淺談無損檢測技術(shù)的重要意義

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。無損檢測的主要目的之一，就是對非連續(xù)加工（例如多工序生產(chǎn)）或連續(xù)加工（例如自動化生產(chǎn)流水線）的原材料、半成品、成品以及產(chǎn)品構(gòu)件提供實(shí)時(shí)的工序質(zhì)量控制，特別是控制產(chǎn)品材料的冶金質(zhì)量與生產(chǎn)工藝質(zhì)量，例如缺陷情況、組織狀態(tài)、涂鍍層厚度監(jiān)控等等，同時(shí)，通過檢測所了解到的質(zhì)量信息又可反饋給設(shè)計(jì)與工藝部門，促使進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)與制造工藝以提高產(chǎn)品質(zhì)量，收到減少廢品和返修品，從而降低制造成本、提高生產(chǎn)效率的效果。

無損檢惻的研究內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面：無損檢測和無損評價(jià)。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(jià)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)。由此可見，在生產(chǎn)制造過程中采用無損檢測技術(shù)，及時(shí)檢出原始的和加工過程中出現(xiàn)的各種缺陷并據(jù)此加以控制，防止不符合質(zhì)量要求的原材料、半成品流入下道工序，避免徒勞無功所導(dǎo)致的工時(shí)、人力、原材料以及能源的浪費(fèi)，同時(shí)也促使設(shè)計(jì)和工藝方面的改進(jìn)，亦即避免出現(xiàn)最終產(chǎn)品的“質(zhì)量不足”。

無損檢測及其評價(jià)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(jì)、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(jì)階段

產(chǎn)品的質(zhì)量在很大程度上取決于設(shè)計(jì)水平。設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)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(jì)要求與無損檢測的靈敏度、分辨力和可靠性相一致，同時(shí)要求各設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(shí)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(shí)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(shí)，有時(shí)不允許機(jī)加工后的表面上出現(xiàn)殘?jiān)?、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(shí)。

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(shí)，為了確定鑄造工藝設(shè)計(jì)，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(jì)。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(shí)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(jì)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)行可靠的無損檢測這些檢測結(jié)果對于改進(jìn)設(shè)計(jì)、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(jì)、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(jì)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(gè)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。

另外，利用無損檢測技術(shù)也可以根據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)將材料、產(chǎn)品的質(zhì)量水平控制在適合使用性能要求的范圍內(nèi)，避免無限度地提高質(zhì)量要求造成所謂的“質(zhì)量過剩”。利用無損檢測技術(shù)還可以通過檢測確定缺陷所處的位置，在不影響設(shè)計(jì)性能的前提下使用某些存在缺陷的材料或半成品，例如缺陷處于加工余量之內(nèi)，或者允許局部修磨或修補(bǔ)，或者調(diào)整加工工藝使缺陷位于將要加工去除的部位等等，從而可以提高材料的利用率，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

因此，無損檢測技術(shù)在降低生產(chǎn)制造費(fèi)用、提高材料利用率、提高生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品同時(shí)滿足使用性能要求（質(zhì)量水平）和經(jīng)濟(jì)效益的需求兩方面都起著重要的作用。