無損檢測技術(shù)發(fā)展過程
無損檢測技術(shù)發(fā)展過程經(jīng)歷了三個階段:無損探傷階段、無損檢測階段和無損評價階段。一,階段是無損探傷,主要是探測和發(fā)現(xiàn)缺陷,二,階段是無損檢測,不僅僅是探測缺陷,還包括探測試件的一些其他信息,例如結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)等,并試圖通過測試,掌握更多的信息,無損評價則是第三階段,它不僅要求發(fā)現(xiàn)缺陷,探測試件的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài),還要求獲取更準(zhǔn)確的綜合的信息,例如缺陷的形狀、尺寸、位置、取向、內(nèi)含物、缺陷部位的組織、殘余應(yīng)力等,結(jié)合成像技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機(jī)數(shù)據(jù)分析和處理等技術(shù),材料力學(xué)、斷裂力學(xué)等知識綜合應(yīng)用,對試件或產(chǎn)品的質(zhì)量和性能給出準(zhǔn)確的評價。
常用的無損檢測方法有:射線檢測,超聲波檢測,磁粉檢測、渦流檢測、聲發(fā)射檢測。為滿足生產(chǎn)的需求,并伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展,無損檢測的方法和種類日益繁多,除了上面提到的幾種方法外,激光、紅外、微波、液晶等技術(shù)都被應(yīng)用于無損檢測。無損檢測技術(shù)的產(chǎn)生有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。例如,用于探測工業(yè)產(chǎn)品缺陷的x射線照相法是在德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后才產(chǎn)生的,超聲波檢測是在兩次大戰(zhàn)中迅速發(fā)展的聲納技術(shù)和雷達(dá)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的,磁粉檢測建立在電磁學(xué)理論的基礎(chǔ)上,而檢測得益于物理化學(xué)的進(jìn)展等。
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,對產(chǎn)品質(zhì)量和結(jié)構(gòu)性,使用可靠性提出了越來越高的要求,由于無損檢測技術(shù)具有不破壞試件,檢測靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),所以其應(yīng)用日益廣泛。目前,無損檢測技術(shù)在國內(nèi)許多行業(yè)和部門,例如機(jī)械、冶金、石油氣、石化、化工、航空航天、船舶、鐵道、電力、核工業(yè)、兵器、煤炭、有色金屬、建筑等,都獲得廣泛應(yīng)用。
應(yīng)用無損檢測技術(shù)優(yōu)點(diǎn)有:
一、及時發(fā)現(xiàn)缺陷,提高產(chǎn)品質(zhì)量
應(yīng)用無損檢測技術(shù),可以探測到肉眼無法看到的試件內(nèi)部的缺陷,在對試件表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)時,通過無損檢測方法可以探測出許多肉眼很難看見的細(xì)小缺陷。由于無損檢測技術(shù)對缺陷檢測的應(yīng)用范圍廣,靈敏度高,檢測結(jié)果可靠性好,因此在容器和其他產(chǎn)品制造的過程檢驗(yàn)和質(zhì)量檢驗(yàn)中普遍采用。
采用破壞性檢測,在檢測完成的同時,試件也被破壞了,因此破壞性檢測只能進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。與破壞性檢測不同,無損檢測不需損壞試件就能完成檢測過程,因此無損檢測能夠?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)或逐件檢驗(yàn)。許多重要的材料、結(jié)構(gòu)或產(chǎn)品,都保證萬無一失,只有采用無損檢測手段,才能為質(zhì)量保證。
二、設(shè)備運(yùn)行的保證
即使是設(shè)計和制造質(zhì)量完全符合規(guī)范要求的容器,在經(jīng)過一段時間使用后,也有可能發(fā)生破壞事故,這是由于苛刻的運(yùn)行條件使設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化,例如由于高溫和應(yīng)力的作用導(dǎo)致材料蠕變,由于溫度、壓力的波動產(chǎn)生交變應(yīng)力,使設(shè)備的應(yīng)力集中部位產(chǎn)生疲勞,由下腐蝕作用使壁厚減薄或材質(zhì)劣化等等。上述因素有可能使設(shè)備中原來存在的,制造規(guī)范允許的小缺陷擴(kuò)展開裂,或使設(shè)備中原來沒有缺陷的地方產(chǎn)生樣或那樣的缺陷,導(dǎo)致設(shè)備失效。為了保障使用,對在用鍋爐壓力容器,定期進(jìn)行檢驗(yàn),及時發(fā)現(xiàn)缺陷,避免事故發(fā)生。
三、制造工藝的改進(jìn)
