探測儀器生產(chǎn)和研究的企業(yè)和機(jī)構(gòu)(如南通精密儀器有限公司、汕頭產(chǎn)生研究所、中科院武漢物理研究所、鞍山?jīng)]死檢測技術(shù)有限公司等)，數(shù)字化超聲檢測裝置取得了迅速的發(fā)展。

　　目前，我國的超聲波檢測裝置正在朝著智能化、數(shù)字化的方向不斷發(fā)展，相關(guān)成績較為顯著。另外，國內(nèi)許多領(lǐng)域(如石油化工、航空航天、鐵道部、核電站等)大型企業(yè)通過引進(jìn)國外先進(jìn)的檢測技術(shù)(如TOFD和相控陣超聲檢測設(shè)備與技術(shù))，促使中國的超聲檢測設(shè)備持續(xù)完善的同時(shí)，又推動(dòng)了超聲無損檢測技術(shù)的不斷前進(jìn)和發(fā)展。

　　與此同時(shí)，行業(yè)對關(guān)于超聲無損檢測的方法和應(yīng)用以及相關(guān)理論的基礎(chǔ)性研究正在一步一步深入探索，大批具有國際先進(jìn)水平的成果已經(jīng)涌現(xiàn)出來。我國在實(shí)際生產(chǎn)開展的主要研究有：高頻超聲無損檢測技術(shù)，相位補(bǔ)償，計(jì)算機(jī)化超聲設(shè)備，用戶友好界面操作系統(tǒng)軟件，超生數(shù)字信號(hào)處理，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識(shí)別、人工智能等，超聲機(jī)器人檢測系統(tǒng)，各種掃描成像技術(shù)，復(fù)雜構(gòu)建的自動(dòng)掃描超聲成像檢測等。其中相當(dāng)一部分研究成果的水平已經(jīng)進(jìn)入了國際先進(jìn)水平的范疇，為中國超聲無損檢測技術(shù)的持續(xù)發(fā)展提供了有力的支持。

　　另一方面，從宏觀角度來看，我國無損檢測技術(shù)已經(jīng)逐步從無損探傷(Nondestruction Inspection NDI)和無損檢測(Nondestruve Testing NDT)向無損評(píng)價(jià)(Nondestruction Evauation NDE)過渡。NDI、NDT和NDE是無損檢測發(fā)展的三個(gè)階段。初級(jí)階段的技術(shù)是超聲無損探傷，它的目的僅僅是以不損害零部件為前提，探測出設(shè)備和材料中人類肉眼不可見的內(nèi)部缺陷，從而滿足工業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的強(qiáng)度要求。發(fā)展到下一階段則是超聲無損檢測，其不僅要對最終的產(chǎn)品進(jìn)行檢測，并且還要監(jiān)測生產(chǎn)的過程的參數(shù)和其他相關(guān)數(shù)據(jù)。超聲檢測發(fā)展的最高境界是超聲無損評(píng)價(jià)，即在探測有無缺陷的同時(shí)，還需要對進(jìn)行材質(zhì)定量評(píng)價(jià)，此外也包含對材料的缺陷和材料的力學(xué)性能以及物理性能的檢測和評(píng)價(jià)。無損檢測另一個(gè)發(fā)展趨勢是從無損評(píng)價(jià)(NED)向自動(dòng)無損評(píng)價(jià)(ANED)和定量無損評(píng)價(jià)(QNED)發(fā)展，這意味著人為因素的影響逐步減少，在這個(gè)過程中采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行檢測和數(shù)據(jù)分析，檢測的可靠性得到提升。

　　超聲波無損檢測技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域

　　目前，中國超聲無損檢測幾乎在所有工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。如作為基礎(chǔ)工業(yè)的鋼鐵工業(yè)、鍋爐壓力容器有關(guān)的工業(yè)部門、機(jī)器制造工業(yè)、鐵路運(yùn)輸工業(yè)、石油化工工業(yè)、航天航空工業(yè)、高速發(fā)展中的核電工業(yè)、集成電路工業(yè)等。目前超聲波無損檢測技術(shù)大量應(yīng)用于金屬構(gòu)件和材料，包括產(chǎn)品在役檢查和質(zhì)量在線監(jiān)控。中國超聲無損檢測應(yīng)用頻度也不斷增多。目前中國對各種復(fù)雜設(shè)備和大型結(jié)構(gòu)壓力容器都已經(jīng)具備檢測能力，并且在高溫條件下的非接觸超聲檢測和裂縫縫合自身高度的測量等方面都取得了較大的進(jìn)展。以核電工業(yè)為例，盡管核電有著我國新興工業(yè)的角色，但超聲無損檢測已經(jīng)能夠應(yīng)用在核電工業(yè)的各個(gè)方面。中國已經(jīng)能按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求，采用國際先進(jìn)的設(shè)備，執(zhí)行國際通用標(biāo)準(zhǔn)完成核電設(shè)施和核電廠的役前和在役檢查。相關(guān)的研究已經(jīng)有數(shù)十載的歷史，利用超聲波測流量、流速在化工、石油、電力、醫(yī)療、廢水處理、供水排水、礦山、冶金等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，不僅用于液體、流體的測量，還可以測量氣體流量。

