淺談無損檢測技術(shù)發(fā)展趨勢以及應(yīng)用

撰文/王征鋒

■310003 中國檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)浙江有限公司 浙江 杭州

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淺談無損檢測技術(shù)發(fā)展趨勢以及應(yīng)用

撰文/王征鋒

■310003 中國檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)浙江有限公司 浙江 杭州

本文首先系統(tǒng)地介紹了我國現(xiàn)階段常見的無損檢測技術(shù)，然后分析無損檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍， 最后討論了無損檢測技術(shù)未來的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：無損檢測；常規(guī)檢測；應(yīng)用范圍；發(fā)展趨勢

我國的無損檢測正呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，在眾多重要部門，工業(yè)制造業(yè)、建筑行業(yè)、國防單位等，無損檢測技術(shù)都已得到普遍應(yīng)用?，F(xiàn)階段無損檢測技術(shù)也已經(jīng)納入到國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)，成為解決我國大型工程項(xiàng)目安全的重要服務(wù)內(nèi)容。無損檢測技術(shù)投入成本低、產(chǎn)出效果好的重要工程應(yīng)用技術(shù)，是我國機(jī)械工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境友好型發(fā)展的重要保證。我國無損檢測技術(shù)在近幾年獲得了極大的發(fā)展，其應(yīng)用范圍也逐漸從航空航天、核電水利、石油化工等特殊行業(yè)，向建筑、交通等貼近人們社會生活的行業(yè)普及。

無損檢測技術(shù)分類

無損檢測技術(shù)，即在不破壞待測物質(zhì)原有狀態(tài)的前提下，獲取其結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、成分等物理或化學(xué)性質(zhì)的的檢測技術(shù)。

a射線檢測

射線檢測是通過對比射線穿透物體時的衰減程度，對被檢測對象的結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行檢測。對穿過被測對象的射線進(jìn)行顯影，通過衰減程度的不同，獲得物體內(nèi)部信息，從而找出缺陷部位，對工程質(zhì)量進(jìn)行評價。檢測過程較常用的射線包括X射線、β射線等。在鋼結(jié)構(gòu)中運(yùn)用射線檢測方法，再結(jié)合電子成像技術(shù)，能夠明顯地顯示出鋼材料的缺陷部位和焊縫性質(zhì)。

b超聲相控陣技術(shù)

超聲檢測是我國工業(yè)項(xiàng)目中應(yīng)用最為廣泛的無損檢測技術(shù)。傳統(tǒng)超聲檢測需要需要耦合劑和換能器足夠接近被檢測對象，才能夠發(fā)揮作用。最近幾年發(fā)展起來的相控陣超聲無損檢測技術(shù)，能夠靈活偏轉(zhuǎn)或聚焦聲束，通過多聲束掃描成像進(jìn)行無損檢測。相控陣超聲檢測采用多陣元換能器發(fā)射和接收超聲波波束，再通過各陣元發(fā)射或接收到超聲脈沖的時間延遲，改變被測對象內(nèi)聲束的聚焦點(diǎn)和方向，最后經(jīng)機(jī)械或電子掃描進(jìn)行成像處理。與傳統(tǒng)超聲檢測相比，信噪比更高，有效探傷面積更大，超聲束更窄，探傷精度更高?，F(xiàn)階段我國相控陣技術(shù)的主要研究發(fā)展方向新材料傳感器與換能器陣列的開發(fā)，另一發(fā)展趨勢則是通過微機(jī)電技術(shù)制造密度更高的換能器陣列，用于復(fù)雜形狀工件的檢測。相比國外，我國的超聲相控陣無損檢測仍處于起步階段，發(fā)展能有效應(yīng)用于重型工業(yè)現(xiàn)場的相控陣檢測系統(tǒng)仍是未來研究的重要內(nèi)容。

c滲透檢測

滲透檢測是指將熒光材料或其他染色材料制成滲透液體，涂抹到被檢測物體表面，經(jīng)過一段時間后，觀察滲透部位。滲透液能夠通過表面裂口滲透進(jìn)所有缺陷部位，載通過顯像劑的作用，對零件缺陷部位進(jìn)行顯色標(biāo)記。滲透檢測技術(shù)的設(shè)備簡單，便于攜帶，不依賴電源，而且適用于非金屬材料，因此使用廣泛，但也存在對微小缺陷的檢測效果較差，檢測后清理工作困難等缺點(diǎn)。

