摘 要  無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是第二次世界大戰(zhàn)后迅速發(fā)展起來(lái)的一門新的綜合性工程科學(xué)，它已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于眾多的科技領(lǐng)域特別是工業(yè)領(lǐng)域。本文積筆者從事無(wú)損檢測(cè)技術(shù)工作二十多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 介紹了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)與先進(jìn)性, 通過(guò)許多典型事例說(shuō)明在設(shè)備維護(hù)中應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的重要性, 指出這是非常有效的故障探查與診斷技術(shù), 并且以具體實(shí)例介紹了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用方法、檢測(cè)工藝及適用的設(shè)備器材, 本文力圖使設(shè)備維護(hù)人員對(duì)代表當(dāng)今世界先進(jìn)工業(yè)水平的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能有一個(gè)較好的了解，希望能促使設(shè)備維修人員在設(shè)備工程中重視應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù), 進(jìn)一步提高設(shè)備維護(hù)水平以保障機(jī)械設(shè)備的安全運(yùn)行和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命, 滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。
       1.前言
       無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是在第二次世界大戰(zhàn)后迅速發(fā)展起來(lái)的一門綜合工程技術(shù)，它主要是根據(jù)物質(zhì)的各種物理特性變化，在不損傷被檢物使用性能與形狀的條件下可以實(shí)現(xiàn)百分之百檢查，從而判斷被檢物的質(zhì)量狀況。因此，它的應(yīng)用已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)、物理研究和生物工程等廣大科技領(lǐng)域獲得極大的重視和迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為控制產(chǎn)品質(zhì)量、保證設(shè)備安全運(yùn)行等方面的極為重要的技術(shù)手段。不僅如此，它已經(jīng)從單純的檢測(cè)技術(shù)發(fā)展為無(wú)損評(píng)價(jià)技術(shù)，不僅包含了無(wú)損檢查與測(cè)試，還涉及以斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)的損傷容限設(shè)計(jì)而對(duì)產(chǎn)品及設(shè)備的安全使用壽命作出評(píng)估，因此盡管無(wú)損檢測(cè)技術(shù)本身并非是一種生產(chǎn)技術(shù)，但其技術(shù)水平卻能反映該部門、該行業(yè)、該地區(qū)甚至該國(guó)的工業(yè)技術(shù)水平。在機(jī)械制造業(yè)以及軍事工業(yè)中它已經(jīng)占據(jù)了相當(dāng)重要的地位，在許多重要的大型設(shè)備安全保障體系中都發(fā)揮著重要作用。然而，在一般設(shè)備或者普通民用設(shè)備的診斷維護(hù)工程中則尚未受到足夠的重視和廣泛應(yīng)用。本文欲就這方面的問(wèn)題闡述筆者的一些看法。
       2.問(wèn)題的提出
       除了航空工業(yè)、航天工業(yè)、核工業(yè)以及許多軍事工業(yè)等已經(jīng)廣泛采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)外，在一些民用工業(yè)如鍋爐壓力容器、大型發(fā)電設(shè)備以及一些大型的、承受高載荷的機(jī)械設(shè)備等的安全保障系統(tǒng)中也已經(jīng)由國(guó)家有關(guān)管理部門立法強(qiáng)制實(shí)施無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。但是在眾多的民用、公用和游樂(lè)設(shè)備中與人身安全密切相關(guān)的設(shè)備安全保障體系往往沒(méi)有考慮無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，目前這些設(shè)備的檢查大多數(shù)采用目視檢查及運(yùn)行中用人耳監(jiān)聽有無(wú)異常響聲或者定期解體檢查等落后的在役設(shè)備安全檢查方法，因此常常不能及早有效地發(fā)現(xiàn)事故隱患。