無損檢測是第三檢測行業(yè)新興的綜合性的應(yīng)用技術(shù)。它以不損害被檢驗(yàn)對象的使用性能為前提,應(yīng)用多種物理原理和化學(xué)現(xiàn)象,對各種工程材料、零部件和結(jié)構(gòu)件進(jìn)行有效的檢驗(yàn)和測試,借以評價其完整性、連續(xù)性、安全可靠性及某些物理性能。無損檢惻主要包括探測材料或構(gòu)件中是否有缺陷存在并判斷缺陷的形狀、性質(zhì)、大小、位 置、取向、分布和內(nèi)含物等內(nèi)容東還能提供涂層厚度、材料成分組織狀態(tài)應(yīng)力分布以及某 些物理和機(jī)械量等信息。目前,無損檢測技術(shù)已在機(jī)械制造、冶金、石油化工、航空航天、核能電力、交通等行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用,成為控制產(chǎn)品質(zhì)量、保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要技術(shù)手段。
無損檢惻的研究內(nèi)容主要包括兩個方面:無損檢測和無損評價。前者是檢測缺陷的有無;后者是在前者的基礎(chǔ)上對缺陷進(jìn)行定量瀏量,以此對有缺陷的材料和產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行評價或測量材料和產(chǎn)品的某些物理、力學(xué)性能(如內(nèi)部殘余應(yīng)力、組織結(jié)構(gòu)、涂層厚度等)。
無損檢測的意義
無損檢惻及其評價技術(shù)對于控制和改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)最,保證材料、零件和產(chǎn)品的可靠性,保證設(shè)備的安全運(yùn)行以及提高生產(chǎn)效率、降低成本等都起著重要的作用,是發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)必不可少的重要技術(shù)手段,也是進(jìn)行全面“質(zhì)量管理”的重要環(huán)節(jié),從產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、成品檢驗(yàn)到在役檢測各階段,無損檢測都發(fā)揮著積極的作用。
1.設(shè)計階段
產(chǎn)品的質(zhì)量在很大程度上取決于設(shè)計水平。設(shè)計時選擇產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式,制定檢查、試驗(yàn)方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),從而決定了產(chǎn)品的性能、可靠性和可維修性。20世紀(jì)80年代美國就頒布了軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-I-6870E《飛機(jī)、導(dǎo)彈材料和零件無損檢測要求》等。在該標(biāo)準(zhǔn)中,明確提出各設(shè)計單位應(yīng)考慮無損檢測的實(shí)際能力,以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計要求與無損檢測的靈敏度、分辨力和可靠性相一致,同時要求各設(shè)計單位成立無損檢惻技術(shù)要求審查部,對零件圖樣、類別、允許缺陷類型和尺寸、關(guān)鍵部位、無損檢測方法和規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、使用維修中需用無損檢測的項(xiàng)目等進(jìn)行審查。
2、研制、生產(chǎn)階段
設(shè)計圖樣、資料下達(dá)至研制生產(chǎn)部門,生產(chǎn)部門的第一項(xiàng)任務(wù)是獲得能制造出符合設(shè)計要求的零件的原材料。對原材料的要求除化學(xué)成分、力學(xué)性能外,還必須包括無損檢測方面的要求。例如,在研制欽合金制件的初期,由于當(dāng)時冶金水平不高,存在成分不均勻?qū)е陆M織不均的問題,這是不能容許的,在規(guī)范中就規(guī)定必須通過超聲檢測,嚴(yán)格控制雜波水平的高低不超過某一范圍。
