無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展

劉拓

【摘? 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)的迅猛進(jìn)步，對(duì)于機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量以及運(yùn)行精度的要求越來(lái)越高。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有非破壞性、可靠、安全的優(yōu)勢(shì)，可以利用化學(xué)現(xiàn)象、物理原理對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。在工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)逐漸受到人們的重視，論文主要針對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行探究。

【Abstract】With the continuous development of social economy and the rapid progress of modern industry， the requirements for the operation quality and accuracy of mechanical equipment has become higher and higher. Nondestructive testing technology has the advantages of non-destructive， reliable and safe. We can use chemical phenomena and physical principles to inspect the equipment. People are paying more and more attention to the application of nondestructive testing technology in the industry. This paper mainly discusses the application and development of nondestructive testing technology in mechanical industry.

【關(guān)鍵詞】無(wú)損檢測(cè)技術(shù);機(jī)械工業(yè);應(yīng)用

【Keywords】nondestructive testing technology; machinery industry; application

【中圖分類號(hào)】TG115.28;TH21? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）06-0173-02

1 引言

機(jī)械設(shè)備的核心部件主要包括傳動(dòng)軸和變速器。傳動(dòng)軸是機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的執(zhí)行器件，變速器控制著工程機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行速度和運(yùn)行效果，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以避免檢測(cè)過(guò)程中對(duì)設(shè)備造成的二次傷害，檢測(cè)精度較高，已經(jīng)成為當(dāng)前機(jī)械行業(yè)發(fā)展必不可少的環(huán)節(jié)。因此，需要加強(qiáng)對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究，明確無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的作用和價(jià)值，促進(jìn)機(jī)械工業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)概述

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)涉及的結(jié)構(gòu)件和材料的質(zhì)量均勻性以及使用可靠性，是檢測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。在機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中難免會(huì)存在一些影響，產(chǎn)品使用可靠性和質(zhì)量的缺陷容易被帶入后續(xù)加工，如擠壓工藝、鑄造，鍛造和焊接工藝以及軋制工藝中，威脅產(chǎn)品的使用性能以及使用安全性。在機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量鑒定管理水平。當(dāng)前常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要包括超聲檢測(cè)法（UT）、TOFD，PAUT，射線檢測(cè)法（RT）、滲透檢測(cè)法（PT）、磁粉檢測(cè)法（MT）以及渦流檢測(cè)法（ET）。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)、超聲全息照相法、電磁超聲檢測(cè)、紅外檢測(cè)、激光全息照相法等無(wú)損檢測(cè)新工藝和新技術(shù)也得到了應(yīng)用。在提高檢測(cè)質(zhì)量和檢測(cè)效率的同時(shí)，也能夠進(jìn)一步保護(hù)機(jī)械設(shè)備的使用性能。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)當(dāng)前主要應(yīng)用于評(píng)價(jià)工藝制造過(guò)程中零部件質(zhì)量控制和機(jī)械設(shè)備使用壽命或者剩余壽命，掌握缺陷與強(qiáng)度的定量關(guān)系以及明確設(shè)備在使用和制造過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷情況以及結(jié)構(gòu)不完整性等，可以為零部件和機(jī)械設(shè)備制造工藝的改進(jìn)和提升提供技術(shù)支持，提高產(chǎn)品質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)零部件的缺陷和設(shè)備存在的故障和問(wèn)題，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行解決，保證交付合格的零部件和設(shè)備可以正常、穩(wěn)定、高效、可靠運(yùn)行[1]。

設(shè)計(jì)檢測(cè)法是當(dāng)前在機(jī)械工業(yè)中常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)之一，主要是利用射線在材料中透射性能以及射線強(qiáng)度衰減程度的不同的原理進(jìn)行檢測(cè)，可以探測(cè)工件存在的缺陷。在實(shí)際檢測(cè)中，所使用的射線主要是X射線、中子射線以及伽馬射線。射線衰竭是由于物質(zhì)與光子的相互作用產(chǎn)生湯姆遜效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、光電效應(yīng)以及電子對(duì)等，使得射線散射或者被吸收而造成射線衰減現(xiàn)象。通常情況下，射線的衰減程度與射線通過(guò)物質(zhì)的貫穿行程以及物質(zhì)厚度有關(guān)，物質(zhì)變厚，射線衰減的程度越大。其次，射線的衰減程度還與射線的性質(zhì)以及物體的性質(zhì)有關(guān)，射線的波長(zhǎng)越小，衰減程度越小，物質(zhì)的密度以及原子序數(shù)越大，會(huì)導(dǎo)致射線衰減的程度也不斷增大，這種衰減關(guān)系是呈指數(shù)關(guān)系的衰竭。射線的檢測(cè)方法主要包括X射線熒光屏觀察法、透視照相法、電勢(shì)觀察法、電離觀察法[2]。

超聲檢測(cè)法主要利用物質(zhì)存在的缺陷或者物質(zhì)本身的聲學(xué)特性進(jìn)行具體檢測(cè)，可以很好地對(duì)物體的某些特性以及存在的缺陷等進(jìn)行檢測(cè)，具體的超聲波檢測(cè)法可以利用聲速、聲阻抗、衰減系數(shù)等聲學(xué)特性以及某些待測(cè)非聲學(xué)量，檢測(cè)如彈性、強(qiáng)度、密度、溫度、濃度、硬度、厚度、流速、流量等參數(shù)存在的相關(guān)性或者函數(shù)關(guān)系。超聲檢測(cè)法對(duì)于平面型缺陷的檢測(cè)有著十分重要的應(yīng)用價(jià)值，可以靈活測(cè)定平面型缺陷，一經(jīng)過(guò)檢測(cè)就能夠得到結(jié)果。超聲檢測(cè)設(shè)備易于攜帶，不必外接電源，穿透力比較強(qiáng)，但是超聲波檢測(cè)法要求被檢測(cè)的物質(zhì)表面光滑，難以探測(cè)出細(xì)小的裂縫，檢測(cè)精準(zhǔn)度較差。而且超聲波檢測(cè)法要有參考標(biāo)準(zhǔn)以能夠正確接收信號(hào)，對(duì)于檢測(cè)人員的專業(yè)技能和綜合素養(yǎng)有著較高的要求[3]。

