靳屹立

（中航飛機(jī)股份有限公司 陜西西安 710089）

1 前言

近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)技術(shù)水平也不斷提高，各行業(yè)在專業(yè)技術(shù)的多元化開發(fā)及有效利用方面均取得了卓越的成效。特種設(shè)備種類多樣，可按承壓類和機(jī)電類劃分，承壓類分為:鍋爐、壓力容器（包含氣瓶）、壓力管道3大類；機(jī)電類分為:電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂設(shè)施、場（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車等。這些設(shè)備均具有危險(xiǎn)性大、涉及公眾生命安全的特點(diǎn)，故國家在生產(chǎn)、實(shí)際應(yīng)用、檢驗(yàn)檢測方面均設(shè)立了十分嚴(yán)格的規(guī)定[1]。

無損檢測技術(shù)是在對待測物體原化學(xué)、物理性質(zhì)未構(gòu)成破壞的前提下，通過現(xiàn)代化技術(shù)手段，經(jīng)系統(tǒng)檢測，獲取待測物體的理化性質(zhì)，并掌握該物體當(dāng)前狀態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)技術(shù)[2]。該項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著不可或缺的重要作用，其技術(shù)水平與國家的工業(yè)發(fā)展程度呈正相關(guān)性[3]。

2 特種設(shè)備應(yīng)用無損檢測技術(shù)開展檢測工作的必要性

承壓類特種設(shè)備應(yīng)用范圍較廣，經(jīng)過長期使用，設(shè)備會(huì)有不同程度的損傷，對設(shè)備的修復(fù)十分重要。但現(xiàn)階段，由于專業(yè)檢測人才缺乏、檢測標(biāo)準(zhǔn)缺失等原因，特種設(shè)備的修復(fù)存在一定難度。無損檢測技術(shù)作為重要的特種設(shè)備檢測手段，可滿足對具高精密度設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的檢測且不會(huì)對設(shè)備造成損傷的要求，為特種設(shè)備缺陷的檢測和修復(fù)提供便利[4]。

3 無損檢測技術(shù)所具有的特征及優(yōu)勢

3.1 非破壞性特征

就無損傷檢測技術(shù)而言，非破壞性是其極典型特征，在獲取檢測結(jié)果的同時(shí)，未對被測物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)構(gòu)成損傷和干擾[5]。

3.2 嚴(yán)格性特征

在采用無損檢測技術(shù)開展檢測期間，均需依據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格篩選檢測儀器設(shè)備和檢測人員，為檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障[6]。

3.3 循證性特征

在對相同待測物進(jìn)行檢測時(shí)，檢測人員不同，結(jié)果也會(huì)存在差異[7]。檢測人員相同，檢測方法不同，所獲取的結(jié)果也會(huì)不一致[8]。尤其是部分特定檢測技術(shù)，在開展時(shí)，需2個(gè)或以上人員來完成該項(xiàng)工作，故不同人員可依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)以及循證依據(jù)，來對結(jié)果進(jìn)行綜合分析，共同獲取精準(zhǔn)的結(jié)果，進(jìn)而保證結(jié)果的精準(zhǔn)性[9]。

3.4 全程性特征

以往設(shè)備原料通常采用傳統(tǒng)破壞性檢測手段進(jìn)行檢測。就正常運(yùn)行的設(shè)備而言，因后續(xù)仍會(huì)應(yīng)用在生產(chǎn)、生活中，故不宜采用破壞性檢測方法進(jìn)行檢測[10]。相較破壞性檢測技術(shù)，無損檢測技術(shù)不管是針對原材料還是對處于運(yùn)行狀態(tài)設(shè)備的檢測，均呈現(xiàn)較強(qiáng)的適用性，且檢測工作可在整個(gè)設(shè)備生產(chǎn)環(huán)節(jié)與實(shí)際使用環(huán)節(jié)過程中貫穿，可為特種設(shè)備的正常運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障[11]。