就以廣東省近年來(lái)發(fā)生的多起重大安全事故為例，例如廣州東方樂(lè)園的高速慣性列車--“過(guò)山車”因疲勞裂紋引起輪軸螺栓斷裂、從化市天湖鐵索橋的鐵索斷裂、廣州海印橋吊索鋼纜腐蝕斷裂、廣州西基港塔吊的吊臂折斷等事故，又如筆者曾經(jīng)工作過(guò)的某機(jī)械廠四柱液壓沖床的液壓缸因緊固螺栓疲勞斷裂造成缸蓋飛出....等。如果在這些設(shè)備的維護(hù)條例中規(guī)定采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行定期檢查，并且無(wú)損檢測(cè)技術(shù)往往可以在不解體的條件下實(shí)行檢查(稱做原位檢查)則是可以盡早發(fā)現(xiàn)事故徵候從而避免事故發(fā)生的。然而，由于許多設(shè)備管理人員對(duì)于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)并無(wú)認(rèn)識(shí)，不了解無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍及其特點(diǎn)，在制定設(shè)備維護(hù)管理制度時(shí)往往未把無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用考慮進(jìn)去，因此可以說(shuō)在設(shè)備工程體系中缺少了一種先進(jìn)而且有效的強(qiáng)有力的質(zhì)量保障手段。據(jù)筆者所知，例如起重設(shè)備的吊鉤、鋼纜，壓榨設(shè)備中的輥軸直到混凝土結(jié)構(gòu)件或高架橋、高速公路的路面，驚險(xiǎn)游樂(lè)設(shè)施中承受高載荷的零部件等均尚未制定有關(guān)的無(wú)損檢測(cè)方法與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。因此，如何把先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)引入這些領(lǐng)域是一個(gè)很重要的課題。
       3.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在設(shè)備工程中的作用
       為了保障在役設(shè)備的安全運(yùn)行，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以充分發(fā)揮其非破壞性及可靠性并且在許多情況下更可以實(shí)施原位檢測(cè)(即不需拆卸解體)的特長(zhǎng)。眾所周知，無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)是一門新興的、多學(xué)科綜合應(yīng)用的、理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的工程科學(xué)，無(wú)論在理論性、系統(tǒng)性和工藝性方面都有較高的要求，它包括了諸如物理學(xué)、材料科學(xué)、電子技術(shù)、測(cè)量技術(shù)以及信息技術(shù)等多方面的內(nèi)容，可以說(shuō)材料的每一種特性幾乎都可以用作某種無(wú)損檢測(cè)方法的基礎(chǔ)，幾乎所有形式的能量都能被利用來(lái)確定材料的物理特性或者用于檢測(cè)缺陷。就目前已經(jīng)應(yīng)用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方法而言就已達(dá)到數(shù)十種，它涉及到的物理基礎(chǔ)就有聲、光、熱、電、磁、機(jī)械、核輻射、物理化學(xué)、電磁、粒子束或者其中某些特性的組合應(yīng)用，目前應(yīng)用最多的無(wú)損檢測(cè)方法主要有超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、渦流檢測(cè)、射線照相檢測(cè)和滲透檢測(cè)(稱為五大常規(guī)方法)，此外聲發(fā)射檢測(cè)和泄漏檢測(cè)方法也已獲得越來(lái)越多的應(yīng)用。當(dāng)然，各種無(wú)損檢測(cè)方法也各有其不同特點(diǎn)，有各自的檢測(cè)工藝要求、適用對(duì)象與檢測(cè)范圍。
       在役設(shè)備重要承力件中最常見也是最危險(xiǎn)的缺陷就是疲勞裂紋，特別是早期疲勞裂紋更是難以用目視檢查發(fā)現(xiàn)的，而若是正確地采用滲透檢測(cè)(對(duì)被檢件表面粗糙度有一定要求)、磁粉檢測(cè)(必須是鐵磁材料)、渦流檢測(cè)(必須是導(dǎo)電材料)、超聲波檢測(cè)以及射線照相檢測(cè)(基本上不受材料種類影響)這些常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)方法就能有效地檢測(cè)出來(lái)。下面根據(jù)筆者從事無(wú)損檢測(cè)技術(shù)工作多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)舉出一些最常見的設(shè)備部件在役檢查中采用無(wú)損檢測(cè)方法的例子：
