无损检测技术

无损检测技术

摘要：我国无损检测事业正出现前所未有的蓬勃发展的良好态势。在相当多的重要工业部门和国防单位，无损检测技术已融入国家总体经济发展目标，正在为解决国家急需解决的大型工程项目的安全和涉及安全、民生的重大项目服务。无损检测技术是机械工业的重要支柱，是一项典型的具有低投入、高产出的工程应用技术，也是实现经济可持续发展和绿色制造的重要保障。介绍我国在无损检测领域的一项新技术——磁记忆检测的基础理论研究方面取得的具有国际领先水平的成果，该项研究可为铁磁材料力磁耦合理论的发展奠定基础。简要介绍在航空、航天、石油化工、核电、特种设备安全等领域我国无损检测技术发展取得的主要成绩，特别介绍以声发射技术为中心的综合裂纹监、控技术在两种机型定、延寿中的重大作用。还就当前无损检测所面临的一些问题和今后发展方向进行探讨。

关键词：无损检测绿色无损检测飞机特种设备安全

1 前言

无损检测技术是机械工业的重要支柱，也是一项典型的具有低投入、高产出的工程应用技术。可能很难找到其他任何一个应用学科分支，其涵盖的技术知识之渊博、覆盖的基本研究领域之众多、所涉及的应用领域之广泛能与无损检测相比【l J。美国前总统里根在发给美国无损检测学会成立20周年的贺电中曾说过，(无损检测)能给飞机和空间飞行器、发电厂、船舶、汽车和建筑物等带来更高的可靠性，没有无损检测(美国)就不可能享有目前在飞机、船舶和汽车等众多领域和其他领域的领先地位。作为一门应用性极强的技术，只有与国家大型工程项目结合，解决国家大型和重点工程项目中急需解决的安全保障问题，无损检测技术才能有用武之地和广阔的发展空间瞄J。我国无损检测技术的快速发展得益于经济的快速发展和国家综合实力的快速增强。近十年来，我国经济一直处于快速发展期，无损检测事业也处于蒸蒸日上的局面，其总体形势和水平已是十年前无法比拟。在我国各工业部门和国防单位，我国无损检测工作者取得了令世人瞩目的成绩。

1.我国无损检测技术发展概况

我国无损检测技术的总体水平与其经济发展水平相一致，其在世界的地位多少也与中国经

济和工业水平，特别是装备制造业在世界的地位相一致。资料显示，我国在大型机械装备、交通运输装备、制造装备、航天及海洋工程机械等方面的自主化水平都有很大提高，2008年之后，中国作为世界机械制造大国、第二机械、电气与交通运输设备出口大国，已经屹立于世界机械制造大国之林。虽然无损检测技术本身在某种程度上并非一种直接的生产力，但是的技术水平却能反映一个国家的工业水平，并同国家的经济发展态势密切相关。与世界机械制造大国相适应的是，中国是一个无损检测大国，其无损检测市场是一个最具有活力、最具吸引力的市场。仅根据无损检测从业人员的数量看，有资料显示，中国大陆目前拥有直接从事或从事与无损检测相关技术工作的人员30万以上，涉及无损检测技术应用、科研、教学与培训、经销、技术咨询服务、工程服务等的单位约在5 000个，这是任何国家都无法比拟的。我国也是一个无损检测设备器材的需求大国和制造大国。中国现有从事无损检测服务的检验检测机构约2 000家，有2万多家机械制造和安装企业拥有自己的无损检测队伍。中国大陆每年对无损检测仪器的需求十分强劲，各种便携式无损检测设备的年度市场销售总额应当在数十亿元人民币之上，无损检测设备器材的制造单位可能多达近500烈引，在超声、涡流、磁粉和常规射线检测仪器方面己出现了一批规模化的生产企业或集团，一些前沿仪器，例如超声相控阵检测仪、超声衍射时差(Time of flight diffraction，TOFD)专用仪器、阵列涡流、工业电子计算机x射线断层扫描技术(Computed tomography，CT)也具备了市场化生产规模。