d磁記憶檢測

磁記憶檢測方法指的是通過對構(gòu)件磁化后的狀態(tài)進(jìn)行測量，推斷出其應(yīng)力集中區(qū)狀況的無損檢測方法。該技術(shù)是20世紀(jì)初首先由俄羅斯人杜波夫教授提出的，用于檢測材料應(yīng)力集中位置與疲勞損傷情況的無損檢測技術(shù)。大多工業(yè)項(xiàng)目工程中會用到的壓力容器，運(yùn)行過程中會受到壓力、溫度、內(nèi)部材料的作用，在應(yīng)力集中部位容易開裂，高溫設(shè)備還容易引發(fā)蠕變損傷，應(yīng)力集中區(qū)往往成為構(gòu)件受損的的部位，而大部分的設(shè)備損傷和工業(yè)事故都是由于應(yīng)力集中去構(gòu)建故障造成的。磁記憶檢測方法就是用于發(fā)現(xiàn)容器設(shè)備的應(yīng)力集中部位，通過磁記憶檢測儀器對容器設(shè)備進(jìn)行快速掃查，查找焊縫等區(qū)域的應(yīng)力峰值部位，再對這些部位進(jìn)行內(nèi)部超聲檢測、硬度測試、表面磁粉檢測等，發(fā)現(xiàn)可能存在的微觀裂紋或材料損傷。

傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)，如射線檢測、超聲檢測、滲透檢測等，檢測結(jié)果很難精確到微觀損傷的程度，只能對一定尺寸的宏觀缺陷進(jìn)行檢測，而磁記憶檢測技術(shù)是通過對可能會產(chǎn)生裂縫或誘發(fā)損傷的應(yīng)力集中區(qū)域進(jìn)行檢測，檢測精度更加準(zhǔn)確；對外表面進(jìn)行磁記憶掃查時，通過構(gòu)建數(shù)據(jù)模型對設(shè)備容器的整體狀態(tài)進(jìn)行分析，科學(xué)預(yù)測應(yīng)力發(fā)展情況，為設(shè)備容器的安全性提供更多參考依據(jù)，便于檢修計(jì)劃的制定。另外，磁記憶檢測技術(shù)多用設(shè)備儀器都是通過自帶電源控制，無需在檢測現(xiàn)場使用火、電，更加安全環(huán)保。

無損檢測技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

a冶金

冶金工業(yè)主要指對金屬礦物進(jìn)行勘探、開采、冶煉、軋制成材的工業(yè)類型，主要包括鋼鐵工業(yè)和有色冶金工業(yè)兩大類。其主要產(chǎn)品管、棒、絲等金屬材料，普遍應(yīng)用與各工業(yè)制造項(xiàng)目和生產(chǎn)生活之中。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，冶金工業(yè)部門必須對出產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行檢測。無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，有效提高了冶金產(chǎn)品的檢出速度和生產(chǎn)質(zhì)量。目前應(yīng)用于冶金工業(yè)的無損檢測技術(shù)主要有渦流自動檢測技術(shù)、超聲自動檢測技術(shù)，以及漏磁自動檢測技術(shù)。

b電力

隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，各產(chǎn)業(yè)設(shè)備對電力的要求都不斷提高，超高壓、超臨界，甚至核電機(jī)組等設(shè)備的投入使用，都對承壓部件、高度運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)件的性能提出了更高要求。對電力設(shè)備進(jìn)行無損檢測能夠更好地保證電力設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。應(yīng)用較多的檢測技術(shù)包括射線檢測、超聲檢測、渦流檢測等。

c鐵路運(yùn)輸

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市生活的快節(jié)奏成為常態(tài)，對交通運(yùn)輸?shù)乃俣纫蔡岢隽烁咭?。要提高運(yùn)行速度，必然對機(jī)車輪軸、鐵軌等材料的可靠性進(jìn)行優(yōu)化。目前應(yīng)用較為廣泛的無損檢測技術(shù)主要是手推式超聲路軌檢測，對機(jī)車軸承、鐵軌性質(zhì)進(jìn)行檢測，保證高速運(yùn)行條件下，列車的安全性。

