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無損檢測技術總論

發布時間: 2017-03-09
無損檢測技術發展過程經歷了三個階段:無損探傷階段、無損檢測階段和無損評價階段。第一階段是無損探傷,主要是探測和發現缺陷,第二階段是無損檢測,不僅僅是探測缺陷,還包括探測試件的一些其他信息,例如結構、性質、狀態等,并試圖通過測試,掌握更多的信息,無損評價則是第三階段,它不僅要求發現缺陷,探測試件的結構、性質、狀態,還要求獲取更全面,更準確的綜合的信息,例如缺陷的形狀、尺寸、位置、取向、內含物、缺陷部位的組織、殘余應力等,結合成像技術、自動化技術、計算機數據分析和處理等技術,材料力學、斷裂力學等知識綜合應用,對試件或產品的質量和性能給出全面、準確的評價。

無損檢測技術發展過程經歷了三個階段:無損探傷階段、無損檢測階段和無損評價階段。第一階段是無損探傷,主要是探測和發現缺陷,第二階段是無損檢測,不僅僅是探測缺陷,還包括探測試件的一些其他信息,例如結構、性質、狀態等,并試圖通過測試,掌握更多的信息,無損評價則是第三階段,它不僅要求發現缺陷,探測試件的結構、性質、狀態,還要求獲取更全面,更準確的綜合的信息,例如缺陷的形狀、尺寸、位置、取向、內含物、缺陷部位的組織、殘余應力等,結合成像技術、自動化技術、計算機數據分析和處理等技術,材料力學、斷裂力學等知識綜合應用,對試件或產品的質量和性能給出全面、準確的評價。

常用的無損檢測方法有:射線檢測,超聲波檢測,磁粉檢測,滲透檢測、渦流檢測、聲發射檢測。為滿足生產的需求,并伴隨著現代科學技術的進展,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、液晶等技術都被應用于無損檢測。無損檢測技術的產生有現代科學技術發展的基礎。例如,用于探測工業產品缺陷的x射線照相法是在德國物理學家倫琴發現X射線后才產生的,超聲波檢測是在兩次大戰中迅速發展的聲納技術和雷達技術的基礎上開發出來的,磁粉檢測建立在電磁學理論的基礎上,而滲透檢測得益于物理化學的進展等。


隨著現代工業的發展,對產品質量和結構安全性,使用可靠性提出了越來越高的要求,由于無損檢測技術具有不破壞試件,檢測靈敏度高等優點,所以其應用日益廣泛。目前,無損檢測技術在國內許多行業和部門,例如機械、冶金、石油天然氣、石化、化工、航空航天、船舶、鐵道、電力、核工業、兵器、煤炭、有色金屬、建筑等,都得到廣泛應用。


應用無損檢測技術優點有:

一、及時發現缺陷,提高產品質量

應用無損檢測技術,可以探測到肉眼無法看到的試件內部的缺陷,在對試件表面質量進行檢驗時,通過無損檢測方法可以探測出許多肉眼很難看見的細小缺陷。由于無損檢測技術對缺陷檢測的應用范圍廣,靈敏度高,檢測結果可靠性好,因此在容器和其他產品制造的過程檢驗和最終質量檢驗中普遍采用。
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行抽樣檢驗。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 ,因此無損檢測能夠對產品進行百分之百檢驗或逐件檢驗。許多重要的材料、結構或產品,都必須保證萬無一失,只有采用無損檢測手段,才能為質量提供有效保證。

二、設備安全運行的有效保證

即使是設計和制造質量完全符合規范要求的容器,在經過一段時間使用后,也有可能發生破壞事故,這是由于苛刻的運行條件使設備狀態發生變化,例如由于高溫和應力的作用導致材料蠕變,由于溫度、壓力的波動產生交變應力,使設備的應力集中部位產生疲勞,由下腐蝕作用使壁厚減薄或材質劣化等等。上述因素有可能使設備中原來存在的,制造規范允許的小缺陷擴展開裂,或使設備中原來沒有缺陷的地方產生樣或那樣的新生缺陷, 最終導致設備失效。為了保障使用安全,對在用鍋爐壓力容器,必須定期進行檢驗,及時發現缺陷,避免事故發生。

