ISO 9712培訓(xùn)促進(jìn)高速動(dòng)車組焊接檢測技術(shù)的國際化應(yīng)用

陳劍鋒 侯振國 張港蔭 鄧義剛

摘要： 在高速動(dòng)車組焊縫檢測中，無損檢測人員需要經(jīng)過ISO 9712培訓(xùn)。介紹了無損檢測技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展情況及其在高速動(dòng)車組制造檢驗(yàn)中的實(shí)際應(yīng)用情況。闡述了無損檢測人員培訓(xùn)、檢測標(biāo)準(zhǔn)和檢測技術(shù)的應(yīng)用情況。論證了通過ISO 9712培訓(xùn)的人員在中國高速動(dòng)車組焊接生產(chǎn)檢驗(yàn)中起到的重要作用。

關(guān)鍵詞： EN 15085; 高速動(dòng)車組; ISO 9712培訓(xùn); 無損檢測

中圖分類號： TG 47

ISO 9712 training promotes international application of welding inspection technology for high speed CRH

Chen Jianfeng1， Hou Zhenguo2， Zhang Gangyin3， Deng Yigang1

（1. Harbin Welding Training Institute， Harbin 150046， Heilongjiang， China; 2. CRRC Tangshan Co.， Ltd.， Tangshan 063035， Hebei， China; 3. Suzhou ASH Welding TechnologyDevelopment Co.， Ltd.， Suzhou 215104， Jiangsu， China）

Abstract： In the weld inspection of high-speed CRH， NDT personnel need to be trained by ISO 9712. The application and development of nondestructive testing technology and its practical application in manufacturing inspection of high-speed CRH were introduced. The application of nondestructive testing personnel training， testing standard and testing technology was described. it was demonstrated that the personnel trained by ISO 9712 played an important role in the welding production inspection of chinas high-speed CRH.

Key words： ??EN 15085; high speed CRH; ISO 9712 training; non-destructive testing

0 前言

ISO 9712無損檢測（NDT）人員培訓(xùn)在中國的發(fā)展，是隨著國內(nèi)制造業(yè)走向世界，其產(chǎn)品的檢測按國際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的要求，迅速開展起來的。ISO 9712標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了從事工業(yè)無損檢測的人員的資格鑒定與認(rèn)證的原則性要求[1]。對于ISO 9712人員的培訓(xùn)，目前在我國主要培訓(xùn)的無損檢測方法有：目視檢測（VT）、射線檢測（RT）、超聲檢測（UT）、磁粉檢測（MT）和滲透檢測（PT）這5種方法。培訓(xùn)的人員從事的檢測產(chǎn)品門類為：焊縫門類或全門類。

對于無損檢測技術(shù)，不論種類，也不論是成熟的常規(guī)技術(shù)，還是剛出現(xiàn)的先進(jìn)技術(shù)，其都是需要由相關(guān)方法門類的無損檢測人員去具體實(shí)施，這些無損檢測人員是從事相關(guān)無損檢測方法工作，并具有相應(yīng)門類相應(yīng)資格等級的人員。對于檢測結(jié)果的可靠性，也取決無損檢測人員的綜合能力及對相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的掌握和使用。

中國高速動(dòng)車組制造技術(shù)最早是引進(jìn)國外的相關(guān)技術(shù)，對于高速動(dòng)車組相應(yīng)的部件檢測，需要的無損檢測人員及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)都要滿足國際化要求，ISO 9712培訓(xùn)就能夠滿足這一要求，并對檢測人員技術(shù)能力及專業(yè)素養(yǎng)的提升都起到積極的作用。

1 ISO 9712人員培訓(xùn)介紹

ISO 9712是國際無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，其是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）頒布的標(biāo)準(zhǔn)，該組織是一個(gè)專門的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，正式成立于1947年，是聯(lián)合國的甲級咨詢組織。ISO的宗旨是促進(jìn)國際間的相互合作和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，其目的是為了有利于國際間的商品交換和公共事業(yè)，以便于組織成員國之間對科學(xué)、技術(shù)、知識(shí)信息和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等開展國際間互相合作，對國際標(biāo)準(zhǔn)化及相關(guān)活動(dòng)在世界范圍內(nèi)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。TC135是無損檢測技術(shù)委員會(huì)，其下設(shè)多個(gè)分委會(huì)，其中SC7是人員資格分委會(huì)。

ISO 9712無損檢測人員則是焊接產(chǎn)品焊接過程各環(huán)節(jié)的無損檢測實(shí)施人員。通過ISO 9712人員的充分使用，可以發(fā)揮其各自作用，從而保證焊接產(chǎn)品的質(zhì)量。

