无损检测技术在机械制造上的应用

无损检测技术在机械制造上的应用

提沧美

哈尔滨哈飞工业有限责任公司 黑龙江省哈尔滨市 150060

摘要：无损检测（缩写NDT），也称为无损探伤，在工业发展机械制造业中是必不可少的有效途径，对于机械高效安全运行和安全快速发展具有重要意义。本文详细阐述了机械装备维修制造无损检测技术的现状,指出了无损检测技术存在的问题，并对其检测过程进行了较为详细的论述与分析。针对目前存在的问题,提出了未来无损检测趋于智能化、数字化、自动化的发展趋势理念,以及由单一模式向复合模式新技术发展,检测设备由高能耗、低信噪比向低能耗、高信噪比发展,与在断裂力学、材料力学等有机结合检测的同时对寿命进行预测；其未来检测应基于环境,建立基于环境的无损检测评价体系以及技术网络,提高检测效率和准确度。

关键词：工程；无损检测；机械装备；维修制造；

在经济迅速发展的今天，机械制造在市场上占据很重要的地位。无损检测是在不破坏、不影响机械设备的前提下获取机械设备的材料内部结构、缺陷等信息的一种先进的检测方法。近些年来，随着技术的发展，无损检测已经引起了相当多个领域的重视，其甚至可以在设备运行时检测设备的安全性。无损检测技术具有无需大量试剂、及时检测、在线监测、不损伤样品、无污染等众多优点。

1 无损检测技术原理及特点

无损检测是利用物质的声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检测材料使用性能的前提下，检测被检材料中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷当量大小，位置，性质和数量等信息，进而判定被检测材料存在缺陷的技术总称。破坏性检测往往会影响设备的正常运行，而无损检测的出现，顺利的解决了这些问题。相比于破坏性检测而言，无损检测的优点十分明显，例如：非破坏性，在检测时不破坏被检设备/材料的使用状态；全面性，基于无损检测的非破坏性，可对被检测设备/材料进行100%全面检测；全程性，具有破坏性的检测一般只适用于检测原材料，例如力学性能、金相、光谱分析等试验，而无损检测不会这样局限，其在原材料的检测以及成品或在役设备都可以进行检测；可靠性，常用的无损检测分为超声检测（UT）、涡流检测（ET）射线检测（RT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）五种，其他无损检测方法有：声发射检测（AE）、热像/红外（TIR）、泄漏试验（LT）、交流场测量技术（ACFMT）、漏磁检验（MFL）、远场测试检测方法（RFT）、超声波衍射时差法（TOFD）等，从多方面检测为被检材料提供了可靠性。

2 无损检测技术在机械制造上的应用

无损检测技术的应用领域非常广泛，我国近些年以来，无损检测技术已经取得了巨大的发展和进步，并且无损检测技术已经在机械制造业中取得了不菲的成绩，其用途也在日益扩大。无损检测技术的应用，已经很大程度上提高了机械制造行业的发展，其不仅可以在不损害机械正常使用的情况下，确认机械的潜在缺陷，同时能够结合其它检测方法对产生缺陷原因进行分析，对调整工艺方法和材料加工起到有效改进作用，预防产品使用中故障的发生，从而具备目的性去拆卸机械设备进行维修或者换新，避免了拆卸的盲目性，有效的降低机械的故障率，提高机械制造业的发展速度。

例如在汽车传动轴进行超声检测时，根据反射回波的幅度、位置等来判断传动轴内部的缺陷位置情况。无损检测的大范围应用，不仅有效的提高了机械产品的质量，同时也推动了经济与技术的发展，对生产力的提高也有极大的推动作用。针对目前的现状而言，人力资源的成本随之越来越高，容易造成资源与成本的浪费，无损检测技术的应用，使得机械制造的标准更易于达成，能够极为有效的节省成本与资源，使得机械制造产品达到一定程度的增值，提高我国机械制造业在国际上的竞争力，因此，可以说，无损检测技术的发展从某一层面上也反应了一个国家工业化发展的水平。

3 无损检测技术的发展

新世纪以来，随着科学技术的发展，无损检测技术也得以迅速的发展。针对射线检测而言，很多技术都得以广泛的应用，例如射线成像和缺陷自动识别技术、射线计算机辅助成像技术、射线实时成像技术和射线断层扫描技术。对超声检测来说，各种数字化超声波探伤仪也在各个领域得以广泛的使用。各种检测系统也在迅速发展，在当前社会的各行各业都得到了更为广泛的应用，例如TOFD超声检测系统、超声成像检测系统、相控阵超声检测系统。就目前的检测方法和应用技术研究而言，主要针对自动化超声检测技术、超声成像检测技术、TOFD超声检测技术、超声导波检测技术、相控阵超声检测技术、激光超声检测技术等都取得了不菲的研究成果。在检测管棒材和焊管自动化方面得到运用的多通道超声波探伤仪，通道数已经极为可观，达到了500个，采样速率最高也已经达到了240MHz。超声导波检测系统已经在带保温层的工业管道和埋地管道腐蚀缺陷的长距离检测方面得到应用。在电磁检测方面，由于科学技术的迅速发展，常规涡流检测仪器到目前为止已经全部实现数字化，并研究发明了阵列探头和多通道仪器两种新型设备，实现了数据转换和分析等先进电子与信息技术相结合的应用。随着科学技术的发展，远场涡流、多频涡流、脉冲涡流和磁光以及涡流成像等的新型检测技术都得到了成熟的发展和广泛的应用。脉冲涡流检测技术在带保温层钢质压力容器和管道腐蚀检测方面也得到了应用，即使就目前来说，最大也已经可以穿透150mm厚的保温层。荧光渗透检测是一种以毛细作用原理为基础用于检测非疏孔性金属和非金属试件表面开口缺陷的无损检测方法，此方法是制造安全关键组件的关键部分。由于渗透检测的独特性，其应用遍及现代工业的各个领域，是评价工程材料、零部件和产品的完整性、连续性的手段，也是实现节约原材料，改进工艺，提高劳动生产率的重要手段，是产品制造和维修中不可或缺的组成部分。

4 结语

在机械制造中，机械损伤是一个非常严重的问题，甚至是关乎生命安全的。为了解决这个问题，在机械制造时，不仅要分析这种问题产生的原因，还必须针对检测出来的损伤原因进行科学性的研究与分析，找出合理的解决措施，将无损检测技术彻底的应用到机械制造中去，根据检测结果，结合其它有效检测方法找出机械损伤的根本原因，从而做出相应的回应措施，不失为一种解决机械制造损伤导致的安全事故问题的捷径。针对当前国内的技术现状，要彻底的解决这样的问题，还有很长的一段路要走，要从培养检测人才、优化检测设备等方面加以提高，从而是无损检测在机械制造行业中继续做出贡献，促进国民经济的持续发展。

参考文献：

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