試析自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

馬風(fēng)梅

西寧特鋼股份有限公司技術(shù)質(zhì)量部 810000

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的需求有了明顯的提高，對(duì)鋼棒的自動(dòng)化檢測(cè)是一個(gè)重要的方面，采用的主要方法是超聲和渦流的自動(dòng)化檢測(cè)。特別是最近10年來(lái)，在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也快速的進(jìn)步，主要由于我國(guó)的工業(yè)化程度不斷提高，鋼鐵、電子、計(jì)算機(jī)等眾多方面的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)帶來(lái)了巨大的推動(dòng)。比如，對(duì)管棒材、板材、焊縫、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)等種類(lèi)繁多的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化的無(wú)損檢測(cè)，尤其是我國(guó)航空航天事業(yè)的發(fā)展，對(duì)這一領(lǐng)域中的各種重要結(jié)構(gòu)或者零部件都進(jìn)行自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)，這些都是當(dāng)今自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的使用非常廣泛的領(lǐng)域，對(duì)工業(yè)部門(mén)的應(yīng)用進(jìn)行分類(lèi)，自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在下面幾點(diǎn)。

1.對(duì)原材料進(jìn)行自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)

在生產(chǎn)過(guò)程中需要進(jìn)行批量的原材料生產(chǎn)，針對(duì)鋼棒的特點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，以超聲和渦流等技術(shù)為主要的檢測(cè)方法，對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化的無(wú)損檢測(cè)，比如，對(duì)鋼棒的板材進(jìn)行超聲自動(dòng)化檢測(cè)，對(duì)薄壁管材和絲材的渦流自動(dòng)化檢測(cè)等。

2.零部件的自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)

在生產(chǎn)和制造的過(guò)程中，各種重要零部件的自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)，例如鋼鐵制造過(guò)程中重要鑄、鍛件的自動(dòng)化超聲掃描檢測(cè)，焊縫的超聲自動(dòng)化掃描檢測(cè)和基于射線方法的成像檢測(cè)，集成電路的超聲掃描成像檢測(cè)等。

3.新物質(zhì)的超聲自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)

當(dāng)前，在技術(shù)的推動(dòng)下，新型的材料、工藝不斷出現(xiàn)，特別是一些復(fù)合材料、固相焊接等，在我國(guó)鋼鐵等大型的工業(yè)領(lǐng)域中進(jìn)行批量的應(yīng)用，擴(kuò)展了自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)的使用范圍，增加了自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的活力。許多的科學(xué)研究中都要運(yùn)用自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)新型材料的微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，問(wèn)題的表現(xiàn)和進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的研究分析。對(duì)一些產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用的全過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的問(wèn)題，進(jìn)行維修，這些產(chǎn)品的包括范圍眾多，與主要的管道、特種設(shè)備等，進(jìn)行自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)。

4.焊接自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及其典型應(yīng)用

對(duì)鋼鐵的焊縫進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)的使用時(shí)間較長(zhǎng)，相對(duì)而言，技術(shù)比較成熟。采用的主要方法是超聲法對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，超聲波在不同的物體中有不同的傳播規(guī)律，遵循在焊縫中的傳播規(guī)律，如果在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)焊縫區(qū)的某個(gè)位置有缺陷，在故障的周?chē)囟危暡▽?huì)產(chǎn)生反射、折射、衍射等不同的照射形式，換能器根據(jù)接收到的超聲信號(hào)，進(jìn)行是否有缺陷的判斷，為了確保判斷的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，保證材料的質(zhì)量，一般要求聲音的傳導(dǎo)方向和缺陷的出現(xiàn)方向保持一條垂直線的程度。為了提高檢測(cè)的覆蓋面，使焊縫的所用位置都能被進(jìn)行全面的自動(dòng)化檢測(cè)，應(yīng)該按照需要進(jìn)行檢測(cè)的焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和形式，對(duì)自動(dòng)掃描的方式進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，可以對(duì)焊縫實(shí)施自動(dòng)化的掃查檢測(cè)。比如，焊縫的結(jié)構(gòu)如果為圓環(huán)形，可以根據(jù)具體的形狀設(shè)計(jì)自動(dòng)化檢測(cè)方式，一般使用(X，y)兩自由度自動(dòng)掃描的技術(shù)，可以通過(guò)超聲三視投影成像顯示口查看檢測(cè)之后的情況。

