邢燕德

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)北京電力建設(shè)有限公司 北京 100024）

1 引言

隨著改革開放的到來，擴(kuò)大了中國(guó)市場(chǎng)范圍，隨之給電力、冶金以及機(jī)械制造行業(yè)帶來機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中體現(xiàn)了無損檢測(cè)技術(shù)的價(jià)值，因此無損檢測(cè)技術(shù)被眾多國(guó)家高度重視。在我國(guó)已經(jīng)有很多學(xué)者對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了深入研究和探討，也取得了不小的成績(jī)，提高了我國(guó)的綜合實(shí)力和經(jīng)濟(jì)地位。

2 無損檢測(cè)的概念

新型技術(shù)與儀器設(shè)備是無損檢測(cè)的前提條件，在沒有任何受損情況下對(duì)檢測(cè)對(duì)象的理化狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)被檢測(cè)對(duì)象的表面結(jié)構(gòu)、狀態(tài)以及電磁等進(jìn)行安全可靠的檢查與測(cè)試。另外，在電力工程中，應(yīng)用最為頻繁的兩種無損檢測(cè)技術(shù)是射線照相檢測(cè)與超聲檢測(cè)。

3 常見的射線照相檢驗(yàn)技術(shù)

3.1 常規(guī)射線照相檢驗(yàn)技術(shù)理論

近年來，我國(guó)積極引薦國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的新型檢測(cè)技術(shù)-射線檢測(cè)技術(shù)，并對(duì)其成果進(jìn)行了深入性的分析與探討，將其演變成適合我國(guó)無損檢測(cè)技術(shù)與科學(xué)理論系統(tǒng)應(yīng)用的新型技術(shù)。經(jīng)過我國(guó)對(duì)射線照相檢測(cè)技術(shù)基本理論的了解和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，創(chuàng)建了射線照相檢驗(yàn)技術(shù)理論系統(tǒng)。隨著此系統(tǒng)的應(yīng)用，我國(guó)很多從事射線檢測(cè)工作的學(xué)者根據(jù)國(guó)外的規(guī)則體系給出了幾點(diǎn)意見和建議。第一，對(duì)國(guó)外有影響力的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了翻譯。第二，依據(jù)射線照相檢驗(yàn)技術(shù)理論對(duì)其進(jìn)行了深入探討，確定了射線照相檢驗(yàn)技術(shù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。這些建議不但對(duì)射線照相檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，還對(duì)各層次之間的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)解釋，供人們參考。

圖1 射線照相檢驗(yàn)技術(shù)圖

3.2 缺陷自動(dòng)識(shí)別

目前，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的逐漸創(chuàng)新與應(yīng)用，擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)與圖像處理技術(shù)的應(yīng)用范圍，而缺陷自動(dòng)識(shí)別技術(shù)也受到眾多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)的重視。近年來，缺陷自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在熔焊方面的研究成績(jī)非常顯著，很多大學(xué)也因此提出了相關(guān)的研究課題。

3.3 射線檢測(cè)器材

對(duì)常規(guī)射線照相檢驗(yàn)技術(shù)設(shè)備方面來說，近幾年我國(guó)對(duì)研發(fā)管道爬行器與降低便攜式X射線機(jī)的重量格外重視。有很多X射線機(jī)生產(chǎn)廠家對(duì)降低便攜式X射線機(jī)的重量進(jìn)行了深入研究，例如沈陽探傷機(jī)廠和中南無損檢測(cè)儀器廠等，并收獲了不小的成績(jī)。

3.4 射線檢測(cè)的特點(diǎn)

射線檢測(cè)技術(shù)在很多現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用廣泛，X射線屬于一種光子，與普通光相同都是電磁波的組成部分。電離作用、影像形成以及穿透性是射線檢測(cè)的主要特點(diǎn)，然而在電力工程檢測(cè)過程中存在很多問題，例如操作流程復(fù)雜、設(shè)備擺放和透照焦距不合理以及受到場(chǎng)地條件約束等，這些問題都會(huì)直接影響射線檢測(cè)技術(shù)的工作質(zhì)量和工作效率。

4 超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 超聲導(dǎo)波技術(shù)

在分層與脫膠現(xiàn)象嚴(yán)重的復(fù)合材料中應(yīng)用超聲導(dǎo)波技術(shù)它的頻散曲線對(duì)其具有較強(qiáng)的靈活性，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠精準(zhǔn)有效的對(duì)散曲線和頻譜曲線進(jìn)行反演，從而準(zhǔn)確的獲取被檢測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)信息。常用在火箭殼體與航空結(jié)構(gòu)中。

4.2 聲發(fā)射新技術(shù)

