现代无损检测技术在工程中的应用与发展

现代无损检测技术在工程中的应用与发展

[摘要] 无损检测技术是现代工程的“质量卫士”,现代无损检测技术的发展将在现代化大工业生产中发挥越来越大的作用。

[关键词]无损检测现代工程应用与发展

1.无损检测现代工程的“质量卫士”

无损检测是建立在现代科学技术基础上的一门应用型技术学科,它以不损坏被检测物体内部结构为前提,应用物理的方法,检测物体内部或表面的物理性能、状态特性以及内部结构,检查物质内部是否存在不连续性(即缺陷),从而判断被检测物体是否合格,进而评价其适用性。无损检测学科几乎涉及到了物理科学中的光学、电磁学、声学、原子物理学以及计算机、数据通讯等学科,在冶金、机械、石油、化工、航空、航天各个领域有广泛的应用。假如没有无损检测技术的应用,钢铁的质量难于保证,机器可能会停止运转,飞机难于起飞,火箭难于上天,汽车可能会在路上翻车,火车可能会出轨,石油和天然气管道可能会发生泄漏,锅炉和压力容器可能会发生爆炸…,可以说,在现代科学技术应用领域中,没有哪种技术能够象无损检测那样具有如此广泛的科学基础和应用领域。作为现代工业的基础技术之一,无损检测技术在保证产品质量和工程质量上发挥着愈来愈重要的作用,其”质量卫士”的美誉已得到工业界的普遍认同。

无损检测就其自身性质而言,它着重于科学技术的具体应用,因此,它是一门应用性很强的技术性学科,具有很强的操作性或工艺性。操作技术的娴熟与否,很大程度上决定着检测结果的准确性,这种技术不仅表现在具体的操作上(例如:超声波探头的运动),而且表现在检测机械的运动、自动化的控制、以及计算机的应用上,因此将无损检测称之为综合应用型技术学科并不为过。

2.现代无损检测技术的发展

进入二十世纪后期,世界的科学技术得到飞速的发展,也预示着无损检测技术的飞速发展。以计算机和新材料为代表的新技术,促进无损检测技术的快速发展,例如,射线实时成像检测技术,工业CT技术的出现,使射线检测不断拓宽其应用领域。虽然传统的射线胶片照相检测技术在检测灵敏度、图象清晰度等方面已日臻完美,然而射线检测引进计算机数字图象处理技术后,得到的数字处理图象质量可以与胶片图象质量相媲美。γ射线的应用和高能加速器的出现,增大了射线的检测厚度,使原来不易被低能射线穿透构件的检测变为可能,例如在海关对集装箱物品的检验。随着纳米技术的发展,纳米材料制成图象采集器件比现在的图象增强器体积更小,容量更大,分辨率更高,图象更加清晰。可以预想,纳米技术将会进一步推动射线成象技术的发展。

在当今的无损检测技术中,超声检测以检测灵敏度高、声束指向性好、对裂纹等危害性缺陷检出率高、适用性广泛等优点至今在无损检测领域中占有重要的

地位。由于计算机技术的介入,超声成象技术异军突起,使超声检测技术向数字成象自动化方向发展;超声检测在复合材料和非金属材料以及市政工程(例如城市供水供气管网的核查)、水利工程(例如水库大坝蚁穴的检查)将发挥越来越在的作用。涡流检测正向着数字成象、自动检测和远场检测方向发展。

利用铁磁性部件缺陷在外部强磁场的作用下产生漏磁现象来检测部件缺陷的漏磁检测法,已作为常规检测技术应用于各种铁磁部件的质量检验中。在此基础上又出现了一种先进的无损检测技术金属磁记忆诊断技术,它能有效地应用于在役设备早期损伤检测。其基本原理是:铁磁性金属如出现缺陷或缺陷形成之前,其微小区域的变化在地球磁场的作用下,会发出磁场变化的信息,即所谓的磁记忆特性。由于设备构件自身的遗传性即在生产制造中形成的微观的缺陷以及在后来的运行中负荷的关系,金属的磁记忆以累积的方式表现出来,运行中构件负荷作用力的大小和方向的变化会引起金属磁量值和方向的变化,对金属构件表面漏磁场进行扫描检测,便可确定应力集中的区域,从而间接地判断该铁磁构件存在缺陷的可能性。金属的磁记忆方法不需要对设备表面进行预处理,能够快速、准确地对设备进行诊断,从而达到设备疲劳损伤早期预警控制的目的。

目前无损检测技术正向无损评价方向发展。无损检测以检出缺陷为目的,如果有超标缺陷,一般由无检测人员决定是否返修。但不一定所有超标缺陷返修得越干净越好;是否返修应取决于对缺陷进行有效的评价,因此,无损评价在无损检测无损检测的基础上应运而生。无损评价基本做法是(1)对材料(构件)进行应力分析,根据构件承受的载荷,计算和测定构件有缺陷的部位的应力;(2)测定或估算缺陷部位和残余应力;(3)确定材料的断裂强度;(4)进行定量的无损检测;(5)进行断裂力学计算,判断缺陷的危险程度,最后对缺陷的去留作评定。无损检测评定的出现促进无损检测向更高层次发展。

参考文献:

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[2] EdwardWaltz等著,刘宗贵等编译.多传感器信息融合.1993

[3] 任吉林,林俊明等.金属磁记忆检测技术.北京:中国电力出版社,2000

[4] 李喜孟主编.无损检测.北京:机械工业出版社,2001