無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展過(guò)程
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展過(guò)程經(jīng)歷了三個(gè)階段:無(wú)損探傷階段、無(wú)損檢測(cè)階段和無(wú)損評(píng)價(jià)階段。一,階段是無(wú)損探傷,主要是探測(cè)和發(fā)現(xiàn)缺陷,二,階段是無(wú)損檢測(cè),不僅僅是探測(cè)缺陷,還包括探測(cè)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(guò)測(cè)試,掌握更多的信息,無(wú)損評(píng)價(jià)則是第三階段,它不僅要求發(fā)現(xiàn)缺陷,探測(cè)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(dòng)化技術(shù)、計(jì)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(shí)綜合應(yīng)用,對(duì)試件或產(chǎn)品的質(zhì)量和性能給出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。
常用的無(wú)損檢測(cè)方法有:射線檢測(cè),超聲波檢測(cè),磁粉檢測(cè)、渦流檢測(cè)、聲發(fā)射檢測(cè)。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(wú)損檢測(cè)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(wú)損檢測(cè)。無(wú)損檢測(cè)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(cè)工業(yè)產(chǎn)品缺陷的x射線照相法是在德國(guó)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(cè)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(kāi)發(fā)出來(lái)的,磁粉檢測(cè)建立在電磁學(xué)理論的基礎(chǔ)上,而檢測(cè)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(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和結(jié)構(gòu)性,使用可靠性提出了越來(lái)越高的要求,由于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有不破壞試件,檢測(cè)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),所以其應(yīng)用日益廣泛。目前,無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)許多行業(yè)和部門(mén),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(wú)損檢測(cè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)有:
一、及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷,提高產(chǎn)品質(zhì)量
應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù),可以探測(cè)到肉眼無(wú)法看到的試件內(nèi)部的缺陷,在對(duì)試件表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),通過(guò)無(wú)損檢測(cè)方法可以探測(cè)出許多肉眼很難看見(jiàn)的細(xì)小缺陷。由于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)缺陷檢測(cè)的應(yīng)用范圍廣,靈敏度高,檢測(cè)結(jié)果可靠性好,因此在容器和其他產(chǎn)品制造的過(guò)程檢驗(yàn)和質(zhì)量檢驗(yàn)中普遍采用。
采用破壞性檢測(cè),在檢測(cè)完成的同時(shí),試件也被破壞了,因此破壞性檢測(cè)只能進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。與破壞性檢測(cè)不同,無(wú)損檢測(cè)不需損壞試件就能完成檢測(cè)過(guò)程,因此無(wú)損檢測(cè)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(wàn)無(wú)一失,只有采用無(wú)損檢測(cè)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(jì)和制造質(zhì)量完全符合規(guī)范要求的容器,在經(jīng)過(guò)一段時(shí)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(dòng)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(lái)存在的,制造規(guī)范允許的小缺陷擴(kuò)展開(kāi)裂,或使設(shè)備中原來(lái)沒(méi)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(duì)在用鍋爐壓力容器,定期進(jìn)行檢驗(yàn),及時(shí)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(duì)工藝試樣進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),并根據(jù)檢測(cè)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(shí)對(duì)焊接試樣進(jìn)行射線照相。隨后根據(jù)檢測(cè)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(jì)時(shí),通過(guò)射線照相探測(cè)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(tái)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(guò)程中進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),往往被認(rèn)為要增加檢測(cè)費(fèi)用,從而使制造成本增加??