ISO 9712培訓促進高速動車組焊接檢測技術的國際化應用

陳劍鋒， 侯振國2， 張港蔭3， 鄧義剛

(1.機械工業哈爾濱焊接技術培訓中心,黑龍江 哈爾濱 150046；2.中車唐山機車車輛有限公司,河北 唐山 063035；3.蘇州埃思哈焊接技術發展有限公司,江蘇 蘇州 215104)

0 前言

ISO 9712無損檢測(NDT)人員培訓在中國的發展，是隨著國內制造業走向世界，其產品的檢測按國際標準實施的要求，迅速開展起來的。ISO 9712標準規定了從事工業無損檢測的人員的資格鑒定與認證的原則性要求[1]。對于ISO 9712人員的培訓，目前在我國主要培訓的無損檢測方法有：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。培訓的人員從事的檢測產品門類為：焊縫門類或全門類。

對于無損檢測技術，不論種類，也不論是成熟的常規技術，還是剛出現的先進技術，其都是需要由相關方法門類的無損檢測人員去具體實施，這些無損檢測人員是從事相關無損檢測方法工作，并具有相應門類相應資格等級的人員。對于檢測結果的可靠性，也取決無損檢測人員的綜合能力及對相應標準的掌握和使用。

中國高速動車組制造技術最早是引進國外的相關技術，對于高速動車組相應的部件檢測，需要的無損檢測人員及執行的標準都要滿足國際化要求，ISO 9712培訓就能夠滿足這一要求，并對檢測人員技術能力及專業素養的提升都起到積極的作用。

1 ISO 9712人員培訓介紹

ISO 9712是國際無損檢測人員資格鑒定與認證標準，其是國際標準化組織(ISO)頒布的標準，該組織是一個專門的國際標準化組織，正式成立于1947年，是聯合國的甲級咨詢組織。ISO的宗旨是促進國際間的相互合作和工業標準的統一，其目的是為了有利于國際間的商品交換和公共事業，以便于組織成員國之間對科學、技術、知識信息和經濟活動等開展國際間互相合作，對國際標準化及相關活動在世界范圍內的發展起到促進作用。TC135是無損檢測技術委員會，其下設多個分委會，其中SC7是人員資格分委會。

ISO 9712無損檢測人員則是焊接產品焊接過程各環節的無損檢測實施人員。通過ISO 9712人員的充分使用，可以發揮其各自作用，從而保證焊接產品的質量。

從1993年開始，機械工業哈爾濱焊接技術培訓中心(WTI Harbin)率先在國內開展了EN 473無損檢測人員培訓工作，并于1999年最先在國內開展了EN 473超聲波檢測3級人員培訓。2006年為了滿足高速動車組焊接生產對于目視檢驗的要求，WTI Harbin最先在國內開展了EN 473目視檢測2級人員培訓，2013年最先在國內開展了ISO 9712無損檢測人員培訓。截止目前，WTI Harbin共計舉辦近400余期EN 473/ISO 9712培訓班，培訓了各等級無損檢測人員近萬人，培訓人員分布在軌道車輛、鋼結構、船舶制造、石油化工、航空航天、核電等領域。

2 無損檢測技術應用的國際標準

根據EN 15085焊接質量體系要求，從事軌道車輛焊縫無損檢測和最終結果評定的人員應具有相應的能力和持有相關的資格證書，人員資格的評定按照ISO 9712標準執行。根據EN 15085-3：2007章節5的質量要求，對焊縫進行目視檢測、滲透或磁粉檢測、超聲波或射線檢測。檢測應獨立于生產過程，檢測機構的活動應得到質量保證體系控制。

無損檢測方法應根據材料種類和焊縫種類選擇，檢測方法可以單獨使用，也可組合使用。檢測根據ISO 17635附錄C中的標準進行。選擇檢測方法和等級之前，應考慮焊接方法、母材、焊接材料、熱處理、接頭種類和幾何形狀、結構形狀、質量等級、預計的缺欠種類和方位[2]。

在高速動車組車體的生產中，所有的焊縫均需按相關國際標準及技術要求進行檢測，如焊后檢測，應滿足ISO 17637。打磨去除余高和背面清根的焊縫需要按照ISO 3452標準進行滲透檢測。對于內部缺陷檢測，射線檢測按ISO 17636標準進行，超聲波檢測按ISO 17640標準進行。