利用動(dòng)態(tài)檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)對(duì)零件的安全性與實(shí)效性進(jìn)行檢查。比如，對(duì)材料和零件中的裂痕問題進(jìn)行檢測(cè)研究，對(duì)暴露部分進(jìn)行監(jiān)測(cè)與定位等。

4.3 新型非接觸超聲換能方法

第一，電磁超聲法。要想有效激發(fā)磁場(chǎng)，就要在靠近材料表面的位置實(shí)施，這時(shí)材料表面會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，隨之使超聲波振動(dòng)。強(qiáng)鐵磁材料與高頻線圈是探頭的組成部分，當(dāng)電流出現(xiàn)在線圈里時(shí)，材料會(huì)受到高強(qiáng)度電流與磁場(chǎng)的影響，致使材料粒子發(fā)生振動(dòng)。在材料內(nèi)部應(yīng)用超聲波，也可叫做電磁超聲波，加大高溫材料產(chǎn)生探傷的幾率。

第二，空氣耦合法。固體氣體聲的抵抗差距為5個(gè)數(shù)量級(jí)，在氣固內(nèi)部會(huì)讓能量急劇消耗，增加高頻空氣超聲換能器的發(fā)射功率，使電氣與聲力有更好的匹配度。空氣耦合法在能量消耗大的工業(yè)使用較少，而一些國(guó)家在特殊航天構(gòu)件中經(jīng)常使用空氣耦合法，特別檢測(cè)和評(píng)價(jià)非金屬?gòu)?fù)合材料構(gòu)件時(shí)。

第三，激光超聲法。通過脈沖激光可以形成少量的窄脈沖超聲信號(hào)，在對(duì)超聲波進(jìn)行檢測(cè)時(shí)可以借助光干涉法，具備高強(qiáng)度的分辨率，在高溫環(huán)境測(cè)量下非常適用。激光束能夠借助光學(xué)法完成掃描，可以完成持續(xù)且快速的物體非接觸檢測(cè)。盡管激光束的掃射方向不同，但是激光的超聲波和被檢測(cè)物體表面一直保持垂直，因此在流程繁瑣的構(gòu)件檢測(cè)中應(yīng)用廣泛。

4.4 超聲信息處理與模式識(shí)別

在超聲波檢測(cè)中使用最為頻繁的就是現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，其主要作用是對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分類與辨別?，F(xiàn)階段，很多工廠使用超聲無損檢測(cè)技術(shù)的目的是對(duì)材料構(gòu)件的缺陷進(jìn)行掌握，或根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)缺陷大小及部位進(jìn)行判別。根據(jù)理論實(shí)驗(yàn)證明，要想獲取檢測(cè)量化結(jié)果就要通過多參量的超聲數(shù)字信號(hào)處理和模式識(shí)別技術(shù)來完成，比如檢測(cè)缺陷位置、性能、大小和形狀。將現(xiàn)代超聲技術(shù)和斷裂力學(xué)知識(shí)融合到一起，能夠?qū)?gòu)件強(qiáng)度和所剩時(shí)間進(jìn)行深入研究。超聲波應(yīng)力與殘余應(yīng)力測(cè)量技術(shù)和超聲顯微鏡技術(shù)及超聲層析成像技術(shù)是超聲檢測(cè)新技術(shù)的重要組成部分。在對(duì)缺陷進(jìn)行定量掃描是可通過超聲成像技術(shù)來完成，從而獲取更多的信息量。

4.5 超聲檢測(cè)的特點(diǎn)

超聲波檢測(cè)是按照超聲波的特殊傳播性，利用固體之間的相互作用力對(duì)反射固體缺陷的大小及位置進(jìn)行判斷。靈活性高、速度快、便于攜帶以及投入力度小是超聲波檢測(cè)的主要優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際檢測(cè)中，超聲波具有以下幾點(diǎn)問題：首先，加大了復(fù)雜形狀和不規(guī)則外形固體的檢測(cè)難度。其次，超聲波檢測(cè)受材料性能與晶粒度的影響極大。再次，超聲波對(duì)具有體積缺陷的設(shè)備不靈活，影響檢測(cè)結(jié)果。最后，在操作過程中超聲波極易受到人為因素和主觀意識(shí)的影響，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的精確度不高。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸創(chuàng)新與進(jìn)步，在某種程度上促進(jìn)了計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，提高了無損檢測(cè)技術(shù)水平，使數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化以及圖像化等技術(shù)廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。隨著無損檢測(cè)技術(shù)的推廣和使用，促進(jìn)了電力工程的發(fā)展，總的來講，無損檢測(cè)技術(shù)在電力工程領(lǐng)域中的作用是非常關(guān)鍵的。