墒侨绻谥圃爝^(guò)程中間的適當(dāng)環(huán)節(jié)正確地進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),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(shí),如果在焊接全部完成后再無(wú)損檢測(cè),發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷需要返修,要花費(fèi)許多工時(shí)或者很難修補(bǔ)。因此可以在焊至一半時(shí)先進(jìn)行一次無(wú)損檢測(cè),確認(rèn)沒(méi)有超標(biāo)缺陷后再繼續(xù)焊接,這樣雖然無(wú)損檢測(cè)費(fèi)用有所增加,但總的制造成本降低了。又如,對(duì)鑄件進(jìn)行機(jī)械加工,有時(shí)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(duì)要進(jìn)行加工的部位實(shí)施無(wú)損檢測(cè),對(duì)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(shí)。
應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)時(shí),應(yīng)注意的問(wèn)題有:
1、與破壞性檢測(cè)相配合
無(wú)損檢測(cè)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(cè),所以無(wú)損檢測(cè)后,產(chǎn)品的檢查率可以達(dá)到100。但是,并不是所有需要測(cè)試的項(xiàng)目和指標(biāo)都能進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),無(wú)損檢測(cè)技術(shù)自身還有局限性。某些試驗(yàn)只能采用破壞性檢測(cè),因此,在目前無(wú)損檢測(cè)還不能完全代替破壞性檢測(cè)。也就是說(shuō),對(duì)一個(gè)工件、材料、機(jī)器設(shè)備的評(píng)價(jià),把無(wú)損檢測(cè)的結(jié)果與破壞性檢測(cè)的結(jié)果互相對(duì)比和配合,才能作出準(zhǔn)確的評(píng)定。例如液化石油氣鋼瓶除了無(wú)損檢測(cè)外還要進(jìn)行爆破試驗(yàn)。鍋爐管子焊縫,有時(shí)要切取試樣做金相和斷口檢驗(yàn)。
2、正確選擇檢測(cè)時(shí)機(jī)
在進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí),根據(jù)無(wú)損檢測(cè)的目的,正確選擇無(wú)損檢測(cè)實(shí)施的時(shí)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(guò)粗加工后,鉆孔、銑槽、精磨等機(jī)加工前,因?yàn)榇藭r(shí)掃查面較平整,耦合較好,有可能干擾探傷的孔、槽、臺(tái)還未加工,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)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(wú)延遲裂紋,無(wú)損檢測(cè)實(shí)施的時(shí)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(wú)損檢測(cè)實(shí)施時(shí)機(jī)放在熱處理之后進(jìn)行。只有正確的選用實(shí)施無(wú)損檢測(cè)的時(shí)機(jī),才能順利地完成檢測(cè),正確評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量。
3、合理選擇無(wú)損檢測(cè)方法
無(wú)損檢測(cè)在應(yīng)用中,由于檢測(cè)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(cè)結(jié)果的可靠性,在檢測(cè)前,根據(jù)被檢物的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸,預(yù)計(jì)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(wú)損檢測(cè)方法各自的特點(diǎn)選擇合適的檢測(cè)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(cè)而應(yīng)選擇超聲波檢測(cè)。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(cè),而應(yīng)選擇磁粉和檢測(cè)。此外,選用無(wú)損檢測(cè)方法和應(yīng)用時(shí)還應(yīng)充分的認(rèn)識(shí)到,檢測(cè)的目的不是片面的追求那種過(guò)高要求的產(chǎn)品“高質(zhì)量”,而是在保證充分性的同時(shí)要保證產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。只有這樣,無(wú)損檢測(cè)方法的選擇和應(yīng)用才會(huì)是正確的、合理的。
4、各種無(wú)損檢測(cè)方法綜合應(yīng)用
在無(wú)損檢測(cè)應(yīng)用中,需要認(rèn)識(shí)到任何一種無(wú)損檢測(cè)方法都不是的,每種無(wú)損檢測(cè)方法都有它自己的優(yōu)點(diǎn),也有它的缺點(diǎn)。因此,在無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用中,如果可能,不要只采用一種無(wú)損檢測(cè)方法,而盡可能多的同時(shí)采用兒種方法,以便保證各種檢測(cè)方法互相取長(zhǎng)補(bǔ)短,從而取得更多的信息。另外,還應(yīng)利用無(wú)損檢測(cè)以外的其他檢測(cè)所得的信息,利用有關(guān)材料、焊接、加工工藝的知識(shí)及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的知識(shí),綜合起來(lái)進(jìn)行判斷,例如,超聲波對(duì)裂紋缺陷探測(cè)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(duì)缺陷定性比較準(zhǔn)確,兩者配合使用,就能保證檢測(cè)結(jié)果既可靠又準(zhǔn)確。