試析自動化無損檢測技術(shù)的應用

馬風梅

西寧特鋼股份有限公司技術(shù)質(zhì)量部 810000

近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對自動化無損檢測技術(shù)的需求有了明顯的提高，對鋼棒的自動化檢測是一個重要的方面，采用的主要方法是超聲和渦流的自動化檢測。特別是最近10年來，在科學技術(shù)的推動下，自動化無損檢測技術(shù)也快速的進步，主要由于我國的工業(yè)化程度不斷提高，鋼鐵、電子、計算機等眾多方面的進一步發(fā)展，對自動化檢測技術(shù)帶來了巨大的推動。比如，對管棒材、板材、焊縫、復合材料結(jié)構(gòu)等種類繁多的設備進行自動化的無損檢測，尤其是我國航空航天事業(yè)的發(fā)展，對這一領域中的各種重要結(jié)構(gòu)或者零部件都進行自動化無損檢測，這些都是當今自動化無損檢測技術(shù)的使用非常廣泛的領域，對工業(yè)部門的應用進行分類，自動化無損檢測技術(shù)的應用主要表現(xiàn)在下面幾點。

1.對原材料進行自動化無損檢測

在生產(chǎn)過程中需要進行批量的原材料生產(chǎn)，針對鋼棒的特點進行檢測，以超聲和渦流等技術(shù)為主要的檢測方法，對其進行自動化的無損檢測，比如，對鋼棒的板材進行超聲自動化檢測，對薄壁管材和絲材的渦流自動化檢測等。

2.零部件的自動化無損檢測

在生產(chǎn)和制造的過程中，各種重要零部件的自動化無損檢測，例如鋼鐵制造過程中重要鑄、鍛件的自動化超聲掃描檢測，焊縫的超聲自動化掃描檢測和基于射線方法的成像檢測，集成電路的超聲掃描成像檢測等。

3.新物質(zhì)的超聲自動化無損檢測

當前，在技術(shù)的推動下，新型的材料、工藝不斷出現(xiàn)，特別是一些復合材料、固相焊接等，在我國鋼鐵等大型的工業(yè)領域中進行批量的應用，擴展了自動化無損檢測的使用范圍，增加了自動化無損檢測技術(shù)的活力。許多的科學研究中都要運用自動化無損檢測技術(shù)對新型材料的微結(jié)構(gòu)特點，問題的表現(xiàn)和進行相關(guān)實驗的研究分析。對一些產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用的全過程進行質(zhì)量的監(jiān)測和控制，及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的問題，進行維修，這些產(chǎn)品的包括范圍眾多，與主要的管道、特種設備等，進行自動化無損檢測。

4.焊接自動化無損檢測技術(shù)及其典型應用

對鋼鐵的焊縫進行自動化檢測的使用時間較長，相對而言，技術(shù)比較成熟。采用的主要方法是超聲法對其進行自動化檢測，超聲波在不同的物體中有不同的傳播規(guī)律，遵循在焊縫中的傳播規(guī)律，如果在檢測中發(fā)現(xiàn)焊縫區(qū)的某個位置有缺陷，在故障的周圍地段，聲波將會產(chǎn)生反射、折射、衍射等不同的照射形式，換能器根據(jù)接收到的超聲信號，進行是否有缺陷的判斷，為了確保判斷的準確性和及時性，保證材料的質(zhì)量，一般要求聲音的傳導方向和缺陷的出現(xiàn)方向保持一條垂直線的程度。為了提高檢測的覆蓋面，使焊縫的所用位置都能被進行全面的自動化檢測，應該按照需要進行檢測的焊接結(jié)構(gòu)的特點和形式，對自動掃描的方式進行合理的設計，可以對焊縫實施自動化的掃查檢測。比如，焊縫的結(jié)構(gòu)如果為圓環(huán)形，可以根據(jù)具體的形狀設計自動化檢測方式，一般使用(X，y)兩自由度自動掃描的技術(shù)，可以通過超聲三視投影成像顯示口查看檢測之后的情況。