三、促進制造工藝的改進

在產品生產中,為了了解制造工藝足否適宜,必須事先進行工藝試驗。在工藝試驗中,經常對工藝試樣進行無損檢測,并根據檢測結果改進制造工藝,最終確定理想的制造工藝。例如,為了確定焊接工藝規范,在焊接試驗時對焊接試樣進行射線照相。隨后根據檢測結果修正焊接參數,最終得到能夠達到質量要求的焊接工藝。又如,在進行鑄造工藝設計時,通過射線照相探測試件的缺陷發生情況,并據此改進澆口和冒口的位置,最終確定臺適的鑄造工藝。

四、節約資金,降低生產成本

在產品制造過程中進行無損檢測,往往被認為要增加檢測費用,從而使制造成本增加??墒侨绻谥圃爝^程中間的適當環節正確地進行無損檢測,就是防止以后的工序浪費,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,發現超標缺陷需要返修,要花費許多工時或者很難修補。因此可以在焊至一半時先進行一次無損檢測,確認沒有超標缺陷后再繼續焊接,這樣雖然無損檢測費用有所增加,但總的制造成本降低了。又如,對鑄件進行機械加工,有時不允許機加上后的表面上出現夾渣、氣孔、裂紋等缺陷,選擇在機加工前對要進行加工的部位實施無損檢測,對發現缺陷的部位就不再加工,從而降低了廢品率,節省了機加工工時。

應用無損檢測時,應注意的問題有:

1、與破壞性檢測相配合

無損檢測的最大特點是能在不損傷材料、工件和結構的前提下進行檢測,所以無損檢測后,產品的檢查率可以達到100%。但是,并不是所有需要測試的項目和指標都能進行無損檢測,無損檢測技術自身還有局限性。某些試驗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、機器設備的評價,必須把無損檢測的結果與破壞性檢測的結果互相對比和配合,才能作出準確的評定。例如液化石油氣鋼瓶除了無損檢測外還要進行爆破試驗。鍋爐管子焊縫,有時要切取試樣做金相和斷口檢驗。

2、正確選擇檢測時機

在進行無損檢測時,必須根據無損檢測的目的,正確選擇無損檢測實施的時機。例如,鍛件的超聲波探傷,一般安排在鍛造完成且進行過粗加工后,鉆孔、銑槽、精磨等最終機加工前,因為此時掃查面較平整,耦合較好,有可能干擾探傷的孔、槽、臺還未加工,發現質量問題處理也較容易,損失也較小,又例如,要檢查高強鋼焊縫有無延遲裂紋,無損檢測實施的時機,就應安排在焊接完成24h以后進行。要檢查熱處理工藝是否正確,就應將無損檢測實施時機放在熱處理之后進行。只有正確的選用實施無損檢測的時機,才能順利地完成檢測,正確評價產品質量。

3、合理選擇無損檢測方法

無損檢測在應用中,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,為了提高檢測結果的可靠性,必須在檢測前,根據被檢物的材質、結構、形狀、尺寸,預計可能產生什么種類,什么形狀的缺陷,在什么部位、什么方向產生,根據以上種種情況分析,然后根據無損檢測方法各自的特點選擇最合適的檢測方法。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選擇超聲波檢測。檢查工件表面細小的裂紋就不應選擇射線和超聲波檢測,而應選擇磁粉和滲透檢測。此外,選用無損檢測方法和應用時還應充分的認識到,檢測的目的不是片面的追求那種過高要求的產品“高質量”,而是在保證充分安全性的同時要保證產品的經濟性。只有這樣,無損檢測方法的選擇和應用才會是正確的、合理的。

4、各種無損檢測方法綜合應用

在無損檢測應用中,必須認識到任何一種無損檢測方法都不是萬能的,每種無損檢測方法都有它自己的優點,也有它的缺點。因此,在無損檢測的應用中,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短,從而取得更多的信息。另外,還應利用無損檢測以外的其他檢測所得的信息,利用有關材料、焊接、加工工藝的知識及產品結構的知識,綜合起來進行判斷,例如,超聲波對裂紋缺陷探測靈敏度較高,但定性不準是其不足,而射線的優點是對缺陷定性比較準確,兩者配合使用,就能保證檢測結果既可靠又準確。

 
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