d建筑施工

現(xiàn)代建筑的鋼結(jié)構(gòu)，是通過鋼材經(jīng)焊接連成整體，支撐整個建筑的剛性機(jī)構(gòu)，雖然鋼結(jié)構(gòu)整體剛度極強(qiáng)，但其中的焊縫質(zhì)量受焊接技術(shù)影響，可能會造成應(yīng)力集中，發(fā)生損壞，對整個建筑的質(zhì)量產(chǎn)生影響。利用無損檢測技術(shù)，能夠?qū)︿摬臋C(jī)構(gòu)進(jìn)行有效檢測，提前發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。超聲檢測技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)焊縫的無損檢測之中。

未來無損檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

a自動化

實(shí)現(xiàn)無損檢測技術(shù)的自動化，能夠有效縮短檢測時間，是提高工業(yè)生產(chǎn)效率的重要途徑。另外，在環(huán)境惡劣的區(qū)域發(fā)展無損檢測的自動化技術(shù)就顯得更為重要。現(xiàn)階段的激光超聲、磁記憶檢測等非接觸性無損檢測技術(shù)不斷發(fā)展，各類傳感器、換能器不但更新?lián)Q，這些新技術(shù)的應(yīng)用，都不斷推動者無損檢測技術(shù)自動化的發(fā)展。

b高智能化

無損檢測技術(shù)的高智能化主要體現(xiàn)在人性化設(shè)置方面，如開機(jī)自檢、界面設(shè)置、儀器測試參數(shù)的自主設(shè)置、儀器設(shè)定參數(shù)的靈活調(diào)用和存儲，以及自主通訊與數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。高智能化的無損檢測儀器將能夠通過與主計(jì)算機(jī)聯(lián)接，進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和專家審評；能夠通過設(shè)置數(shù)據(jù)參數(shù)自動識別和評價檢測對象的缺陷類型及工作狀態(tài)。進(jìn)行高智能化研究對未來無損檢測技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用具有重大的意義。

c數(shù)字化

數(shù)字化是工業(yè)發(fā)展的必然方向，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，其在無損檢測中應(yīng)用也愈加普遍，以CT和DR為代表的數(shù)字化射線檢測技術(shù)在近年來迅速發(fā)展，其與傳統(tǒng)射線檢測技術(shù)相比，具有明顯區(qū)別：首先數(shù)字圖像更方便存儲和復(fù)制，其次可以進(jìn)行數(shù)字化吃力，提高圖像效果，另外能夠進(jìn)入高校信息系統(tǒng)進(jìn)行傳遞，實(shí)現(xiàn)檢測工作的遠(yuǎn)程診斷和實(shí)時分析。

結(jié)語

我國的無損檢測技術(shù)研究發(fā)展較為迅速，在各工業(yè)部門應(yīng)用也極為普遍。但無損檢測未來發(fā)展仍然面臨挑戰(zhàn)，如何實(shí)現(xiàn)其健康可持續(xù)發(fā)展、創(chuàng)新檢測思路和無損理念，都值得相關(guān)研究部門的重點(diǎn)思考。在數(shù)字化、信息化技術(shù)愈發(fā)普遍的現(xiàn)代社會，我國無損檢測技術(shù)的發(fā)展仍有較長的路要走。另外，如何提高我國無損檢測的核心技術(shù)能力，充分利用現(xiàn)有資源進(jìn)行技術(shù)整合，形成國際競爭力，也是無損檢測工作未來需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

參考：

［1］曾瓊，肖江文，袁建輝.淺談無損檢測技術(shù)的發(fā)展與展望［J］.計(jì)量與測試技術(shù)，2006（12）.

［2］王文浩.淺談超聲無損檢測的發(fā)展趨勢［J］.化學(xué)工程與裝備.2013（5）.

［3］喬偉峰，楊科偉，李舒萍.淺談無損檢測技術(shù)在建筑工程檢測中的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（6）.