從1993年開始，機(jī)械工業(yè)哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心（WTI Harbin）率先在國內(nèi)開展了EN 473無損檢測人員培訓(xùn)工作，并于1999年最先在國內(nèi)開展了EN 473超聲波檢測3級人員培訓(xùn)。2006年為了滿足高速動(dòng)車組焊接生產(chǎn)對于目視檢驗(yàn)的要求，WTI Harbin最先在國內(nèi)開展了EN 473目視檢測2級人員培訓(xùn)，2013年最先在國內(nèi)開展了ISO 9712無損檢測人員培訓(xùn)。截止目前，WTI Harbin共計(jì)舉辦近400余期EN 473/ISO 9712培訓(xùn)班，培訓(xùn)了各等級無損檢測人員近萬人，培訓(xùn)人員分布在軌道車輛、鋼結(jié)構(gòu)、船舶制造、石油化工、航空航天、核電等領(lǐng)域。

2 無損檢測技術(shù)應(yīng)用的國際標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)EN 15085焊接質(zhì)量體系要求，從事軌道車輛焊縫無損檢測和最終結(jié)果評定的人員應(yīng)具有相應(yīng)的能力和持有相關(guān)的資格證書，人員資格的評定按照ISO 9712標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。根據(jù)EN 15085-3：2007章節(jié)5的質(zhì)量要求，對焊縫進(jìn)行目視檢測、滲透或磁粉檢測、超聲波或射線檢測。檢測應(yīng)獨(dú)立于生產(chǎn)過程，檢測機(jī)構(gòu)的活動(dòng)應(yīng)得到質(zhì)量保證體系控制。

無損檢測方法應(yīng)根據(jù)材料種類和焊縫種類選擇，檢測方法可以單獨(dú)使用，也可組合使用。檢測根據(jù)ISO 17635附錄C中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。選擇檢測方法和等級之前，應(yīng)考慮焊接方法、母材、焊接材料、熱處理、接頭種類和幾何形狀、結(jié)構(gòu)形狀、質(zhì)量等級、預(yù)計(jì)的缺欠種類和方位[2]。

在高速動(dòng)車組車體的生產(chǎn)中，所有的焊縫均需按相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求進(jìn)行檢測，如焊后檢測，應(yīng)滿足ISO 17637。打磨去除余高和背面清根的焊縫需要按照ISO 3452標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行滲透檢測。對于內(nèi)部缺陷檢測，射線檢測按ISO 17636標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，超聲波檢測按ISO 17640標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3 常規(guī)無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

目前，針對焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)用的無損檢測方法中，主要還是常規(guī)的5種方法，被檢工件首先進(jìn)行目視檢測，然后進(jìn)行滲透或磁粉檢測，內(nèi)部缺陷通過射線或超聲波檢測[3]。中車唐山機(jī)車車輛有限公司對這些檢測方面人員加大力度培養(yǎng)，通過參加WTI Harbin舉辦的ISO 9712無損檢測人員2級培訓(xùn)班，共取得了100多人證。針對焊縫內(nèi)部缺陷，通常采用射線或超聲檢測方法，其中射線檢測更適用于檢測出體積型缺陷，另外該種方法的優(yōu)點(diǎn)是，可通過長期保存的射線底片，作為記錄檢測結(jié)果的有效依據(jù)。射線檢測對焊接件和鑄件的內(nèi)部檢測應(yīng)用比較廣泛。而對于被檢工件的內(nèi)部平面型缺陷，更多的是使用超聲波檢測技術(shù)，由于其使用便捷和檢測速度快，可以即時(shí)評價(jià)檢測結(jié)果，另外的優(yōu)點(diǎn)是可檢測的被檢工件規(guī)格尺寸及幾何形狀范圍都比較大，其不足之處是傳統(tǒng)工業(yè)超聲波檢測技術(shù)不能有效確定缺陷性質(zhì)。

對于高速動(dòng)車組中的重要焊接件，如車鉤面板、枕梁、牽緩、司機(jī)室前墻等均需要進(jìn)行其焊縫表面及內(nèi)部檢測，來驗(yàn)證產(chǎn)品質(zhì)量。

4 無損檢測新技術(shù)的應(yīng)用

近年來隨著計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)的普及應(yīng)用及快速發(fā)展，同時(shí)也推動(dòng)了無損檢測技術(shù)不斷創(chuàng)新，其新技術(shù)也迅速推廣和使用，例如推出了激光全息、微波等新的無損檢測方法，但經(jīng)常采用的還是不斷改進(jìn)與更新的常規(guī)檢測技術(shù)。例如計(jì)算機(jī)射線照相（CR）技術(shù)和數(shù)字化X射線照相（DR）技術(shù);超聲波檢測出現(xiàn)了超聲波TOFD檢測技術(shù)和超聲波相控陣檢測技術(shù)。中車唐山機(jī)車車輛有限公司對無損檢測新技術(shù)非常重視，不光是采購了相關(guān)新技術(shù)設(shè)備，還從ISO 9712取證的人員中抽調(diào)了知識(shí)水平更全面、技術(shù)更過硬的人員來操作新技術(shù)設(shè)備，更好的為高速動(dòng)車組焊接件檢測服務(wù)。

