近日，从全国职工优秀技术创新成果交流活动组委会办公室获悉，长江设计集团长江地球物理探测公司《筑坝堆石体密度附加质量法快速无损检测成套技术与装备》项目登上第七届全国职工优秀技术百项创新成果榜单，并斩获优秀成果奖。
二十年“磨一剑”
土石坝因就地取材、抗震性好、绿色环保得到广泛采用。但作为土石坝填筑质量控制的关键性指标之一，堆石体密度主要采用坑测法获取，该方法有损、低效、代表性差、人力成本高，导致建设质量与施工进度的矛盾突出，成为制约土石坝建设与发展的瓶颈。
在上世纪90年代，堆石体密度附加质量法检测方法首次应用在小浪底工程建设中，解决了坑测法的部分不足，同时也引起了物探公司的敏锐关注。
2002年至2004年，物探公司研发团队将基于“率定系数法”的堆石体密度检测技术应用于世界最高面板堆石坝——清江水布垭水利枢纽的建设中。这是堆石体密度附加质量法检测技术在200米级别的高土石坝工程的首次应用，开创了高坝大库填筑质量控制先河。
2007年至2012年，研发团队对附加质量法理论进行深化研究，发明了“数字量板”堆石体密度求解技术，密度求解精度提升至98%以上，研发了附加质量法快速无损检测成套技术与装备，形成了成熟完整的成套方法技术体系，并在澜沧江糯扎渡水电站进行了首次系统应用，填筑方量为3432万立方米。自此，附加质量法密度检测技术开始逐步被工程界所接受。
2016年至今，研发团队从密度求解算法、复杂现场环境检测技术、智能采集装备、智慧管控平台等方面不断深化研究，发明了“理论量板”密度求解算法，解决了数字量板法求解范围受限、适应性差的问题，再次激活了附加质量法检测堆石体密度生命力。研发了高质量数据智能采集与处理成套技术装备，单点检测时间由传统坑测法的16小时以上锐减至15分钟以内，实质性解决了筑坝施工质量控制与工程进度的矛盾。构建了以堆石体密度为核心的土石坝数字孪生模型，拥有超10万个密度检测样本，实现了相近堆石料移植求解，引领堆石体填筑质量检测进入数字化、智能化时代。
该成果在国内外首次实现大坝电站、抽水蓄能等堆石坝工程碾压密度的原位、快速、无损、绿色、智能检测，已累计获得各类知识产权近30项，经中国大坝工程学会组织的科技成果评价，认为“项目研究成果达到国际先进水平，部分成果达到国际领先水平”，获得谭靖夷、马洪琪院士的高度评价，入选水利部《2018年水利先进实用技术重点推广目录》，纳入行业施工规范。2023年，长江设计集团物探公司主编的三峡标准《筑坝堆石体密度附加质量法检测技术规程》（Q/CTG 408-2023）也已正式发布实施。
目前该成果成功应用于澜沧江苗尾、雅砻江两河口、大渡河双江口、西藏拉洛、长龙山抽蓄、句容抽蓄、巴基斯坦卡洛特等16座国内外大中型水利水电工程，填筑总方量超2亿万方，累计合同额超1亿，间接经济效益超8亿元，为助力“大国重器”安全建设、高效投产与健康运行贡献了智慧和力量，受到业界一致高度赞誉。
无损检测技术的应用和发展
无损检测技术即非破坏性检测，就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下，为获取与待测物的品质情况有关的检测方法。
无损检测与无损评价技术是在物理学、材料科学、断裂力学、机械工程、电子学、计算机技术、信息技术以及人工智能等学科的基础上发展起来的一门应用工程技术。随着现代工业和科学技术的发展，无损检测与无损评价技术正日益受到各个工业领域和科学研究部门的重视，不仅在产品质量控制中其不可替代的作用已为众多科技人员和企业界所认同，而且对运行中设备的在役检查也发挥着重要作用。
应用领域
无损检测技术在食品加工领域，如材料的选购、加工过程品质的变化、流通环节的质量变化等过程中，不仅起到保证食品质量与安全的监督作用，还在节约能源和原材料资源、降低生产成本、提高成品率和劳动生产率方面起到积极的促进作用。作为一种新兴的检测技术，其具有以下特征：无需大量试剂；不需前处理工作，试样制作简单；即使检测，在线检测；不损伤样品，无污染等等。
无损检测技术在工业上有非常广泛的应用，如航空航天、核工业、武器制造、机械工业、造船、石油化工、铁道和高速火车、汽车、锅炉和压力容器、特种设备、以及海关检查等等。
无损检测技术在应对气候变化、发展低碳经济、循环经济和绿色再制造产业中也正在起到不可替代的重要作用。无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平，其重要性已得到公认。我国在1978年11月成立了全国性的无损检测学术组织——中国机械工程学会无损检测分会。此外，冶金、电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还成立了各自的无损检测学会或协会；部分省、自治区、直辖市和地级市成立了省（市）级、地市级无损检测学会或协会；东北、华东、西南等区域还各自成立了区域性的无损检测学会或协会。我国目前开设无损检测专业课程的高校有大连理工大学、西安工程大学、南昌航空大学等院校。在无损检测的基础理论研究和仪器设备开发方面，我国与世界先进国家之间仍有较大的差距，特别是在红外、声发射等高新技术检测设备方面更是如此。
