高端機械裝備再制造無損檢測綜述

霍榮偉

在高端機械裝備的制造工程中，無損檢測致力于檢測產(chǎn)品的質(zhì)量，保證產(chǎn)品的安全性。由于高端機械裝備的材料范圍較廣、密度高，這為無損檢測增加了檢測難度。無損檢測技術(shù)主要分為表面檢測和內(nèi)部檢測，國內(nèi)外正在逐步啟用自動化的新型檢測技術(shù)，具有高靈敏度、檢測深入的特點。本文主要根據(jù)再制造產(chǎn)品的無損檢測現(xiàn)狀，羅列無損檢測的特點，分析再制造產(chǎn)品的無損檢測技術(shù)類型，從而為國內(nèi)外從事高端機械裝備再制造工程的企業(yè)提供無損檢測技術(shù)，使其得到借鑒和發(fā)展。

各行業(yè)的高端機械裝備再制造工程都需要無損檢測技術(shù)。由于國內(nèi)外的形勢，無損檢測技術(shù)在國防領(lǐng)域運用的情況更多，是不可獲取的高新技術(shù)。在國防工程的建設(shè)中，難免會遇到各類高端機械裝備的再制造和維修問題，例如坦克、飛機、裝甲車等。正常使用這些高端機械設(shè)備必須具備高質(zhì)量的自身素質(zhì)，而且對武器裝備的無損檢測難度更高。在檢測過程中，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤或者漏檢，其經(jīng)濟(jì)損失和時間損失都難以承擔(dān)。國防武器裝備的檢測必須具有很強的可靠性，而且要對未來可能損傷的情況進(jìn)行預(yù)測，從而提前防備和維修。

高端機械裝備再制造無損檢測特點

無損檢測并非是最優(yōu)質(zhì)的檢測技術(shù)，其特點有優(yōu)勢也有劣勢，主要歸納為以下兩點

可檢測微小裂紋。大型高端機械裝備往往使用壽命長，原件的疲勞特性強、疲勞周期，因此即使很小的元件出現(xiàn)問題，也會導(dǎo)致整個高端機械裝備無法正常運轉(zhuǎn)。高端機械這裝備不能按時完成作業(yè)，服役期間具有危險性。無損檢測可以檢測出元件的微小裂紋，設(shè)備再制造能夠精準(zhǔn)掌控有裂紋的地方，進(jìn)行專項維修操作。

檢測可達(dá)性不高。由于高端機械裝備的制作原材料密度高、材料稀缺，比如飛機發(fā)動機、離心式壓縮機葉片、壓氣機盤等密度高的材料，無損檢測難以深入檢查，裂紋很難檢測出來，材料出現(xiàn)裂紋的情況多種多樣，讓其材料的聲波衰減系數(shù)高，檢測的區(qū)域可能無法達(dá)到被檢測元件的內(nèi)部更深處，加大了超聲波檢測的難度。另外還有一種特殊情況，作為非磁性材料，其結(jié)構(gòu)為粗晶結(jié)構(gòu)，無論選擇表面檢測還是內(nèi)部檢測，都面臨檢測挑戰(zhàn)。

高端機械裝備再制造無損檢測技術(shù)類型

表面，近表面檢測

渦流檢測。渦流檢測需要交變磁場對被檢測的導(dǎo)電工件產(chǎn)生激勵作用，當(dāng)出現(xiàn)渦流特征時，運用電磁感應(yīng)原理，就可以檢測工件之中是否有缺陷以及缺陷的大小，這種檢測并不損害元件。渦流檢測也具有局限性。對原件不容易定量和定位。我國的檢測技術(shù)不斷發(fā)展，在分析技術(shù)領(lǐng)域和信號處理領(lǐng)域經(jīng)常會用到渦流檢測技術(shù)。例如，最小二乘法用于元件厚度的測量，小波變換法用于信號的降噪處理。主元分析法用于裂紋的識別及分類。渦流技術(shù)檢測有不同的算法技術(shù)，可以促進(jìn)裂紋識別、測量厚度和降噪處理等領(lǐng)域的發(fā)展。當(dāng)然，現(xiàn)在我國的渦流檢測技術(shù)還不夠成熟，隨著渦流檢測技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)了很多新型技術(shù)，例如多頻、脈沖和遠(yuǎn)場渦流。常見的案例有科技大學(xué)的研究者，運用該技術(shù)定量檢測飛機元件的缺陷情況，撰寫腐蝕缺陷檢測報告。脈沖渦流檢測高效，非常適用于航空領(lǐng)域。