3 常規無損檢測技術的應用

目前，針對焊接結構應用的無損檢測方法中，主要還是常規的5種方法，被檢工件首先進行目視檢測，然后進行滲透或磁粉檢測，內部缺陷通過射線或超聲波檢測[3]。中車唐山機車車輛有限公司對這些檢測方面人員加大力度培養，通過參加WTI Harbin舉辦的ISO 9712無損檢測人員2級培訓班，共取得了100多人證。

針對焊縫內部缺陷，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，另外該種方法的優點是，可通過長期保存的射線底片，作為記錄檢測結果的有效依據。射線檢測對焊接件和鑄件的內部檢測應用比較廣泛。而對于被檢工件的內部平面型缺陷，更多的是使用超聲波檢測技術，由于其使用便捷和檢測速度快，可以即時評價檢測結果，另外的優點是可檢測的被檢工件規格尺寸及幾何形狀范圍都比較大，其不足之處是傳統工業超聲波檢測技術不能有效確定缺陷性質。

對于高速動車組中的重要焊接件，如車鉤面板、枕梁、牽緩、司機室前墻等均需要進行其焊縫表面及內部檢測，來驗證產品質量。

4 無損檢測新技術的應用

近年來隨著計算機、微電子技術的普及應用及快速發展，同時也推動了無損檢測技術不斷創新，其新技術也迅速推廣和使用，例如推出了激光全息、微波等新的無損檢測方法，但經常采用的還是不斷改進與更新的常規檢測技術。例如計算機射線照相(CR)技術和數字化X射線照相(DR)技術；超聲波檢測出現了超聲波TOFD檢測技術和超聲波相控陣檢測技術。中車唐山機車車輛有限公司對無損檢測新技術非常重視，不光是采購了相關新技術設備，還從ISO 9712取證的人員中抽調了知識水平更全面、技術更過硬的人員來操作新技術設備，更好的為高速動車組焊接件檢測服務。

4.1 數字化X射線照相(DR)技術的應用

數字化X射線照相技術簡稱DR技術，該技術與傳統的射線膠片技術或計算機射線照相(CR)技術的處理過程不同，DR技術可以實時成像，而且在兩次照射過程中，不需要更換膠片和存儲熒光板，只需要幾秒鐘的時間就可將數據采集，即可觀察到相關圖像，其檢測速度和檢測效率遠遠高于傳統的射線膠片技術。另外DR技術的優點是成像質量比較高，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、時間分辨率及密度分辨率都比CR技術還要高。DR技術系統在高速動車組重要焊接件車鉤面板的檢測加以應用，令該試件的檢測速度相比之前大大提高，其數字底片可永久保存。

4.2 超聲波相控陣檢測技術的應用

同傳統的超聲波檢測技術相比較，超聲波相控陣檢測是一種新型的技術，這種技術是由雷達電磁波相控陣技術的原理而研制并發展起來的，由近年來陸續應用于各類產品的檢測。超聲波相控陣檢測技術采用多個獨立、尺寸較小、不同形狀并按規律排列的壓電晶片組，陣列來產生和接收超聲波束。利用功能強大的相關軟件或電子方法進行控制，并按預先規定的延遲時間激發各個晶片振動，并使之發射的超聲波形成一個整體波陣面，這樣就能夠有效地控制超聲波束(波陣面)的形狀和方向，實現超聲波的波束掃描、偏轉和聚焦。它對確定不連續性的形狀、大小和方向能力比傳統超聲波檢測所用的單個或多個探頭檢測系統更強大。

高速動車組列車大部件側墻、地板、車頂等長、大焊縫目前大多采用攪拌摩擦焊，由于型材內部有筋板，采用射線檢測時，射線底片上筋板圖像對焊縫評定有一定的干擾，不利于判斷焊縫內部質量，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，并且可記錄檢測結果。

高速動車組車輪的質量是否合格關系到列車及乘客的安危。目前，在中國高速動車組的車輪檢測中，開始采用大型超聲相控陣檢測系統替代了傳統手工超聲波檢測，并實現了自動化在線多通道檢測。

以上，無論是數字化X射線照相技術還是超聲波相控陣檢測技術，這些檢測新技術都是對檢測人員有了更高的要求，人員的素質成為關鍵。事實證明，經過ISO 9712系統培訓后的人員，他們能夠更容易、更快的掌握這些新技術，并在其中發揮著重要的作用。

5 結束語

在高速動車組的無損檢測中，嚴格按照EN 15085焊接質量體系要求執行，檢測人員均經過ISO 9712系統培訓，相關人員不但應用常規檢測方法，而且也參與并開發先進的無損檢測技術，并且成功運用在高速動車組焊接無損檢測中，目前已經強化、固化檢測成果，為高速動車組安全有效運行提供有力的支持。