4 無損檢測技術(shù)的類型

隨著特種設(shè)備在性能和結(jié)構(gòu)上的進(jìn)一步完善，無損檢測技術(shù)也在不斷改進(jìn)，在提升測驗(yàn)結(jié)果精準(zhǔn)度的同時(shí)，測驗(yàn)效率也在不斷增強(qiáng)。目前，較為成熟且應(yīng)用相對廣泛的無損檢測技術(shù)類型可分為5大類。

4.1 射線無損檢測技術(shù)

在無損檢測技術(shù)中，射線檢測技術(shù)較為典型且十分重要。其作用原理是:射線自物體穿透時(shí)，有散射和吸收現(xiàn)象發(fā)生，且所穿物體的材料不同，呈現(xiàn)出的散射和吸收程度也存在較大差異，通過光圖分析，得到設(shè)備的整體信息。在射線無損檢測技術(shù)具體實(shí)施時(shí)，以中子射線、X-射線和γ-射線最為常用。其中，中子射線因自身特性原因，僅在部分特殊檢測中應(yīng)用；X-射線和γ-射線有較為廣泛的適用范圍，如機(jī)電類設(shè)備、鍋爐設(shè)備等，均可獲得理想的檢測效果[12]。

在檢測時(shí)，檢測人員需通過檢測設(shè)備，將射線發(fā)射至待檢測設(shè)備分析獲取的數(shù)據(jù)，對受損部位進(jìn)行確定，完成檢測工作[13]。采取射線無損檢測技術(shù)對特種設(shè)備進(jìn)行檢測，結(jié)果可信度較高，對特種設(shè)備特有點(diǎn)位，如焊接縫隙、氣孔、細(xì)小裂縫、針孔等，均具有較為理想的適用性。當(dāng)然，此項(xiàng)探傷技術(shù)也有不足之處，具體為:在針對大面積特種設(shè)備進(jìn)行檢測時(shí)，效率相對偏低；在開展檢測過程中有射線發(fā)出，會(huì)對檢測人員的身體健康產(chǎn)生影響。目前，雖已引入無人射線檢測技術(shù)，但具體實(shí)施還存在一定的局限性，仍須進(jìn)一步完善[14]。

4.2 紅外線無損檢測技術(shù)特征

紅外線無損檢測技術(shù)的原理是 在常規(guī)環(huán)境下，所有物體均可依據(jù)自身所分布的原子、分子在運(yùn)動(dòng)程度上的強(qiáng)弱，向外輻射不同程度的熱紅外量。在檢測過程中，可依據(jù)待測設(shè)備所具有的特性，適度加熱，依據(jù)物體在溫度梯度上的分布特征，通過紅外熱像儀對相關(guān)情況進(jìn)行記錄，經(jīng)紅外熱序圖列，掌握設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下的真實(shí)狀況。

現(xiàn)階段，紅外線無損檢測技術(shù)包括2種形式:被動(dòng)與主動(dòng)[15]。其中，被動(dòng)形式是當(dāng)特種設(shè)備自身溫度居較高水平時(shí)，紅外輻射強(qiáng)度較強(qiáng)，無須進(jìn)行加熱處理，檢測工作可直接實(shí)施。主動(dòng)形式是當(dāng)特種設(shè)備自身溫度居較低水平時(shí)，紅外輻射強(qiáng)度較弱，無法滿足檢測要求，須進(jìn)行人工加熱處理，使熱量在特種設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行有效傳導(dǎo)，再依據(jù)受損程度，結(jié)合紅外強(qiáng)度差異，獲取檢測結(jié)果。紅外線無損檢測技術(shù)無障礙問題存在，對各種特種設(shè)備均適用[16]。

4.3 超聲波無損檢測技術(shù)

該技術(shù)具備多項(xiàng)優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在:探傷儀體積較小，重量較輕，方便攜帶，且各環(huán)節(jié)操作也較為簡便。另外，在具體應(yīng)用期間不會(huì)對人體構(gòu)成明顯傷害。