5.復合材料自動化無損檢測技術(shù)及其典型應用

我國鋼鐵事業(yè)的發(fā)展，需要先進的技術(shù)條件為依托。許多復合材料在鋼鐵等重要工業(yè)領域具有重要的作用，運用這些復合材料進行批量的裝機使用，為了確保材料的高質(zhì)量，需要對復合材料進行全面細致的自動化無損檢測，提別是當前由于很多復合材料的結(jié)構(gòu)復雜，尺寸比以往的也要大。比如，對于一個機身蒙皮的檢測，如果使用單一的通道進行掃查檢查，花費較長的時間，速度緩慢。由于鋼棒的使用大都處于設備的關(guān)鍵部位，一些重要承力結(jié)構(gòu)和復雜結(jié)構(gòu)的設備使用較廣，因此要求使用的復合材料具有比較高的質(zhì)量，這樣才能確保較高的安全性和可靠性。所以，在復合材料領域，自動化無損檢測技術(shù)有著廣闊的應用前景。復合材料不同于傳統(tǒng)的金屬材料，它的結(jié)構(gòu)更加復雜，在進行自動化檢測的時候，要根據(jù)復合材料和它的結(jié)構(gòu)特點，設計具體的針對性較強的檢測方法，采用先進的檢測技術(shù)，配置不同的檢測設備。

當今，復合材料自動化無損檢測采用的主要方法是超聲法，比如，NASA、Boeing、Lockheed Martin、Airbus 等各種各樣的設備。對于復合材料結(jié)構(gòu)在制造和生產(chǎn)過程中的檢測，要根據(jù)針復合材料中的不同構(gòu)件，使用先進的掃查機構(gòu)，對檢測技術(shù)和進行數(shù)字化控制的技術(shù)進行設計，這樣的技術(shù)具有較強的針對性，研發(fā)的設備可靠性更高，可以有效的完成對復合材料的構(gòu)件進行全面的超聲自動化無損檢測。復合材料超聲自動化檢測技術(shù)主要包括兩大類，分別是超聲穿透法和超聲反射法。前者在進行檢測的時候，主要根據(jù)入射聲波能量的變化來進行，聲波在復合材料中進行傳播的過程中，能量不是固定不變的，而是會隨著距離產(chǎn)生衰減，可以利用這個特點對復合材料中的缺陷進行識別和檢測，這種方法在國外的應用比較廣泛，在兩個相互對稱的多軸掃描機構(gòu)上安裝超聲換能器，數(shù)字控制系統(tǒng)對其產(chǎn)生作用，然后在運動編程的控制下，安裝的探頭實施自動掃描功能。后者在進行檢測的時候，對超聲換能器的分辨率很低，但要求具有高超的同步掃描控制技術(shù)。對一些機構(gòu)復雜的組件，應該提高換能器的掃描速度，才可以提升檢測的效率。同時，根據(jù)復合材料的特征，我國成功研制了用于平面類和非平面類復合材料結(jié)構(gòu)的超聲自動化無損檢測系統(tǒng)。

6.結(jié)語

當前，隨著我國鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展，自動化無損檢測技術(shù)在經(jīng)濟發(fā)展中的作用越來越明顯，尤其是進行現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)，開展多樣化的科學研究，需要自動化檢測技術(shù)的支撐，許多工業(yè)發(fā)達國家為了提高工業(yè)的生產(chǎn)水平，都加大了對自動化無損檢測技術(shù)的開發(fā)和研究。由于自動化無損檢測技術(shù)具有很強的專業(yè)依賴性，作為一項綜合技術(shù)，不僅僅需要技術(shù)的支撐，還需要先進的設備，完善的檢測方法和豐富的操作經(jīng)驗，根據(jù)實際的情況，進行具體的設計和研究。

可以說，實現(xiàn)自動化檢測的進一步發(fā)展，必須根據(jù)我國鋼鐵工業(yè)化的具體特點進行自主的設計和研發(fā)，盲目地購買國外先進檢測設備，不根據(jù)實際情況進行創(chuàng)新，沒有長久的發(fā)展動力和發(fā)展?jié)摿ΑＮ覀儜撜J真分析我國鋼鐵工業(yè)化程度、水平、生產(chǎn)的特點、文化內(nèi)涵等內(nèi)容，設計和研發(fā)適合我國發(fā)展程度、技術(shù)特點的自動化無損檢測技術(shù)，研究與自動化無損檢測技術(shù)相適應的裝備，才是可取之策。

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