高端機(jī)械裝備再制造無損檢測(cè)綜述

尚彥光 張義武

摘 要：高端機(jī)械裝備再制造在一定程度上節(jié)約了我國(guó)的資源，符合環(huán)保的現(xiàn)代理念。無損檢測(cè)在設(shè)備再制造中具有極其重要的地位。本文對(duì)報(bào)廢高端機(jī)械設(shè)備的無損檢測(cè)的特征以及涉及的無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了匯總，并對(duì)該無損檢測(cè)存在的問題和難點(diǎn)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高端機(jī)械裝備；再制造；無損檢測(cè)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.061

1 前言

隨著科技的發(fā)展進(jìn)程不斷推進(jìn)，越來越多的高端機(jī)械設(shè)備諸如飛機(jī)、工程機(jī)械設(shè)備之類不斷更新?lián)Q代，應(yīng)用領(lǐng)域也更加廣泛。然而高端機(jī)械設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間的服役后會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的損傷，這也就是說，大量的高端機(jī)械裝備在達(dá)到損傷嚴(yán)重后將作報(bào)廢處理，其報(bào)廢速度與新設(shè)備的更新?lián)Q代的速度相當(dāng)，這在某種程度上來說是一種經(jīng)濟(jì)損失 。對(duì)報(bào)廢的高端機(jī)械設(shè)備進(jìn)行再制造可有效降低這種損失，充分利用其中可重復(fù)利用的資源，增加企業(yè)效益。高端機(jī)械設(shè)備的再制造工程是當(dāng)代衍生出的極具戰(zhàn)略型的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，具體內(nèi)容是應(yīng)用前沿技術(shù)對(duì)報(bào)廢設(shè)備進(jìn)行修復(fù)和再制造，使報(bào)廢設(shè)備能再次投入使用，以達(dá)到節(jié)約我國(guó)相關(guān)資源的效果，符合綠色環(huán)保的現(xiàn)代理念。

2 高端機(jī)械設(shè)備再制造無損檢測(cè)特點(diǎn)

高端機(jī)械設(shè)備通常包括傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的高端設(shè)備和新興產(chǎn)業(yè)中的高端設(shè)備兩部分，這些產(chǎn)業(yè)大多是掌握我國(guó)經(jīng)濟(jì)命脈的行業(yè)，如核電航空、工程機(jī)械及船舶行業(yè)等，服役于這些行業(yè)的設(shè)備的損傷類大致可以分為以下三類：相關(guān)工藝導(dǎo)致的缺陷、使用過度引起的疲勞損傷以及應(yīng)力對(duì)設(shè)備造成的損傷。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行再制造過程中的檢測(cè)過程也存在一些特點(diǎn)：第一，高端機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜程度較高，設(shè)備的很多部位諸如離心式壓縮機(jī)葉片等在檢測(cè)過程中很難到達(dá)，大大加強(qiáng)了監(jiān)測(cè)工作的實(shí)施難度；第二，高端設(shè)備的制造材料錯(cuò)綜復(fù)雜，其中包括了多種輕金屬合金、鋼鐵材料以及一些復(fù)合材料的使用。其中復(fù)合材料部位的損傷多為基體或纖維出現(xiàn)斷裂，這會(huì)在一定程度上增加常規(guī)超聲波檢測(cè)的工作難度，而鈦合金則因其的粗晶結(jié)構(gòu)影響渦流檢測(cè)的實(shí)施；第三，設(shè)備損傷程度的定量檢測(cè)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行再制造的前提是確定設(shè)備所含構(gòu)件是否能夠修復(fù)或改造，這就需要技術(shù)人員對(duì)設(shè)備損傷程度進(jìn)行定量和綜合評(píng)價(jià)，以確保在制造后的高端設(shè)備能夠安全服役。

3 再制造檢測(cè)技術(shù)概況

目前我國(guó)用于高端機(jī)械設(shè)備再制造的無損檢測(cè)技術(shù)主要有射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、超聲檢測(cè)以及渦流檢測(cè)。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的前沿技術(shù)被應(yīng)用到設(shè)備的修復(fù)與改造中，以不斷促進(jìn)高端設(shè)備再制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前我國(guó)的無損檢測(cè)已經(jīng)過渡到對(duì)設(shè)備進(jìn)行無損評(píng)價(jià)的時(shí)期，即針對(duì)設(shè)備存在的問題通過定性、定量以及定位三方面進(jìn)行評(píng)價(jià)和檢測(cè)，并對(duì)某一部件對(duì)整體設(shè)備的性能影響作出準(zhǔn)確判斷，以此來預(yù)測(cè)再制造設(shè)備的使用年限。

