无损检测的基本理论、检测方法和对检测结果的分析,特别是对一些典型应用实例的剖析,也就成为工程技术人员的必备知识。
值得说明的是,无损检测技术并非所谓的“成形技术”,因而对产品所期待的使用性能或质量只能在产品制造中达到,而不可能单纯靠产品检验来完成。

无损检测的优点[5]

提高产品的可靠性;确定产品是否达到了规定的要求;为检修提供资料;防止事故;降低损失。

无损检测的使用[5]

制造期间:作为过程检验和质量控制的手段。在制造期间,无损检测用来检验产品是否符合给定的质量标准。它可以检测制造中产生的缺陷。这些缺陷的物理性能和危害性也都能得到评估。在役检验:在这种情况下,无损检测用来检测组件或结构在运行过程中可能产生的缺陷。检测是否有裂纹产生,或原有裂纹是否有扩展。这些裂纹的形成或扩展通常与疲劳有关。临界缺陷评估:这时无损检测的使用通常包括对结构中已知缺陷进行彻底检查,为“合乎使用”评估和断裂力学计算提供详细的信息。

无损检测的新技术[3]

随着科学技术的发展,无损检测的新技术也越来越多,例如激光全息无损检测、声振检测、微波无损检测、声发射检测技术等。
1.激光全息无损检测
激光全息无损检测是在全息照相技术的基础上发展起来的一种检测技术。
激光全息检测是利用激光全息照相来检测物体表面和内部缺陷的,因为物体在受到外界载荷作用下会产生变形,这种变形与物体是否含有缺陷直接相关,在不同的外界载荷作用下,物体表面的变形程度是不相同的。激光全息照相是将物体表面和内部的缺陷,通过外界加载的方法,使其在相应的物体表面造成局部的变形,用全息照相来观察和比较这种变形,并记录在不同外界载荷作用下的物体表面的变形情况,进行观察和分析,然后判断物体内部是否存在缺陷。
激光全息检测对被检对象没有特殊要求,可以对任何材料、任意粗糙的表面进行检测。这种检测方法还具有非接触检测、直观、检测结构便于保存等特点。但如果物体内部的缺陷过深或过于微小,激光全息检测这种方法就无能为力了。
2.声振检测
声振检测是激励被测件产生机械振动,通过测量被测件振动的特征来判定其质量的一种无损检测技术。
3.微波无损检测
微波能够贯穿介电材料,能够穿透声衰很大的非金属材料,所以微波检测技术在大多数非金属和复合材料内部的缺陷检测及各种非金属测量等方面获得了广泛的应用。
4.声发射检测
技术声发射是一种物理现象,大多数金属材料塑性变形和断裂是有声发射产生,但其信号的强度很弱,需要采用特殊的具有高灵敏度的仪器才能检测到。各种材料的声发射频率范围很宽,从次声频、声频到超声频。利用仪器检测、分析声发射信号并利用声发射信息推断声发射源的技术称为声发射技术。
声发射检测必须有外部条件的作用,使材料或构件发声,使材料内部结构发生变化。因此声发射检测是一种动态无损检测方法,即结构、焊接接头或材料的内部结构、缺陷处于运动变化的过程中,才能实施检测。
5.红外无损检测
红外无损检测是利用红外物理理论,把红外辐射特性的分析技术和方法,应用于被检对象的无损检测的一个综合性应用工程技术。
红外无损检测具有操作安全、灵敏度高、检测效率高等优点。但是红外无损检测也存在确定温度值困难,难以确定被检物体的内部热状态,价格昂贵等问题。

无损检测方法选择的影响因素[4]

1.经济方面
目前,在加工制造业利用无损检测技术对成品进行最终检测,其主要目的是使用户满意。当然将无损检测指定用作工艺质量控制时,第一步便是根据产品(或工程)的要求制订实用的验收回收标准,该标准将成为实际检测工作的依据。
但无损检测技术在质量和成本竞争中的地位又如何呢?这里应评估的有两个成本因子,即制造成本和使用期成本。成本的高低,往往主要取决于对产品的内在质量及对关键零部件及组装件的检测效能。例如:日本小汽车中30%的零件,采用无损检测后,质量迅速超过美国;德国奔驰汽车公司对汽车的几千个零件全部进行无损检测后,运行公里数增加了一倍,大大提高了在国际市场上的竞争能力。
当然应用无损检测技术,必须有全局观念,对其局部的有限的使用,经济收益未必能表现得那么明显。例如:若能检测出钢中的夹层,就可减少焊缝中产生的缺陷,而要防止钢中存在夹层,在轧钢时就应检测钢坯,当然要保证钢坯的质量,在连续铸造时就应对工艺过程进行有效的控制。在此过程中,一环紧扣一环,无损检测掺插或融入产品的生产制造过程。而这一切控制和检测工作,在资本投入方面,往往是某些企业领导人最为关注的。据资料统计,世界上先进的大型企业,在检测方面的投资有的高达整个企业投资的10%。也就是说,无损检测方法的采用,首先应考虑必要的资本投入,并详细评估资金的回收(如图所示)。
2.技术方面
在工程技术界人们普遍认为:(1)没有缺陷的材料是不存在的,而所有的装置、设备又都是选用不同材料来制作零部件,然后安装而成的;(2)不产生缺陷的(多少轻重不一)加工方法是没有的,而所有的零部件都是经过多种加工工序制造的。
在对材料或构件进行无损检测时,不论在什么情况下,首先检测对象要明确,才能确定应该采用怎样的检测方法和检测规范来达到预定的目的。为此,必须预先分析被检工件的材质、成形方法、加工过程和使用经历,必须预先分析缺陷的可能类型、方位和性质,以便有针对性地选择恰当的检测方法进行检测。为了达到各种不同的检测目的,发展并应用了各种不同的检测方法。在所有这些无损检测方法中,可以说都是很重要的,且往往又是不能完全相互替代的。或者说在诸多的无损检测方法中,没有哪一种方法是万能的。
根据检测目的或被检对象的重要性,需要用来描述材料和构件中缺陷状态的数据相应的有多有少,且任何一种检测方法都不可能给出所需要的全部信息。因此,从发展的角度来看,有必要使用两种或多种无损检测方法,并使之形成一个检测系统,才能比较满意地达到检测目的,对大型复杂设备的检测就更是如此。

参考文献

↑ 陈作炳,马晋主编.工程训练教程.清华大学出版社,2010↑ 王新颖,王凯全编著.危险化学品设备安全.中国石化出版社,2005↑3.03.1李英顺主编.现代检测技术.中国水利水电出版社,2009↑4.04.1李胜利主编.材料加工实验与测试技术.冶金工业出版社,2010↑5.05.1(英)厄兰,纳会,加登著,郑津洋,孙国有,陈志伟,丁守宝,方晓斌 马夏康,徐平译.欧盟承压设备实用指南.化学工业出版社,2005
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