4.1 數(shù)字化X射線照相（DR）技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字化X射線照相技術(shù)簡稱DR技術(shù)，該技術(shù)與傳統(tǒng)的射線膠片技術(shù)或計(jì)算機(jī)射線照相（CR）技術(shù)的處理過程不同，DR技術(shù)可以實(shí)時(shí)成像，而且在兩次照射過程中，不需要更換膠片和存儲(chǔ)熒光板，只需要幾秒鐘的時(shí)間就可將數(shù)據(jù)采集，即可觀察到相關(guān)圖像，其檢測速度和檢測效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的射線膠片技術(shù)。另外DR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是成像質(zhì)量比較高，而且只需要極低的X線量就得到高清晰的圖像，其圖像的空間分辨率、時(shí)間分辨率及密度分辨率都比CR技術(shù)還要高。DR技術(shù)系統(tǒng)在高速動(dòng)車組重要焊接件車鉤面板的檢測加以應(yīng)用，令該試件的檢測速度相比之前大大提高，其數(shù)字底片可永久保存。

4.2 超聲波相控陣檢測技術(shù)的應(yīng)用

同傳統(tǒng)的超聲波檢測技術(shù)相比較，超聲波相控陣檢測是一種新型的技術(shù)，這種技術(shù)是由雷達(dá)電磁波相控陣技術(shù)的原理而研制并發(fā)展起來的，由近年來陸續(xù)應(yīng)用于各類產(chǎn)品的檢測。超聲波相控陣檢測技術(shù)采用多個(gè)獨(dú)立、尺寸較小、不同形狀并按規(guī)律排列的壓電晶片組，陣列來產(chǎn)生和接收超聲波束。利用功能強(qiáng)大的相關(guān)軟件或電子方法進(jìn)行控制，并按預(yù)先規(guī)定的延遲時(shí)間激發(fā)各個(gè)晶片振動(dòng)，并使之發(fā)射的超聲波形成一個(gè)整體波陣面，這樣就能夠有效地控制超聲波束（波陣面）的形狀和方向，實(shí)現(xiàn)超聲波的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。它對確定不連續(xù)性的形狀、大小和方向能力比傳統(tǒng)超聲波檢測所用的單個(gè)或多個(gè)探頭檢測系統(tǒng)更強(qiáng)大。

高速動(dòng)車組列車大部件側(cè)墻、地板、車頂?shù)乳L、大焊縫目前大多采用攪拌摩擦焊，由于型材內(nèi)部有筋板，采用射線檢測時(shí)，射線底片上筋板圖像對焊縫評定有一定的干擾，不利于判斷焊縫內(nèi)部質(zhì)量，這樣多采用相控陣超聲波檢測可盡量避免上述情況。超聲波相控陣檢測技術(shù)可檢測薄板長、大焊縫，其檢測速度快、檢測效率高，并且可記錄檢測結(jié)果。

高速動(dòng)車組車輪的質(zhì)量是否合格關(guān)系到列車及乘客的安危。目前，在中國高速動(dòng)車組的車輪檢測中，開始采用大型超聲相控陣檢測系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)手工超聲波檢測，并實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化在線多通道檢測。

以上，無論是數(shù)字化X射線照相技術(shù)還是超聲波相控陣檢測技術(shù)，這些檢測新技術(shù)都是對檢測人員有了更高的要求，人員的素質(zhì)成為關(guān)鍵。事實(shí)證明，經(jīng)過ISO 9712系統(tǒng)培訓(xùn)后的人員，他們能夠更容易、更快的掌握這些新技術(shù)，并在其中發(fā)揮著重要的作用。

5 結(jié)束語

在高速動(dòng)車組的無損檢測中，嚴(yán)格按照EN 15085焊接質(zhì)量體系要求執(zhí)行，檢測人員均經(jīng)過ISO 9712系統(tǒng)培訓(xùn)，相關(guān)人員不但應(yīng)用常規(guī)檢測方法，而且也參與并開發(fā)先進(jìn)的無損檢測技術(shù)，并且成功運(yùn)用在高速動(dòng)車組焊接無損檢測中，目前已經(jīng)強(qiáng)化、固化檢測成果，為高速動(dòng)車組安全有效運(yùn)行提供有力的支持。

參考文獻(xiàn)

[1]The International Organization for Standardization. Non-destructive testing — qualification and certification of NDT personnel： ISO 9712： 2012 [S]2012.

[2] 史耀武. 中國材料工程大典 第23卷 材料焊接工程（下）[M]. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2006.

[3] 李家偉，陳積懋. 無損檢測手冊[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2002.