2.主要差距

近年来，我国无损检测的总体水平和综合实力都有很大程度的提高，在无损检测基础理论研究、技术开发、仪器设计和研制等方面都能在世界占有重要一席。目前国产无损检测器材设备基本能够满足国内常规无损检测市场的需求，这是十分可喜的。但就整体而言，在多数领域，我国的无损检测仪器、设备制造商目前尚不完全具备参与国际竞争的能力。我国无损检测仪器制造方面存在的低水平重复、急功近利和无序竞争等现象还相当严重，这也是我国仪器缺少国际竞争力的主要原因。在满足更多更新的无损检测要求方面尚有较大的开拓空间，特别是适应新型无损检测技术应用的设备，例如混凝土结构领域的无损检测、水下无损检测、地下管线的无损检测等。在一些高端无损检测仪器的制造方面，欧美等发达国家的总体水平要高于我国。差距还表现在创新水平和创新能力上，创新点较少，包括理论创新和技术创新，这是无损检测界存在的严重问题。以目前得到广泛应用的一些新方法或者获得广泛应用的方法为例，TOFD(虽然它并不包含十分高深的新知识)是英国学者SILK首先提出的；超声相控阵技术是在20世纪80年代从医疗领域引入工业应用，并在20世纪90年代初由欧美科学

家将其作为一种新的无损检测方法编入超声波检测手册和工程师培训教材。相控技术在我国雷达领域早已有应用，但我国无损检测技术人员并未提出过将其引入超声波检测技术。磁记忆检测技术是俄罗斯学者DUBOV首先提出的，脉冲涡流检测技术也是由国外推广应用到我国的。另外，目前发展相当迅速的激光散斑干涉技术、红外热成像技术和数字射线照相(包括平板探测器、CR、数字增强等)都来自国外一些公司或者科研单位，我国基本是在这些技术引入中国后才开始仿制，并走引进、消化和研制之路。

3.未来无损检测技术的发展方向及需要重视的领域

3.1检测技术的发展必须与我国工业发展的总体思路相适应

绿色制造，即采用节能、减排技术生产环境友好型机械制造设备无疑是机械制造业的发展方向。未来的无损检测设备也应该是绿色的，即环境友好型设备。因此，一些传统的、可能会对环境产生污染的检测方法将会逐步被淘汰，或者被新的方法、新的检测媒介所代替。首当其冲的是着色渗透，其次是磁粉探伤。对着色渗透而言，可能首先是采用环境友好型的渗透媒介，而磁粉探伤，随着漏磁检测技术的进步和检测灵敏度的提高，以及后者可能更容易实现智能检测和可视检测，由其代替磁粉探伤应当是早晚会发生的事情。另一已经发生并且加速进行的是数字射线检测技术终将代替传统的胶片检测方法。如果说过去传统胶片显像技术仍在x射线检测中发挥重要作用是由于考虑其成像质量仍要优于数字射线技术的话，那么，近年来，随着新型数字图像板和新型利用图像荧光存储的CR技术的飞速发展，数字射线的成像效果已完全可与传统胶片相比美，因此，鉴于其环境友好的特征且能存贮、反复使用和实现远距离传输，由它代替传统胶片射线检测技术已指日可待。我国在这一领域任重而道远。

3.2大力发展更加科学合理的验证、评价制度

检测技术的验证方法特别重要，而验证方法的相互渗透和互认是全球经济一体化后技术交融的必然要求。很多工业化发达国家中虽然大都建立了自己的检测技术的验证体系，但也特别重视验证体系的互认和评价一致性，这反过来也促进了自己检测技术的进一步提高。在现有条件下，采用第三方验证、评价方式并使用高质量的试件(必要时可从国外进口)对同类产品的性能进行比较对促进仪器制造水平可能特别重要。

3.3大力发展结构健康监测技术

如同最好的“治病”方法是加强预防和早期诊断以“防患于未然”一样，所谓结构健康