3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用

在機(jī)械工業(yè)無(wú)損檢測(cè)中應(yīng)用圖像識(shí)別技術(shù)時(shí)，可以通過(guò)磁粉探傷方法明確機(jī)械材料存在的缺陷，并結(jié)合圖像識(shí)別技術(shù)開(kāi)發(fā)全自動(dòng)磁粉探傷系統(tǒng)。結(jié)合機(jī)械設(shè)備的實(shí)際建造工藝和使用狀態(tài)，對(duì)檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行完善和升級(jí)。工作人員可以熒光磁粉無(wú)損檢測(cè)技術(shù)作為支持，利用攝像系統(tǒng)功能準(zhǔn)確采集圖像信息，并對(duì)圖像信息進(jìn)行識(shí)別和自動(dòng)處理，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)探傷。在實(shí)際機(jī)械工業(yè)設(shè)備檢測(cè)和操作過(guò)程中，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸表面裂縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，發(fā)揮自動(dòng)磁粉探傷系統(tǒng)的功能，能夠?qū)D像進(jìn)行科學(xué)處理和自動(dòng)識(shí)別。但是在輸入數(shù)字圖像信號(hào)的過(guò)程中，存在的噪聲往往會(huì)影響圖像采集的質(zhì)量和效果。因此，還需要應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)正確識(shí)別裂紋，便于后續(xù)圖像處理工藝的規(guī)范開(kāi)展。在圖像識(shí)別技術(shù)的基礎(chǔ)之上，工作人員還可以建立系統(tǒng)完善的無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，以滿足機(jī)械零件無(wú)損檢測(cè)的客觀需求。例如，在曲軸圖像識(shí)別過(guò)程中，由于曲軸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，形狀變化多端，整體尺寸較大，發(fā)動(dòng)機(jī)中連接多個(gè)軸徑空間分布狀態(tài)比較特殊，而且兩個(gè)連桿之間間隔角度較大，采取曲軸完整圖像識(shí)別的難度相對(duì)較大。應(yīng)用圖像識(shí)別技術(shù)建立起無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，能夠獲取完整的曲軸圖像信息，并對(duì)曲軸表面的缺陷進(jìn)行深入檢測(cè)，在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸整體無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中有著重要的應(yīng)用價(jià)值和良好的適用性[4]。

4 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和信息化時(shí)代的全面到來(lái)，無(wú)損檢測(cè)儀器的性能也獲得了迅猛提升，在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。材料科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展使得無(wú)損檢測(cè)的新工藝、新方法、新技術(shù)和新流程逐漸發(fā)展起來(lái)，主要包括電磁超聲檢測(cè)技術(shù)、紅外檢測(cè)技術(shù)、聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)、聲波檢測(cè)技術(shù)、聲震檢測(cè)技術(shù)以及激光全息檢測(cè)技術(shù)等。聲發(fā)射技術(shù)與激光全息檢測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用于檢測(cè)復(fù)合材料膠接結(jié)構(gòu)以及蜂窩結(jié)構(gòu)等。微波檢測(cè)技術(shù)在樹(shù)脂、陶瓷以及增強(qiáng)塑料的檢測(cè)方面得到非常良好的使用，對(duì)各種蜂窩結(jié)構(gòu)的具體分層以及脫粘問(wèn)題也可以很好地檢測(cè)，可以很好地檢測(cè)出金屬加工工件表面的具體裂紋情況以及粗糙度。聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)主要在焊接工程當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，可以很好地完成焊縫質(zhì)量的具體檢測(cè)。紅外檢測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用在點(diǎn)焊焊點(diǎn)質(zhì)量、鑄模質(zhì)量以及軸承質(zhì)量等檢測(cè)當(dāng)中，也可以很好地對(duì)火車車輪軸承的過(guò)熱現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)量。

從當(dāng)前無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以在不損傷這些設(shè)備的前提下，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的工程零部件結(jié)構(gòu)件和材料進(jìn)行有效測(cè)試和檢驗(yàn)，并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)械設(shè)備的完整性、連續(xù)性、安全可靠性以及相關(guān)物理性能。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)當(dāng)前在我國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，在機(jī)械制造領(lǐng)域、造船領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、石油化工行業(yè)以及核能行業(yè)等工業(yè)領(lǐng)域中廣泛使用，已經(jīng)成為材料和產(chǎn)品靜態(tài)檢測(cè)、動(dòng)態(tài)檢測(cè)以及質(zhì)量管理不可或缺的環(huán)節(jié)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能夠在不破壞原有產(chǎn)品零件和機(jī)械設(shè)備使用性能的前提下，保證檢測(cè)質(zhì)量和檢測(cè)準(zhǔn)確性。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在當(dāng)前機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械加工、成品檢驗(yàn)以及在線檢測(cè)等階段有著十分重要的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于機(jī)械工業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。因此，需要加強(qiáng)對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究與重視，明確無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用方式和發(fā)展前景，為我國(guó)機(jī)械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有效的技術(shù)支持。

【參考文獻(xiàn)】

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