5.復(fù)合材料自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及其典型應(yīng)用

我國(guó)鋼鐵事業(yè)的發(fā)展，需要先進(jìn)的技術(shù)條件為依托。許多復(fù)合材料在鋼鐵等重要工業(yè)領(lǐng)域具有重要的作用，運(yùn)用這些復(fù)合材料進(jìn)行批量的裝機(jī)使用，為了確保材料的高質(zhì)量，需要對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行全面細(xì)致的自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)，提別是當(dāng)前由于很多復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸比以往的也要大。比如，對(duì)于一個(gè)機(jī)身蒙皮的檢測(cè)，如果使用單一的通道進(jìn)行掃查檢查，花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，速度緩慢。由于鋼棒的使用大都處于設(shè)備的關(guān)鍵部位，一些重要承力結(jié)構(gòu)和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)備使用較廣，因此要求使用的復(fù)合材料具有比較高的質(zhì)量，這樣才能確保較高的安全性和可靠性。所以，在復(fù)合材料領(lǐng)域，自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景。復(fù)合材料不同于傳統(tǒng)的金屬材料，它的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，在進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)的時(shí)候，要根據(jù)復(fù)合材料和它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)具體的針對(duì)性較強(qiáng)的檢測(cè)方法，采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，配置不同的檢測(cè)設(shè)備。

當(dāng)今，復(fù)合材料自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)采用的主要方法是超聲法，比如，NASA、Boeing、Lockheed Martin、Airbus 等各種各樣的設(shè)備。對(duì)于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在制造和生產(chǎn)過(guò)程中的檢測(cè)，要根據(jù)針復(fù)合材料中的不同構(gòu)件，使用先進(jìn)的掃查機(jī)構(gòu)，對(duì)檢測(cè)技術(shù)和進(jìn)行數(shù)字化控制的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣的技術(shù)具有較強(qiáng)的針對(duì)性，研發(fā)的設(shè)備可靠性更高，可以有效的完成對(duì)復(fù)合材料的構(gòu)件進(jìn)行全面的超聲自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)。復(fù)合材料超聲自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)主要包括兩大類(lèi)，分別是超聲穿透法和超聲反射法。前者在進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，主要根據(jù)入射聲波能量的變化來(lái)進(jìn)行，聲波在復(fù)合材料中進(jìn)行傳播的過(guò)程中，能量不是固定不變的，而是會(huì)隨著距離產(chǎn)生衰減，可以利用這個(gè)特點(diǎn)對(duì)復(fù)合材料中的缺陷進(jìn)行識(shí)別和檢測(cè)，這種方法在國(guó)外的應(yīng)用比較廣泛，在兩個(gè)相互對(duì)稱(chēng)的多軸掃描機(jī)構(gòu)上安裝超聲換能器，數(shù)字控制系統(tǒng)對(duì)其產(chǎn)生作用，然后在運(yùn)動(dòng)編程的控制下，安裝的探頭實(shí)施自動(dòng)掃描功能。后者在進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，對(duì)超聲換能器的分辨率很低，但要求具有高超的同步掃描控制技術(shù)。對(duì)一些機(jī)構(gòu)復(fù)雜的組件，應(yīng)該提高換能器的掃描速度，才可以提升檢測(cè)的效率。同時(shí)，根據(jù)復(fù)合材料的特征，我國(guó)成功研制了用于平面類(lèi)和非平面類(lèi)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的超聲自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)。

6.結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用越來(lái)越明顯，尤其是進(jìn)行現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)，開(kāi)展多樣化的科學(xué)研究，需要自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)的支撐，許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家為了提高工業(yè)的生產(chǎn)水平，都加大了對(duì)自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究。由于自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)依賴(lài)性，作為一項(xiàng)綜合技術(shù)，不僅僅需要技術(shù)的支撐，還需要先進(jìn)的設(shè)備，完善的檢測(cè)方法和豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際的情況，進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)和研究。

可以說(shuō)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)的進(jìn)一步發(fā)展，必須根據(jù)我國(guó)鋼鐵工業(yè)化的具體特點(diǎn)進(jìn)行自主的設(shè)計(jì)和研發(fā)，盲目地購(gòu)買(mǎi)國(guó)外先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備，不根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行創(chuàng)新，沒(méi)有長(zhǎng)久的發(fā)展動(dòng)力和發(fā)展?jié)摿ΑＮ覀儜?yīng)該認(rèn)真分析我國(guó)鋼鐵工業(yè)化程度、水平、生產(chǎn)的特點(diǎn)、文化內(nèi)涵等內(nèi)容，設(shè)計(jì)和研發(fā)適合我國(guó)發(fā)展程度、技術(shù)特點(diǎn)的自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，研究與自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)相適應(yīng)的裝備，才是可取之策。

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