3.1 表面檢測(cè)方法

表面檢測(cè)是指對(duì)設(shè)備的表面損傷進(jìn)行的相關(guān)檢測(cè)，目前用于設(shè)備無損檢測(cè)的技術(shù)基本都具有檢測(cè)設(shè)備表面缺陷的能力，但滲透檢測(cè)是僅針對(duì)于表面缺陷的一項(xiàng)無損檢測(cè)技術(shù)，即滲透檢測(cè)的檢測(cè)對(duì)象只有設(shè)備表面。其檢測(cè)原理是通過相應(yīng)的滲透液對(duì)設(shè)備表面的損傷放大到可視的程度，以方便相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)。滲透檢測(cè)的操作流程簡(jiǎn)單，對(duì)進(jìn)行該項(xiàng)檢測(cè)的技術(shù)人員的專業(yè)要求不高，可以在一定程度上降低檢測(cè)成本。但其的缺陷在于檢測(cè)結(jié)果受人為因素影響較大，且能檢測(cè)到的部位也具有局限性。

3.2 表面/近表面檢測(cè)

3.2.1 磁粉檢測(cè)

磁粉檢測(cè)是利用磁粉的聚集效應(yīng)對(duì)設(shè)備的缺陷所在進(jìn)行檢測(cè)，從而將找到的損傷處放大并實(shí)施進(jìn)一步檢測(cè)。這種檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果相對(duì)來說比較直觀，且該技術(shù)的靈敏度較高，在中小型企業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛。

3.2.2 渦流檢測(cè)

渦流檢測(cè)的檢測(cè)原理為電磁感應(yīng)原理，具體來說，就是對(duì)設(shè)備加以交變磁場(chǎng)，以引起導(dǎo)電部件產(chǎn)生渦流的相關(guān)特征，并通過這些特征來判斷部件的損傷程度。這種檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用雖然也比較廣泛，但不適用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行“三定”評(píng)價(jià)的檢測(cè)過程中。

3.2.3 紅外檢測(cè)

紅外檢測(cè)的主要檢測(cè)原理是以紅外熱像設(shè)備為基礎(chǔ)，測(cè)量設(shè)備部件表現(xiàn)出的輻射能，并將這種輻射能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以可視的圖像來表現(xiàn)溫度場(chǎng)，以此來進(jìn)行檢測(cè)。這種檢測(cè)技術(shù)的局限性在于無法對(duì)設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，且進(jìn)行該項(xiàng)檢測(cè)的相關(guān)設(shè)備車成本較高，會(huì)降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 目前在制造無損檢測(cè)存在的問題與難點(diǎn)

高端設(shè)再制造無損檢測(cè)產(chǎn)業(yè)具有極大的發(fā)展前景，但目前其在運(yùn)行方面還存在一定的問題和攻克難點(diǎn)。首先，當(dāng)前的無損檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)對(duì)象多為設(shè)備表面的及近表面的損傷，且設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)的檢測(cè)和修難度較大，如遠(yuǎn)場(chǎng)渦流等技術(shù)雖是針對(duì)設(shè)備內(nèi)部建構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)，但這些技術(shù)容易受外界干擾，可行性較低。目前，對(duì)設(shè)備內(nèi)部損傷的檢測(cè)研究還在不斷推進(jìn)中。

另外，對(duì)設(shè)備微小裂紋的檢測(cè)是無損檢測(cè)中的又一難點(diǎn)。設(shè)備表面的或可檢測(cè)出的損傷大都是由于這些難以檢測(cè)的微小裂痕引發(fā)的，因此，想從根本上對(duì)設(shè)備進(jìn)行修復(fù)，首先需要檢測(cè)到這些微小裂痕的所在，但以現(xiàn)在的技術(shù)水平很難對(duì)微小裂痕進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)。

5 結(jié)語

隨著高端機(jī)械設(shè)備的大量使用，其報(bào)廢量也在逐漸升高，這在一定程度上是一種資源的浪費(fèi)。高端機(jī)械設(shè)備無損再制造產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)有效降低了這種浪費(fèi)的現(xiàn)象，使報(bào)廢的設(shè)備能重新投入使用。在設(shè)備的再制造過程中，對(duì)設(shè)備的無損檢測(cè)是極其重要的一部分。本文對(duì)報(bào)廢高端機(jī)械設(shè)備的無損檢測(cè)的特征以及涉及的無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了匯總，并對(duì)該無損檢測(cè)存在的問題和難點(diǎn)進(jìn)行了分析。隨著科技的不斷發(fā)展，越來越多的前沿技術(shù)被應(yīng)用到無損檢測(cè)中，必將推動(dòng)設(shè)備再制造工程的不斷發(fā)展。

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