陳劍鋒， 侯振國2， 張港蔭3， 鄧義剛

(1.機(jī)械工業(yè)哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心,黑龍江 哈爾濱 150046；2.中車唐山機(jī)車車輛有限公司,河北 唐山 063035；3.蘇州埃思哈焊接技術(shù)發(fā)展有限公司,江蘇 蘇州 215104)

0 前言

ISO 9712無損檢測(NDT)人員培訓(xùn)在中國的發(fā)展，是隨著國內(nèi)制造業(yè)走向世界，其產(chǎn)品的檢測按國際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的要求，迅速開展起來的。ISO 9712標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了從事工業(yè)無損檢測的人員的資格鑒定與認(rèn)證的原則性要求[1]。對于ISO 9712人員的培訓(xùn)，目前在我國主要培訓(xùn)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(xùn)的人員從事的檢測產(chǎn)品門類為：焊縫門類或全門類。

對于無損檢測技術(shù)，不論種類，也不論是成熟的常規(guī)技術(shù)，還是剛出現(xiàn)的先進(jìn)技術(shù)，其都是需要由相關(guān)方法門類的無損檢測人員去具體實(shí)施，這些無損檢測人員是從事相關(guān)無損檢測方法工作，并具有相應(yīng)門類相應(yīng)資格等級的人員。對于檢測結(jié)果的可靠性，也取決無損檢測人員的綜合能力及對相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的掌握和使用。

中國高速動車組制造技術(shù)最早是引進(jìn)國外的相關(guān)技術(shù)，對于高速動車組相應(yīng)的部件檢測，需要的無損檢測人員及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)都要滿足國際化要求，ISO 9712培訓(xùn)就能夠滿足這一要求，并對檢測人員技術(shù)能力及專業(yè)素養(yǎng)的提升都起到積極的作用。

1 ISO 9712人員培訓(xùn)介紹

ISO 9712是國際無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，其是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)頒布的標(biāo)準(zhǔn)，該組織是一個(gè)專門的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，正式成立于1947年，是聯(lián)合國的甲級咨詢組織。ISO的宗旨是促進(jìn)國際間的相互合作和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，其目的是為了有利于國際間的商品交換和公共事業(yè)，以便于組織成員國之間對科學(xué)、技術(shù)、知識信息和經(jīng)濟(jì)活動等開展國際間互相合作，對國際標(biāo)準(zhǔn)化及相關(guān)活動在世界范圍內(nèi)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。TC135是無損檢測技術(shù)委員會，其下設(shè)多個(gè)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(chǎn)品焊接過程各環(huán)節(jié)的無損檢測實(shí)施人員。通過ISO 9712人員的充分使用，可以發(fā)揮其各自作用，從而保證焊接產(chǎn)品的質(zhì)量。

從1993年開始，機(jī)械工業(yè)哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心(WTI Harbin)率先在國內(nèi)開展了EN 473無損檢測人員培訓(xùn)工作，并于1999年最先在國內(nèi)開展了EN 473超聲波檢測3級人員培訓(xùn)。2006年為了滿足高速動車組焊接生產(chǎn)對于目視檢驗(yàn)的要求，WTI Harbin最先在國內(nèi)開展了EN 473目視檢測2級人員培訓(xùn)，2013年最先在國內(nèi)開展了ISO 9712無損檢測人員培訓(xùn)。截止目前，WTI Harbin共計(jì)舉辦近400余期EN 473/ISO 9712培訓(xùn)班，培訓(xùn)了各等級無損檢測人員近萬人，培訓(xùn)人員分布在軌道車輛、鋼結(jié)構(gòu)、船舶制造、石油化工、航空航天、核電等領(lǐng)域。

2 無損檢測技術(shù)應(yīng)用的國際標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)EN 15085焊接質(zhì)量體系要求，從事軌道車輛焊縫無損檢測和最終結(jié)果評定的人員應(yīng)具有相應(yīng)的能力和持有相關(guān)的資格證書，人員資格的評定按照ISO 9712標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。根據(jù)EN 15085-3：2007章節(jié)5的質(zhì)量要求，對焊縫進(jìn)行目視檢測、滲透或磁粉檢測、超聲波或射線檢測。檢測應(yīng)獨(dú)立于生產(chǎn)過程，檢測機(jī)構(gòu)的活動應(yīng)得到質(zhì)量保證體系控制。

無損檢測方法應(yīng)根據(jù)材料種類和焊縫種類選擇，檢測方法可以單獨(dú)使用，也可組合使用。檢測根據(jù)ISO 17635附錄C中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。選擇檢測方法和等級之前，應(yīng)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(jié)構(gòu)形狀、質(zhì)量等級、預(yù)計(jì)的缺欠種類和方位[2]。

在高速動車組車體的生產(chǎn)中，所有的焊縫均需按相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求進(jìn)行檢測，如焊后檢測，應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行滲透檢測。對于內(nèi)部缺陷檢測，射線檢測按ISO 17636標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，超聲波檢測按ISO 17640標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3 常規(guī)無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

目前，針對焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)用的無損檢測方法中，主要還是常規(guī)的5種方法，被檢工件首先進(jìn)行目視檢測，然后進(jìn)行滲透或磁粉檢測，內(nèi)部缺陷通過射線或超聲波檢測[3]。中車唐山機(jī)車車輛有限公司對這些檢測方面人員加大力度培養(yǎng)，通過參加WTI Harbin舉辦的ISO 9712無損檢測人員2級培訓(xùn)班，共取得了100多人證。

