該研究開拓項目與2012年榮獲“全國市政行業市政工程科學技術獎”二等獎。
項目研究概況介紹：
該項目把國內外最先進的衍射時差法超聲檢測技術（TOFD技術）和超聲相控陣技術引入鋼橋的焊縫質量檢測中，通過室內模擬缺陷試驗對比分析，并運用計算機仿真技術，得出如下結論：1）在對鋼橋對接焊縫檢測中，TOFD技術操作簡單方便、易攜帶、無輻射；能準確定位和定性；能準確定量實時顯示缺陷長度和高度數據；能永久保存所有焊縫的二維黑白數據圖像；檢測對接焊縫效率非常高。2）超聲相控陣技術對對接焊縫、T接焊縫、角接焊縫、Y接焊縫和異型相貫焊縫中不同類型缺陷的檢測有很好的檢出效果，對于一些受幾何條件限制常規超聲無法檢測的焊縫也能實施檢測。
1）研究得出TOFD、相控陣技術在鋼橋焊縫檢測中可以準確定出缺陷位置、長度、深度和高度，并且根據視圖可以對缺陷進一步判定性質，較普通超聲、射線檢測具有更高的精度，檢測方便快捷，不需要清場即可檢測，可加快施工進度。該項技術也可為在役鋼橋的質量監控提供技術手段。
2）研究驗證了超聲相控陣技術較常規探傷方法更適用于對接焊縫、T接焊縫、角接焊縫、Y接焊縫和異型相貫焊縫中不同類型缺陷的檢測，且安全無輻射，具備取代射線檢測的技術條件，建議將該方法列入鋼橋探傷檢測相關標準中。
4）在國內首次把TOFD和超聲相控陣技術同時應用于新建鋼橋無損探傷檢測中，證實了其較常規探傷方法具有速度快、效率高、定量定位準等技術優勢，并成功應用了CIVA仿真軟件優化無損探傷檢測方案。
國內外同類技術的研發與應用：
進入20世紀90年代，隨著現代傳感與通信技術的發展，無損檢測技術發展迅猛，先后涌現出一大批新的檢測方法和檢測手段，使無損檢測技術向著智能化、快速化、系統化的方向發展。隨著TOFD、超聲相控陣技術等無損檢測技術的日臻成熟，許多國家開始了這些檢測方法的標準制定工作，如美國的ASTM、英國的BSI均頒布了有關標準，這些工作對無損檢測技術的工程應用起到了良好的促進作用。
TOFD的優勢是可以準確確定缺陷位置，精確測量缺陷，精度可達±0.3mm，但是在工件近表面存在檢測盲區，需進行系統的無損檢測研究擬補此項不足。超聲波相控陣技術則可以顯示出A，B，C，S多種顯示方式，并且描繪出缺陷的水平位置、自身高度、埋藏深度、自身寬度等大量信息，為檢測人員對缺陷進行判斷提供了依據。
2003年，在國內的特種設備行業，最早將TOFD技術用于工程檢測并申請成為企業標準的是中國第一重型機械集團公司。應用對象是神華煤液化工程中的壁厚達340mm的加氫反應器。目前，GB/T23902-2009《無損檢測 超聲檢測 超聲衍射聲時技術檢測和評價方法》已經制定，并于2009年12月01日實施。此外，在核工業、電力、石油系統，TOFD、相控陣技術的研究和應用也在蓬勃發展，影響日益擴大。
1）常規超聲技術和超聲相控陣技術均可以將試塊中的缺陷全部檢出，能夠達到焊縫質量檢驗的目的。
2）射線和TOFD在T型焊縫檢測應用較難。射線T型焊縫無法帖片和分析；TOFD需要更復雜的掃查裝置，并且檢測結束后數據分析較難。
3）相控陣技術能夠對焊縫內缺陷進行全數據記錄，可以準確定出缺陷位置、長度、深度和高度，并且根據視圖可以對缺陷進一步判定性質，對缺陷的判定較常規超聲直觀。
4）常規超聲檢測過程無法實現全紀錄，測量缺陷長度和高度利用波幅進行測量，誤差較大。通過對比數據，常規超聲測量缺陷的高度比實際偏小。
該項目成果把國內外最先進的TOFD和相控陣檢測技術引入鋼橋的焊縫質量檢測中，超聲衍射技術作為新興的前沿技術，具有比常規超聲檢測和射線檢測更明顯的優勢，目前已經成功應用于天津市靜海團泊新橋工程，獲得監理及業主的一致認可。
1、項目經濟效益：超聲衍射技術作為新興的前沿技術，具有比常規超聲檢測和射線檢測更明顯的優勢。TOFD技術和超聲相控陣技術能夠對焊縫內缺陷進行全數據記錄，可以更準確定出缺陷位置、長度、深度和高度，故可對缺陷的整體性進行評價，對缺陷的定性更加準確。由于采用TOFD技術和超聲相控陣技術檢測方便快捷，檢測過程中不用清場，減少了大量的檢測費用成本和人工費，同時整體工期縮短2周，工程施工獲得了良好的經濟效益。
2、項目社會效益：1）由于超聲衍射技術的在缺陷檢測精確性和成像性方面較常規方法得到較大增強，因此為鋼結構橋梁的關鍵焊縫質量控制和運營期間的質量控制提供了更加科學、合理、有效的手段。2）超聲衍射技術的二維和三維彩色成像技術，為鋼結構橋梁的健康監控，尤其是對焊縫缺陷的發展趨勢監控提供了有效的檢測手段。3）由于超聲衍射技術的使用將減少甚至于取代射線源的使用，將降低擾民和輻射泄漏的可能性，并減少對周圍環境的影響。4）TOFD技術與超聲波相控陣采集的關鍵焊縫質量數據將為團泊新橋今后運營過程中質量監控及橋梁壽命預測提供大量有效數據，從而提高管理效率，對節約國家建設資金、提高公路橋梁服務質量具有積極意義，具有重大的綜合社會效益