　　我國超聲無損檢測產(chǎn)業(yè)水平還有待提高

　　從整體水平而言，目前我國超聲無損檢測事業(yè)的水平和發(fā)達(dá)國家之間的先進(jìn)水平差距仍然較大，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　第一是專業(yè)檢測團(tuán)隊(duì)中高級(jí)操作人員和高級(jí)技術(shù)人員所占比例仍然較低，極大程度地阻礙了超聲無損檢測的圖像化、智能化、自動(dòng)化的進(jìn)展歷程。一方面盡管老一輩的檢測工作者擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，但實(shí)際上卻缺乏把實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為理論總結(jié);而另一方面，盡管資歷較淺的檢測人員掌握較為豐富的計(jì)算機(jī)等技術(shù)，卻缺乏相應(yīng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這一定程度導(dǎo)致了檢測可靠性的降低。尤其是有自動(dòng)評(píng)定缺陷級(jí)別、自動(dòng)判傷功能的軟件和專家系統(tǒng)軟件的編寫應(yīng)該受到行業(yè)足夠的重視。

　　其次是目前專業(yè)無損檢測人員的數(shù)量較少且產(chǎn)業(yè)對無損檢測設(shè)備利用率依然較低。經(jīng)過40年的發(fā)展，我國無損檢測已經(jīng)應(yīng)用于近30個(gè)系統(tǒng)領(lǐng)域，將近20萬人左右的人員直接從事無損檢測技術(shù)方面的工作。但高技術(shù)專業(yè)人員不足，中國因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量問題，大量產(chǎn)品報(bào)廢，相關(guān)不良品的年損失超過2000億元人民幣。導(dǎo)致的另一個(gè)問題就是產(chǎn)品競爭力較低，影響產(chǎn)品的國際競爭力。國內(nèi)不少大型機(jī)械制造企業(yè)都擁有較多的無損檢測設(shè)備，但缺乏對無損檢測重要性的認(rèn)識(shí)且缺少無損檢測的專業(yè)人員，超聲波無損檢測等并未在生產(chǎn)中發(fā)揮相應(yīng)的作用。

　　此外，產(chǎn)業(yè)對無損檢測技術(shù)領(lǐng)域的信息技術(shù)應(yīng)用程度亟需提高。當(dāng)無損檢測和信息技術(shù)結(jié)合以后，人類就可以通過檢測過程最大限度地獲取大量信息。中國相關(guān)的建設(shè)工作還相當(dāng)薄弱。目前國內(nèi)僅有不到100個(gè)已經(jīng)建立的無損檢測專業(yè)網(wǎng)站或設(shè)計(jì)無損檢測技術(shù)范疇內(nèi)容的網(wǎng)站，并且專業(yè)的無損檢測技術(shù)資訊綜合網(wǎng)站數(shù)量僅有幾家，其余大部分局限于自身的服務(wù)業(yè)務(wù)、生產(chǎn)經(jīng)營等，范圍狹窄。

　　結(jié)語

　　超聲波無損檢測具有一系列較為突出的優(yōu)點(diǎn)，在我國大量工業(yè)部門都受到了廣泛的應(yīng)用。盡管中國的超聲無損檢測技術(shù)正在朝著智能化、數(shù)字化的方向發(fā)展，并且成績顯著，大量具有國際先進(jìn)水平的成果已經(jīng)涌現(xiàn)出來，但超聲波無損檢測產(chǎn)業(yè)卻存在一系列不足，檢測專業(yè)隊(duì)伍中高級(jí)操作人員和高級(jí)技術(shù)人員所占比例較低，并且專業(yè)無損檢測人員的數(shù)量較少且對相關(guān)設(shè)備利用率較低，此外對無損檢測技術(shù)領(lǐng)域的信息技術(shù)應(yīng)用程度也有待提高。