針對焊縫內(nèi)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(yōu)點(diǎn)是，可通過長期保存的射線底片，作為記錄檢測結(jié)果的有效依據(jù)。射線檢測對焊接件和鑄件的內(nèi)部檢測應(yīng)用比較廣泛。而對于被檢工件的內(nèi)部平面型缺陷，更多的是使用超聲波檢測技術(shù)，由于其使用便捷和檢測速度快，可以即時(shí)評價(jià)檢測結(jié)果，另外的優(yōu)點(diǎn)是可檢測的被檢工件規(guī)格尺寸及幾何形狀范圍都比較大，其不足之處是傳統(tǒng)工業(yè)超聲波檢測技術(shù)不能有效確定缺陷性質(zhì)。

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(jī)室前墻等均需要進(jìn)行其焊縫表面及內(nèi)部檢測，來驗(yàn)證產(chǎn)品質(zhì)量。

4 無損檢測新技術(shù)的應(yīng)用

近年來隨著計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)的普及應(yīng)用及快速發(fā)展，同時(shí)也推動了無損檢測技術(shù)不斷創(chuàng)新，其新技術(shù)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(jīng)常采用的還是不斷改進(jìn)與更新的常規(guī)檢測技術(shù)。例如計(jì)算機(jī)射線照相(CR)技術(shù)和數(shù)字化X射線照相(DR)技術(shù)；超聲波檢測出現(xiàn)了超聲波TOFD檢測技術(shù)和超聲波相控陣檢測技術(shù)。中車唐山機(jī)車車輛有限公司對無損檢測新技術(shù)非常重視，不光是采購了相關(guān)新技術(shù)設(shè)備，還從ISO 9712取證的人員中抽調(diào)了知識水平更全面、技術(shù)更過硬的人員來操作新技術(shù)設(shè)備，更好的為高速動車組焊接件檢測服務(wù)。

4.1 數(shù)字化X射線照相(DR)技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字化X射線照相技術(shù)簡稱DR技術(shù)，該技術(shù)與傳統(tǒng)的射線膠片技術(shù)或計(jì)算機(jī)射線照相(CR)技術(shù)的處理過程不同，DR技術(shù)可以實(shí)時(shí)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(shí)間就可將數(shù)據(jù)采集，即可觀察到相關(guān)圖像，其檢測速度和檢測效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的射線膠片技術(shù)。另外DR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是成像質(zhì)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(shí)間分辨率及密度分辨率都比CR技術(shù)還要高。DR技術(shù)系統(tǒng)在高速動車組重要焊接件車鉤面板的檢測加以應(yīng)用，令該試件的檢測速度相比之前大大提高，其數(shù)字底片可永久保存。

4.2 超聲波相控陣檢測技術(shù)的應(yīng)用

同傳統(tǒng)的超聲波檢測技術(shù)相比較，超聲波相控陣檢測是一種新型的技術(shù)，這種技術(shù)是由雷達(dá)電磁波相控陣技術(shù)的原理而研制并發(fā)展起來的，由近年來陸續(xù)應(yīng)用于各類產(chǎn)品的檢測。超聲波相控陣檢測技術(shù)采用多個(gè)獨(dú)立、尺寸較小、不同形狀并按規(guī)律排列的壓電晶片組，陣列來產(chǎn)生和接收超聲波束。利用功能強(qiáng)大的相關(guān)軟件或電子方法進(jìn)行控制，并按預(yù)先規(guī)定的延遲時(shí)間激發(fā)各個(gè)晶片振動，并使之發(fā)射的超聲波形成一個(gè)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(shí)現(xiàn)超聲波的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。它對確定不連續(xù)性的形狀、大小和方向能力比傳統(tǒng)超聲波檢測所用的單個(gè)或多個(gè)探頭檢測系統(tǒng)更強(qiáng)大。

高速動車組列車大部件側(cè)墻、地板、車頂?shù)乳L、大焊縫目前大多采用攪拌摩擦焊，由于型材內(nèi)部有筋板，采用射線檢測時(shí)，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(nèi)部質(zhì)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(shù)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(jié)果。

高速動車組車輪的質(zhì)量是否合格關(guān)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(tǒng)替代了傳統(tǒng)手工超聲波檢測，并實(shí)現(xiàn)了自動化在線多通道檢測。

以上，無論是數(shù)字化X射線照相技術(shù)還是超聲波相控陣檢測技術(shù)，這些檢測新技術(shù)都是對檢測人員有了更高的要求，人員的素質(zhì)成為關(guān)鍵。事實(shí)證明，經(jīng)過ISO 9712系統(tǒng)培訓(xùn)后的人員，他們能夠更容易、更快的掌握這些新技術(shù)，并在其中發(fā)揮著重要的作用。

5 結(jié)束語

在高速動車組的無損檢測中，嚴(yán)格按照EN 15085焊接質(zhì)量體系要求執(zhí)行，檢測人員均經(jīng)過ISO 9712系統(tǒng)培訓(xùn)，相關(guān)人員不但應(yīng)用常規(guī)檢測方法，而且也參與并開發(fā)先進(jìn)的無損檢測技術(shù)，并且成功運(yùn)用在高速動車組焊接無損檢測中，目前已經(jīng)強(qiáng)化、固化檢測成果，為高速動車組安全有效運(yùn)行提供有力的支持。