在產(chǎn)品生產(chǎn)中,為了了解制造工藝足否適宜,事先進(jìn)行工藝試驗(yàn)。在工藝試驗(yàn)中,經(jīng)常對工藝試樣進(jìn)行無損檢測,并根據(jù)檢測結(jié)果改進(jìn)制造工藝,確定理想的制造工藝。例如,為了確定焊接工藝規(guī)范,在焊接試驗(yàn)時對焊接試樣進(jìn)行射線照相。隨后根據(jù)檢測結(jié)果修正焊接參數(shù),能夠達(dá)到質(zhì)量要求的焊接工藝。又如,在進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計時,通過射線照相探測試件的缺陷發(fā)生情況,并據(jù)此改進(jìn)澆口和冒口的位置,確定臺適的鑄造工藝。
四、節(jié)約資金,降低生產(chǎn)成本
在產(chǎn)品制造過程中進(jìn)行無損檢測,往往被認(rèn)為要增加檢測費(fèi)用,從而使制造成本增加??墒侨绻谥圃爝^程中間的適當(dāng)環(huán)節(jié)正確地進(jìn)行無損檢測,就是防止以后的工序浪費(fèi),減少返工,降低廢品率,從而降低制造成本。例如,在厚板焊接時,如果在焊接全部完成后再無損檢測,發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷需要返修,要花費(fèi)許多工時或者很難修補(bǔ)。因此可以在焊至一半時先進(jìn)行一次無損檢測,確認(rèn)沒有超標(biāo)缺陷后再繼續(xù)焊接,這樣雖然無損檢測費(fèi)用有所增加,但總的制造成本降低了。又如,對鑄件進(jìn)行機(jī)械加工,有時不允許機(jī)加上后的表面上出現(xiàn)夾渣、氣孔、裂紋等缺陷,選擇在機(jī)加工前對要進(jìn)行加工的部位實(shí)施無損檢測,對發(fā)現(xiàn)缺陷的部位就不再加工,從而降低了廢品率,節(jié)省了機(jī)加工工時。
應(yīng)用無損檢測時,應(yīng)注意的問題有:
1、與破壞性檢測相配合
無損檢測的較大特點(diǎn)是能在不損傷材料、工件和結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行檢測,所以無損檢測后,產(chǎn)品的檢查率可以達(dá)到100。但是,并不是所有需要測試的項目和指標(biāo)都能進(jìn)行無損檢測,無損檢測技術(shù)自身還有局限性。某些試驗(yàn)只能采用破壞性檢測,因此,在目前無損檢測還不能完全代替破壞性檢測。也就是說,對一個工件、材料、機(jī)器設(shè)備的評價,把無損檢測的結(jié)果與破壞性檢測的結(jié)果互相對比和配合,才能作出準(zhǔn)確的評定。例如液化石油氣鋼瓶除了無損檢測外還要進(jìn)行爆破試驗(yàn)。鍋爐管子焊縫,有時要切取試樣做金相和斷口檢驗(yàn)。
2、正確選擇檢測時機(jī)
在進(jìn)行無損檢測時,根據(jù)無損檢測的目的,正確選擇無損檢測實(shí)施的時機(jī)。例如,鍛件的超聲波探傷,一般安排在鍛造完成且進(jìn)行過粗加工后,鉆孔、銑槽、精磨等機(jī)加工前,因?yàn)榇藭r掃查面較平整,耦合較好,有可能干擾探傷的孔、槽、臺還未加工,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題處理也較容易,損失也較小,又例如,要檢查高強(qiáng)鋼焊縫有無延遲裂紋,無損檢測實(shí)施的時機(jī),就應(yīng)安排在焊接完成24h以后進(jìn)行。要檢查熱處理工藝是否正確,就應(yīng)將無損檢測實(shí)施時機(jī)放在熱處理之后進(jìn)行。只有正確的選用實(shí)施無損檢測的時機(jī),才能順利地完成檢測,正確評價產(chǎn)品質(zhì)量。
3、合理選擇無損檢測方法
無損檢測在應(yīng)用中,由于檢測方法本身有局限性,不能適用于所有工件和所有缺陷,為了提高檢測結(jié)果的可靠性,在檢測前,根據(jù)被檢物的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸,預(yù)計可能產(chǎn)生什么種類,什么形狀的缺陷,在什么部位、什么方向產(chǎn)生,根據(jù)以上種種情況分析,然后根據(jù)無損檢測方法各自的特點(diǎn)選擇合適的檢測方法。例如,鋼板的分層缺陷因其延伸方向與板平行,就不適合射線檢測而應(yīng)選擇超聲波檢測。檢查工件表面細(xì)小的裂紋就不應(yīng)選擇射線和超聲波檢測,而應(yīng)選擇磁粉和檢測。此外,選用無損檢測方法和應(yīng)用時還應(yīng)充分的認(rèn)識到,檢測的目的不是片面的追求那種過高要求的產(chǎn)品“高質(zhì)量”,而是在保證充分性的同時要保證產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。只有這樣,無損檢測方法的選擇和應(yīng)用才會是正確的、合理的。
4、各種無損檢測方法綜合應(yīng)用
在無損檢測應(yīng)用中,需要認(rèn)識到任何一種無損檢測方法都不是的,每種無損檢測方法都有它自己的優(yōu)點(diǎn),也有它的缺點(diǎn)。因此,在無損檢測的應(yīng)用中,如果可能,不要只采用一種無損檢測方法,而盡可能多的同時采用兒種方法,以便保證各種檢測方法互相取長補(bǔ)短,從而取得更多的信息。另外,還應(yīng)利用無損檢測以外的其他檢測所得的信息,利用有關(guān)材料、焊接、加工工藝的知識及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的知識,綜合起來進(jìn)行判斷,例如,超聲波對裂紋缺陷探測靈敏度較高,但定性不準(zhǔn)是其不足,而射線的優(yōu)點(diǎn)是對缺陷定性比較準(zhǔn)確,兩者配合使用,就能保證檢測結(jié)果既可靠又準(zhǔn)確。