進(jìn)行無損檢測,往往被認(rèn)為要增加檢查費(fèi)用,從而使制造成本提高??墒侨绻谥圃爝^程中間的適當(dāng)環(huán)節(jié)正確地進(jìn)行無損檢查的話,就能避免進(jìn)行以后的無效工序,從而降低制造成本。例如,如果在焊接完成后才檢測發(fā)現(xiàn)有缺陷,就需要返工。而返工需要花費(fèi)許多工時或者很難修補(bǔ),因此可以在焊接完工前中間階段先進(jìn)行無損檢測,確實(shí)證明沒有缺陷后,再繼續(xù)進(jìn)行焊接,這樣焊接后就可能不需要再進(jìn)行修補(bǔ)。又如,對鑄件進(jìn)行機(jī)械加工時,有時不允許機(jī)加工后的表面上出現(xiàn)殘渣、氣孔或裂紋等缺陷,這也可以在機(jī)加工前預(yù)先對要進(jìn)行加工的部分進(jìn)行無損檢測。通過無損檢測,對于加工后會出現(xiàn)缺陷的地方就不必再進(jìn)行機(jī)械加工。采用上述方法,就可以避免在機(jī)械加工后由于出現(xiàn)缺陷而成為不合格品,從而節(jié)約機(jī)械加工工時。
為按規(guī)定的質(zhì)量要求制造產(chǎn)品,首先必須知道所采用的制造工藝是否適宜,可先根據(jù)預(yù)定的制造工藝制作試樣或試制品,對其進(jìn)行無損檢測。一邊觀察檢惻結(jié)果,一邊改進(jìn)制造工藝,并反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn),最后確定滿足質(zhì)量要求的產(chǎn)品制造工藝。例如,為了確定焊接規(guī)范,可根據(jù)預(yù)定的焊接規(guī)范制成試樣,進(jìn)行射線照相,隨后根據(jù)探傷結(jié)果,修正焊接規(guī)范,最后再確定能夠達(dá)到質(zhì)量要求的焊接規(guī)范。當(dāng)制造鑄件時,為了確定鑄造工藝設(shè)計,也可利用射線照相探傷,根據(jù)缺陷發(fā)生的情況來改進(jìn)澆口和冒口的位置,最后確定鑄造工藝設(shè)計。這些都是無損檢測用在改進(jìn)制造工藝方面的例子。按照各種無損檢測手段所具有的特征,并熟練地運(yùn)用這些手段,就能很容易地改進(jìn)制造工藝。
然而必須注意的是,同一特定產(chǎn)品使用性能相同,但原材料及產(chǎn)品制造工藝不同,應(yīng)采用的無損檢測方法和技術(shù)以及相應(yīng)的結(jié)果評定內(nèi)容可能大不相同,如果盲目地應(yīng)用無損檢測,并不一定能提高可靠性。因此必須研究何時進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o損檢惻,選擇最適當(dāng)?shù)臋z測方法,應(yīng)用正確的檢惻技術(shù)。
3、使用階段
為保證使用的可靠性,使用部門必須根據(jù)設(shè)計部門規(guī)定的周期和方法以及制造部門所提交的具體零部件的檢測細(xì)則對指定零部件進(jìn)行可靠的無損檢測0這些檢測結(jié)果對于改進(jìn)設(shè)計、提高制造及檢測水平,從而保證產(chǎn)品使用性能、延長使用壽命都是至關(guān)重要的。高溫、高壓、高速度及高效率是現(xiàn)代工業(yè)的標(biāo)志,而其均是建立在高質(zhì)量產(chǎn)品的基礎(chǔ)上的。產(chǎn)品的高質(zhì)量是建立在高質(zhì)量的設(shè)計、高質(zhì)量的工藝水平的基礎(chǔ)上的。在生產(chǎn)過程中,從原材料的無損檢測開始,到最終成品的無損檢測為止,通過一系列的無損檢測,判定設(shè)計的好壞、原材料的好壞、制造工藝的好壞,并找出叮能引起破損的因素,隨后加以改進(jìn),可以盡量減少產(chǎn)品發(fā)生損壞的概率??梢哉f,現(xiàn)代工業(yè)是建立在無損檢鍘基礎(chǔ)之上的。還難以找到其他任何一個學(xué)科分支其涵蓋技術(shù)知識之淵博、覆蓋基本研究領(lǐng)域之眾多、涉及應(yīng)用領(lǐng)域之廣泛能與無損檢測相比。