超聲波無損檢測技術(shù)有較為廣泛的應(yīng)用范圍，可對焊縫內(nèi)有無缺陷問題及高壓螺栓和壓力容器有無裂紋存在進(jìn)行檢測[17]。除此之外，也可檢測液位流量、材料硬度、厚度、黏結(jié)強(qiáng)度、殘余應(yīng)力等物理性質(zhì)。但需重視的是，超聲波無損檢測技術(shù)對檢測形狀復(fù)雜且不規(guī)則、表面較為粗糙的工件并不具備可行性。

隨著特種設(shè)備應(yīng)用范圍趨于廣泛，超聲波技術(shù)也會(huì)引起更多關(guān)注。故相關(guān)研究者需不斷對該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行完善和優(yōu)化，使其在特種設(shè)備的檢測工作中發(fā)揮更為有力的作用[18]。

4.4 渦流無損檢測技術(shù)

渦流無損檢測技術(shù)對檢測壓力容器缺陷有較高的應(yīng)用頻率，如在對換熱設(shè)備進(jìn)行檢測時(shí)，可對其表面有無裂縫做出準(zhǔn)確判斷，也可用于判斷設(shè)備有無損壞[19]。但該技術(shù)的檢測工作并不能獨(dú)自完成，需由穿過式探頭予以輔助，對換熱管進(jìn)行全面檢測，即對換熱管完成有無被腐蝕以及有無損壞和磨損等缺陷的檢測工作。目前，渦流檢測技術(shù)所采用的設(shè)備多為國外生產(chǎn)的設(shè)備[20]。雖然我國也展開了多項(xiàng)研究，做過獨(dú)立設(shè)計(jì)和相關(guān)試產(chǎn)工作，但仍未做到完善和優(yōu)化。故渦流檢測技術(shù)在我國的具體應(yīng)用范圍仍較狹窄，還需相關(guān)部門加大扶持力度，提供技術(shù)和資金方面的支持，以提高我國該技術(shù)的檢測水平[21]。

4.5 磁粉無損檢測技術(shù)特征

磁粉無損檢測技術(shù)多用于制作中的半成品和成品階段的特種設(shè)備檢測[22]。通常情況下，金屬工件在磁化后，若存在夾雜物、裂紋等缺陷會(huì)產(chǎn)生漏磁場現(xiàn)象，在漏磁場作用下，磁粉會(huì)被大量吸附其中。在開展檢測工作時(shí)，可根據(jù)磁粉的具體分布，快速且精準(zhǔn)地查找工件上的缺陷[23]。此項(xiàng)檢測技術(shù)，較為便捷，效率也較高。另外，磁粉無損檢測技術(shù)一般可采取有顏色特征的磁粉來檢測，進(jìn)而可更加清晰地呈現(xiàn)工件存在缺陷的位置。

現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，磁粉無損檢測技術(shù)也獲得了進(jìn)一步的發(fā)展。在對特種設(shè)備進(jìn)行檢測時(shí)，除可用于半成品和成品檢測外，也可用于對部分已具使用的設(shè)備在特定時(shí)間的疲勞損傷程度進(jìn)行檢測。但需引起重視的是，從客觀層面而言，磁粉無損檢測技術(shù)仍處于發(fā)展階段，有待進(jìn)一步優(yōu)化和完善[24]。

5 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特種設(shè)備無損檢測技術(shù)趨向完善，并在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，尤其在特種設(shè)備生產(chǎn)、調(diào)試、安裝、使用中，發(fā)揮著重要作用，具體表現(xiàn)在，除可確保特種設(shè)備性能完好、正常使用外，還可以及時(shí)檢測出現(xiàn)存故障及潛在故障，有效控制故障發(fā)生的概率，降低生產(chǎn)成本，進(jìn)而有效提升生產(chǎn)效益，推動(dòng)社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[25]。