       在役的承力鋼絲繩：目前已經(jīng)有商品化的便攜式電磁(渦流)鋼纜斷絲檢測(cè)儀，可以進(jìn)行原位檢測(cè)；機(jī)械設(shè)備上的緊固螺栓或軸類零件或者殼體等只要有一端或一側(cè)暴露在外就可以采用超聲波檢測(cè)方法原位探測(cè)有無(wú)疲勞裂紋而無(wú)需拆卸解體后檢查，實(shí)際上由于這些零件或部位在原位上處于張應(yīng)力或者彎曲應(yīng)力作用下，所產(chǎn)生的疲勞裂紋的開隙度往往大于卸載后的狀況，因此利用原位無(wú)損檢測(cè)方法的效果反而常常優(yōu)于解體拆卸下來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的效果；外露的設(shè)備承力部位或部件(例如起重設(shè)備的吊臂、吊鉤；軌道及夾板、輪軸或輪轂等)可以采用磁粉檢測(cè)、渦流檢測(cè)、滲透檢測(cè)等方法進(jìn)行檢測(cè)；承力彈簧：可以采用超聲表面波法或磁粉檢測(cè)方法；承壓容器或筒體等：除了可以采用超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)以及射線照相檢測(cè)等方法外，還可以在耐(水)壓試驗(yàn)過(guò)程中同時(shí)作聲發(fā)射檢測(cè)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控；此外諸如利用熱紅外線檢測(cè)技術(shù)監(jiān)察高速運(yùn)行部件的異常熱點(diǎn)、利用遙控聲發(fā)射技術(shù)監(jiān)測(cè)運(yùn)行設(shè)備中的異常、使用內(nèi)窺鏡技術(shù)檢查內(nèi)孔表面缺陷....等等，例子是很多的，在此不一一例舉。
       4.在設(shè)備工程中推廣應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)需要注意的的問(wèn)題
       在設(shè)備工程中推廣應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)時(shí)有以下幾個(gè)問(wèn)題是必須高度重視的：
       [1] 首先是設(shè)備工程管理人員應(yīng)該對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的方法原理、應(yīng)用對(duì)象及適用范圍、適用的檢測(cè)器材以及新的技術(shù)與器材發(fā)展有較好的認(rèn)識(shí)和較多的了解，在設(shè)備管理工作中正確建立應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的觀念；
       [2] 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)與設(shè)備管理人員建立良好的溝通與配合協(xié)作關(guān)系，正確開展在役設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)工作以及編制適用的檢驗(yàn)質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)工藝；
       [3] 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)本身對(duì)從事無(wú)損檢測(cè)工作的人員有嚴(yán)格的技術(shù)資格等級(jí)要求，我國(guó)已經(jīng)與世界各國(guó)一樣實(shí)行了無(wú)損檢測(cè)人員技術(shù)資格等級(jí)定期考核鑒定制度，把無(wú)損檢測(cè)人員分為初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)三個(gè)等級(jí)，無(wú)損檢測(cè)人員必須具有相應(yīng)的技術(shù)資格等級(jí)并在此技術(shù)資格等級(jí)授權(quán)的范圍內(nèi)工作。因此，在設(shè)備工程中應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)時(shí)必須注意無(wú)損檢測(cè)人員的技術(shù)資格等級(jí)和有效期限。
       5.結(jié)束語(yǔ)
       無(wú)損檢測(cè)技術(shù)屬于高新科技領(lǐng)域的特種測(cè)試技術(shù)，當(dāng)把它與斷裂力學(xué)、損傷容限設(shè)計(jì)等安全評(píng)價(jià)技術(shù)相結(jié)合時(shí)，它不但能有效地檢測(cè)出危害性缺陷而且可以根據(jù)檢測(cè)評(píng)定缺陷的大小、數(shù)量、長(zhǎng)度、密集度、缺陷所在位置及缺陷性質(zhì)等因素對(duì)在役設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行的安全性、使用壽命等做出評(píng)價(jià)，因此，如果能在設(shè)備工程中廣泛推廣應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，相信對(duì)在役設(shè)備安全運(yùn)行的保障體系將做出極其有益的貢獻(xiàn)和獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。