現(xiàn)代無損檢測技術在工程中的應用與發(fā)展

[摘 要] 無損檢測技術是現(xiàn)代工程的“質(zhì)量衛(wèi)士”,現(xiàn)代無損檢測技術的發(fā)展將在現(xiàn)代化大工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來越大的作用。

[關鍵詞]無損檢測 現(xiàn)代工程 應用與發(fā)展

1.無損檢測 現(xiàn)代工程的“質(zhì)量衛(wèi)士”

無損檢測是建立在現(xiàn)代科學技術基礎上的一門應用型技術學科,它以不損壞被檢測物體內(nèi)部結(jié)構為前提,應用物理的方法,檢測物體內(nèi)部或表面的物理性能、狀態(tài)特性以及內(nèi)部結(jié)構,檢查物質(zhì)內(nèi)部是否存在不連續(xù)性(即缺陷),從而判斷被檢測物體是否合格,進而評價其適用性。無損檢測學科幾乎涉及到了物理科學中的光學、電磁學、聲學、原子物理學以及計算機、數(shù)據(jù)通訊等學科,在冶金、機械、石油、化工、航空、航天各個領域有廣泛的應用。假如沒有無損檢測技術的應用,鋼鐵的質(zhì)量難于保證,機器可能會停止運轉(zhuǎn),飛機難于起飛,火箭難于上天,汽車可能會在路上翻車,火車可能會出軌,石油和天然氣管道可能會發(fā)生泄漏,鍋爐和壓力容器可能會發(fā)生爆炸…,可以說,在現(xiàn)代科學技術應用領域中,沒有哪種技術能夠象無損檢測那樣具有如此廣泛的科學基礎和應用領域。作為現(xiàn)代工業(yè)的基礎技術之一,無損檢測技術在保證產(chǎn)品質(zhì)量和工程質(zhì)量上發(fā)揮著愈來愈重要的作用,其”質(zhì)量衛(wèi)士”的美譽已得到工業(yè)界的普遍認同。

無損檢測就其自身性質(zhì)而言,它著重于科學技術的具體應用,因此,它是一門應用性很強的技術性學科,具有很強的操作性或工藝性。操作技術的嫻熟與否,很大程度上決定著檢測結(jié)果的準確性,這種技術不僅表現(xiàn)在具體的操作上(例如:超聲波探頭的運動),而且表現(xiàn)在檢測機械的運動、自動化的控制、以及計算機的應用上,因此將無損檢測稱之為綜合應用型技術學科并不為過。

2.現(xiàn)代無損檢測技術的發(fā)展

進入二十世紀后期,世界的科學技術得到飛速的發(fā)展,也預示著無損檢測技術的飛速發(fā)展。以計算機和新材料為代表的新技術,促進無損檢測技術的快速發(fā)展,例如,射線實時成像檢測技術,工業(yè)CT技術的出現(xiàn),使射線檢測不斷拓寬其應用領域。雖然傳統(tǒng)的射線膠片照相檢測技術在檢測靈敏度、圖象清晰度等方面已日臻完美,然而射線檢測引進計算機數(shù)字圖象處理技術后,得到的數(shù)字處理圖象質(zhì)量可以與膠片圖象質(zhì)量相媲美。γ射線的應用和高能加速器的出現(xiàn),增大了射線的檢測厚度,使原來不易被低能射線穿透構件的檢測變?yōu)榭赡?例如在海關對集裝箱物品的檢驗。隨著納米技術的發(fā)展,納米材料制成圖象采集器件比現(xiàn)在的圖象增強器體積更小,容量更大,分辨率更高,圖象更加清晰?？梢灶A想,納米技術將會進一步推動射線成象技術的發(fā)展。

在當今的無損檢測技術中,超聲檢測以檢測靈敏度高、聲束指向性好、對裂紋等危害性缺陷檢出率高、適用性廣泛等優(yōu)點至今在無損檢測領域中占有重要的

地位。由于計算機技術的介入,超聲成象技術異軍突起,使超聲檢測技術向數(shù)字成象自動化方向發(fā)展;超聲檢測在復合材料和非金屬材料以及市政工程(例如城市供水供氣管網(wǎng)的核查)、水利工程(例如水庫大壩蟻穴的檢查)將發(fā)揮越來越在的作用。渦流檢測正向著數(shù)字成象、自動檢測和遠場檢測方向發(fā)展。

利用鐵磁性部件缺陷在外部強磁場的作用下產(chǎn)生漏磁現(xiàn)象來檢測部件缺陷的漏磁檢測法,已作為常規(guī)檢測技術應用于各種鐵磁部件的質(zhì)量檢驗中。在此基礎上又出現(xiàn)了一種先進的無損檢測技術 金屬磁記憶診斷技術,它能有效地應用于在役設備早期損傷檢測。其基本原理是:鐵磁性金屬如出現(xiàn)缺陷或缺陷形成之前,其微小區(qū)域的變化在地球磁場的作用下,會發(fā)出磁場變化的信息,即所謂的磁記憶特性。由于設備構件自身的遺傳性即在生產(chǎn)制造中形成的微觀的缺陷以及在后來的運行中負荷的關系,金屬的磁記憶以累積的方式表現(xiàn)出來,運行中構件負荷作用力的大小和方向的變化會引起金屬磁量值和方向的變化,對金屬構件表面漏磁場進行掃描檢測,便可確定應力集中的區(qū)域,從而間接地判斷該鐵磁構件存在缺陷的可能性。金屬的磁記憶方法不需要對設備表面進行預處理,能夠快速、準確地對設備進行診斷,從而達到設備疲勞損傷早期預警控制的目的。

目前無損檢測技術正向無損評價方向發(fā)展。無損檢測以檢出缺陷為目的,如果有超標缺陷,一般由無檢測人員決定是否返修。但不一定所有超標缺陷返修得越干凈越好;是否返修應取決于對缺陷進行有效的評價,因此,無損評價在無損檢測無損檢測的基礎上應運而生。無損評價基本做法是(1)對材料(構件)進行應力分析,根據(jù)構件承受的載荷,計算和測定構件有缺陷的部位的應力;(2)測定或估算缺陷部位和殘余應力;(3)確定材料的斷裂強度;(4)進行定量的無損檢測;(5)進行斷裂力學計算,判斷缺陷的危險程度,最后對缺陷的去留作評定。無損檢測評定的出現(xiàn)促進無損檢測向更高層次發(fā)展。

參考文獻:

[1] 國內(nèi)首套功能齊全的無損檢測網(wǎng)絡系統(tǒng)通過鑒定.http://www.eddysun-ndt.com

[2] EdwardWaltz等著,劉宗貴等編譯.多傳感器信息融合.1993

[3] 任吉林,林俊明等.金屬磁記憶檢測技術.北京:中國電力出版社,2000

[4] 李喜孟主編.無損檢測.北京:機械工業(yè)出版社,2001