世界著名的質(zhì)量管理學家朱蘭曾說過,如果20世紀是生產(chǎn)力的世紀,那么21世紀就是質(zhì)量的世紀。
隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟水平的提高,質(zhì)量觀念和質(zhì)量意識逐漸深入人心,再加上現(xiàn)代科學技術的進步和工業(yè)的發(fā)展,所用的工業(yè)設備也變得越來越精細復雜,設備的檢測也變得尤為重要。
傳統(tǒng)的檢測方法需要拆解設備的部件再進行檢測,而隨著設備生產(chǎn)對微型化的重視,拆卸設備成了難題,無損檢測在此背景下發(fā)展起來。
無損檢測技術(NDT),是指在不損害或不影響被測對象使用性能及內(nèi)部組織的前提下,借助現(xiàn)代化的技術如射線、超聲、紅外、電磁等并結合儀器,通過分析材料、零件、設備對熱、聲、光、電、磁等反應的變化,進行檢查和測試的方法。
1978年,我國成立了中國機械工程學會無損檢測分會,它是一個全國性的無損檢測學術組織。無損檢測技術在一定程度上反映了一個國家工業(yè)發(fā)展水平,是工業(yè)發(fā)展不可少的有效工具,其重要性已得到公認。
現(xiàn)在的無損檢測技術的發(fā)展已經(jīng)相對成熟,主要的檢測方法有超聲波檢測技術(UT)、射線檢測技術(RT)、滲透檢測技術(PT)、磁粉檢測技術(MT)四種,其他檢測方法有渦流檢測技術(ECT)、紅外熱成像技術(TIR)等。
超聲波檢測技術(UT)
超聲波檢測技術是一種聲波方法,簡單來說就是利用超聲波能量來檢測材料或設備中的缺陷。一般的超聲波探傷系統(tǒng)由超聲波探傷儀和探頭組成,使用耦合劑,將探頭接觸的金屬表面進行打磨形成光滑清潔的表面后,將超聲波發(fā)射進入被測金屬,然后再接收從缺陷反射回來的回波并進行分析。
超聲波檢測技術廣泛適用于金屬、非金屬和復合材料的無損檢測,也可對較大厚度的設備進行內(nèi)部缺陷檢測,但它不適用于檢測形狀復雜或不規(guī)則的設備。
射線檢測技術(RT)
射線檢測技術是一種應用非常廣泛的無損檢測方法,常用的射線類型有X射線和γ射線兩種,它們具有極強的穿透力,能穿透肉眼無法穿透的材料,使另一邊的膠片感光。再通過分析膠片上的信息判斷出缺陷。
X射線檢測技術的優(yōu)點有很多,如對缺陷的定位精準性高、對檢測結果記錄直觀等,在實踐應用方面技術適用于所有材料,普適性非常高,且測出的缺陷影像直觀、容易保存,一經(jīng)推出便受到各行各業(yè)的歡迎。
X射線檢測技術的應用非常廣泛,在工業(yè)領域它可以檢測鑄件和焊縫的氣泡和裂紋,在航空航天領域可以檢測精密鑄件的質(zhì)量,生活中常見的X射線無損檢測技術是醫(yī)院的X光檢測。
滲透檢測技術(PT)
滲透檢測技術也被稱為熒光滲透檢測,是一種液體滲透檢測,它分為清洗、涂滲透劑、顯像觀察(利用紫外線)和清除表面顯影劑四個步驟,可適用于金屬、非金屬、磁性、非磁性等各種材料的檢測,具有靈敏度高、顯示直觀、操作方便等特點,能夠檢測出材料缺陷的形貌和分布狀態(tài)。但它只能檢測出缺陷的表面分布,無法確定其實際深度并對缺陷做出定量評價。
如今滲透檢測技術已經(jīng)成為維修領域不可少的檢測方法,是評級工程材料、零部件質(zhì)量的重要技術方法,也是提升生產(chǎn)效率、改進工藝的重要手段。
磁粉檢測技術(MT)
磁粉檢測技術的基本原理是將鐵、鈷、鎳等磁性材料置于強磁場中,待它們被磁化后,由于磁性材料表面和近表面不連續(xù)性的存在,磁粉會形成肉眼可見的磁痕,主要分為預處理、磁化、施加磁粉、檢查和后處理五個步驟。
磁粉檢測技術只能用于磁性材料表面和近表面的缺陷檢測,可檢測出它們不能目視的不連續(xù)性,并顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。它的缺點是對被檢測材料表面光滑度和檢測人員技術要求高,檢測速度慢、范圍小。
渦流檢測技術(ECT)
談起渦流檢測技術,讓我們先來了解一下什么是渦流。當通有交流電的線圈套在被測金屬板外使,線圈附近及其內(nèi)部會產(chǎn)生交變磁場,這時被測試件中會產(chǎn)生旋渦形狀的交變感應電流,我們成為渦流。
渦流檢測技術是利用電磁感應原理,通過檢測試件內(nèi)的渦流變來測定各種金屬材料及少量非金屬如石墨、碳纖維復合材料等材料的性能的技術。檢測時線圈不需要與被測物接觸,可進行告訴檢測,與其他檢測技術相比更容易實現(xiàn)自動化,但它并不適用于檢測形狀復雜的物體及大部分非金屬材料。
隨著計算機技術、微電子學和各種信號處理技術的發(fā)展,渦輪檢測技術也在不斷發(fā)展和更新,并被應用于航空、航天等各種高端領域。
紅外熱成像檢測技術(TIR)
紅外熱成像技術是近年來逐漸應用廣泛的新興檢測技術,它與前面提到的ECT一樣,是一種非接觸式檢測技術,目前廣泛應用于航空航天、生物醫(yī)療、機械化工等領域。
熱量從物體內(nèi)溫度較高的部分傳遞到溫度較低的部分,或者從溫度較高的物體傳到溫度較低的物體的過程叫做熱傳導;研究表明,任何高于絕對零度的物體都會向外界不停地發(fā)射電磁波,這就是電磁輻射。建立在熱傳導理論和電磁輻射基礎上的紅外成像檢測技術,可通過紅外成像以的檢測結果分析物體內(nèi)部能量流動情況,對物體缺陷進行判定。
無損檢測技術發(fā)展到今天,憑借它堅實的理論基礎和高妙的技藝,成為國民經(jīng)濟生產(chǎn)中質(zhì)量控制和質(zhì)量保證的重要方法,在各行各業(yè)發(fā)揮著巨大的作用。隨著現(xiàn)代的計算機技術、數(shù)字處理技術、實時成像技術的發(fā)展,推動著無損檢測技術的應用面越來越廣,在未來,無損檢測技術將持續(xù)朝著數(shù)字化、實時化、大型化趨勢邁進。
(原標題:質(zhì)量的世紀 無損檢測技術的概述)