紅外檢測。紅外檢測的遠(yuǎn)離，是用紅外輻射對相關(guān)被檢設(shè)備進(jìn)行檢測，從而將其波段轉(zhuǎn)化為電信號，通過機器設(shè)備，展現(xiàn)出設(shè)備元件結(jié)構(gòu)的圖像，分析其溫度場的分布，從而檢測設(shè)備元件的缺陷。紅外檢測能夠直接看到元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以結(jié)果清晰準(zhǔn)確，檢測速度快，檢測結(jié)果更加安全，即使不接觸被檢測的元件，也可以直接用紅外線檢測，可達(dá)性強，很多別的檢測技術(shù)不能檢測的元件，都可以通過紅外檢測進(jìn)行檢測。紅外檢測優(yōu)點很多，也有一定的缺點。在現(xiàn)實中，很多被檢測的設(shè)備導(dǎo)熱快，價格高昂，所以紅外檢測作業(yè)的時候，難度會加大，有很多設(shè)備無法檢測?，F(xiàn)在紅外檢測的運用范圍主要是在線損傷檢測和航空發(fā)動機渦輪葉片檢測。

磁粉檢測。磁粉檢測的原理是采用磁粉聚集效應(yīng)，將材料缺陷增倍放大，材料缺陷以磁痕的形式顯現(xiàn)。雖然磁粉檢測技術(shù)可以放大材料的缺陷，但是該種方法具有一定的檢測局限性，只能檢測金表面和鐵磁性的材料。如果被檢測的材料達(dá)不到該要求則不能檢測。目前磁粉檢測只運用于航空中的一些重要金屬構(gòu)件無損檢測，靈敏度高、檢測深入、檢測結(jié)果很直觀、效果較好。

內(nèi)部檢測

內(nèi)部檢測技術(shù)比表面檢測技術(shù)難度要高。內(nèi)部檢測可以檢測元件的表面情況，也可以檢測里面的情況。內(nèi)部檢測技術(shù)主要用的是超聲檢測，發(fā)射探頭發(fā)出超聲波，超聲波傳人元件的內(nèi)部，在通過鏡面反射作用，將超聲波返回到探頭，超聲波的長短不一致，則說明元件的內(nèi)部存在缺陷。超聲波的長短可以確定元件的缺陷損傷程度。超聲波檢測成本低，但是使用不夠方便，很多檢測場合需要用耦合劑，而且超聲波檢測的范圍存在盲區(qū)，如果說被檢測的原件具有盲區(qū)則超聲波無法檢測。超聲波檢測需要用到耦合劑這個問題一直是我國研究者致力想要解決的問題，為了讓超聲波檢測更加方便，研究者正在努力采用空氣耦合的方式，進(jìn)行超聲波檢測，已經(jīng)小有成果。

從無損檢測的特點和技術(shù)類型可以看出，我國越來越看重高端機械裝備的再制造產(chǎn)品質(zhì)量，無損檢測技術(shù)對質(zhì)量產(chǎn)品的監(jiān)督具有重要的作用。要想讓國力發(fā)展、不斷增強，必須將無損檢測技術(shù)不斷升級、創(chuàng)新和優(yōu)化，讓無損檢測的范圍更廣、可達(dá)性更高、靈敏度更強，無損檢測技術(shù)的提升代表了制造業(yè)的巨大進(jìn)步。endprint