常用的无损检测方法：射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和液体渗透检测(PT)四种。其他无损检测方法：涡流检测(ET)、声发射检测（ET）、热像/红外（TIR）、泄漏试验（LT）、交流场测量技术（ACFMT）、漏磁检验（MFL)、远场测试检测方法（RFT)等。
超声无损检测设备行业发展现状
1、无损检测市场
根据观研报告网发布的《中国超声无损检测设备市场现状深度分析与发展前景研究报告（2022-2029年）》显示，近年来随着全球经济高速发展，无损检测行业应用领域不断拓宽，其市场规模也保持了快速增长态势。数据显示，2018 年全球无损检测市场（NDT）容量约为 83 亿美元，预计到 2024 年全球市场规模将达到 126 亿美元。
虽然相比于西方发达国家，我国无损检测行业发展起步较晚。但近几年随着我国工业设备、汽车等产业快速发展，国内无损检测市场规模不断扩大，无损检测技术基础研究和应用水平在不断解决这些检测/监测难题时得到快速发展和提高。目前我国无损检测技术水平能够独立解决我国所有工程需求中的绝大部分技术难题，并能开发出大部分常用的无损检测技术装备和仪器，已成为国际无损检测标准和学术界的中坚力量。
2、超声无损检测市场
超声无损检测技术开始发展于20 世纪初期，到20 世纪 60 年代，就已经成为了有效而可靠的无损检测手段。进入 20 世纪 90 年代以来，随着数字化和电子计算机技术的快速发展，超声无损检测技术不断向数字化、自动化、智能化和图像化前进。目前已开发出超声衍射声时技术（TOFD）和相控阵技术（PA）等超声检测新技术，其中超声相控阵技术（PAUT）已逐渐成为主要技术发展趋势。
近年来随着相关技术的不断提升，全球超声检测市场容量不断增长，到目前已是无损检测最大的细分市场，市场占比达到33%左右。根据相关数据显示，2016 年超声检测（UT）市场容量为 24.4 亿美元，预计 2022 年将增长至 39.3 亿美元，2016 - 2022 年的年复合增长率为 8.3%。
国内方面，随着国民经济持续快速发展、国家产业政策持续支持、下游应用领域快速发展，我国超声无损检测市场也得到了良好的发展。根据数据显示，截至2020年底，全国共有检验检测机构近4.9万家，营业收入超过3570亿元，从业人员141万人，市场规模约占全球市场份额的20%，是全球增长最快、最具潜力的检验检测市场。
3、超声无损检测设备市场
近年来，伴随着国家经济持续向好，产业结构调整不断深入，传统产业逐渐完成转型升级，向更高端发展；同时，人力和资本等资源向先进制造业集聚，直接刺激航空航天、汽车、高铁、轨道交通等重点行业的迅速发展，我国超声检测设备需求不断增长。
但目前由于受到资金、技术、研发力量、品牌等因素的限制，我国超声无损检测设备市场国产竞争力不足，主要依赖于进口。有数据显示，2017-2020年我国超声无损检测设备进口额占无损检测设备的比例总体逐年上升。以超声波探伤检测仪为例，2020 年我国超声波探伤检测仪进口额从2017年的48,928.02 万元增长到了69,819.16 万元，占无损检测设备的比例从2017年的43.68%增长到了46.98%。由此可见，我国超声无损检测设备市场进口替代有着较大的发展空间。
X线无损检测新能源市场潜力大 国产化率持续提升
数字化X线探测器的应用范围非常广泛，涉及医疗、工业无损检测及安全检查等不同领域。
随着电子产品的轻便化、智能化发展，半导体的尺寸在不断缩小，对集成电路封装密度的要求逐渐提高，与之相对应的缺陷要求检测精度需达到纳米或微米级别。而工业X射线检测设备或微焦点X射线检测设备可以满足复杂的集成电路及电子制造工艺的多环节检测要求。
据弗若斯特沙利文数据显示，2018年全球X线探测器市场规模约为20亿美元，预计2024年市场规模将增长至28亿美元，年复合增长率为5.9%。
其中，2018年全球工业数字化X线探测器的市场规模约为1.9亿美元。除传统的无损探伤外，动力电池检测和半导体后端封装检测加快推动X射线探测器在工业领域的增长，预计2024年市场规模将增长至3.1亿美元，2018-24年CAGR超过9%。
全球数字化X射线探测器市场供给相对集中，海外巨头主要包括万睿视和Trixell，国产厂商主要包括奕瑞科技和康众医疗。
目前国内数字化X射线探测器产业链逐步完善，在日益激烈的市场竞争中，以奕瑞科技为代表的国产厂商凭借自主创新能力和本土化服务优势打破海外品牌的市场垄断，未来X射线探测器产能将逐步转移至中国，国产厂商也将因此迎来发展机遇，加速国产替代进程。
文章来源： 极目新闻，小夜思琪，远瞻智库，点滴汇聚价值