高端机械装备再制造无损检测综述

◎霍荣伟

高端机械装备再制造无损检测综述

◎霍荣伟

在高端机械装备的制造工程中，无损检测致力于检测产品的质量，保证产品的安全性。由于高端机械装备的材料范围较广、密度高，这为无损检测增加了检测难度。无损检测技术主要分为表面检测和内部检测，国内外正在逐步启用自动化的新型检测技术，具有高灵敏度、检测深入的特点。本文主要巨根再制造产品的无损检测现状，罗列无损检测的特点，分析再制造产品的无损检测技术类型，从而为国内外从事高端机械装备再制造工程的企业提供无损检测技术，使其得到借鉴和发展。

各行业的高端机械装备再制造工程都需要无损检测技术。由于国内外的形势，无损检测技术在国防领域运用的情况更多，是不可获取的高新技术。在国防工程的建设中，难免会遇到各类高端机械装备的再制造和维修问题，例如坦克、飞机、装甲车等。正常使用这些高端机械设备必须具备高质量的自身素质，而且对武器装备的无损检测难度更高。在检测过程中，任何一个环节出现失误或者漏检，其经济损失和时间损失都难以承担。国防武器装备的检测必须具有很强的可靠性，而且要对未来可能损伤的情况进行预测，从而提前防备和维修。

高端机械装备再制造无损检测特点

无损检测并非是最优质的检测技术，其特点有优势也有劣势，主要归纳为以下两点：

可检测微小裂纹。大型高端机械装备往往使用寿命长，原件的疲劳特性强、疲劳周期，因此即使很小的元件出现问题，也会导致整个高端机械装备无法正常运转。高端机械这装备不能按时完成作业，服役期间具有危险性。无损检测可以检测出元件的微小裂纹，设备再制造能够精准掌控有裂纹的地方，进行专项维修操作。

检测可达性不高。由于高端机械装备的制作原材料密度高、材料稀缺，比如飞机发动机、离心式压缩机叶片、压气机盘等密度高的材料，无损检测难以深入检查，裂纹很难检测出来，材料出现裂纹的情况多种多样，让其材料的声波衰减系数高，，检测的区域可能无法达到被检测元件的内部更深处，加大了超声波检测的难度。另外还有一种特殊情况，作为非磁性材料，其结构为粗晶结构，无论选择表面检测还是内部检测，都面临检测挑战。

高端机械装备再制造无损检测技术类型

表面/近表面检测

涡流检测。涡流检测需要交变磁场对被检测的导电工件产生激励作用，当出现涡流特征时，运用电磁感应原理，就可以检测工件之中是否有缺陷以及缺陷的大小，这种检测并不损害元件。涡流检测也具有局限性。对原件不容易定量和定位。我国的检测技术不断发展，在分析技术领域和信号处理领域经常会用到涡流检测技术。例如，最小二乘法用于元件厚度的测量，小波变换法用于信号的降噪处理。主元分析法用于裂纹的识别及分类。涡流技术检测有不同的算法技术，可以促进裂纹识别、测量厚度和降噪处理等领域的发展。当然，现在我国的涡流检测技术还不够成熟，随着涡流检测技术的发展，现在出现了很多新型技术，例如多频、脉冲和远场涡流。常见的案例有科技大学的研究者，运用该技术定量检测飞机元件的缺陷情况，撰写腐蚀缺陷检测报告。脉冲涡流检测高效，非常适用于航空领域。

红外检测。红外检测的远离，是用红外辐射对相关被检设备进行检测，从而将其波段转化为电信号，通过机器设备，展现出设备元件结构的图像，分析其温度场的分布，从而检测设备元件的缺陷。红外检测能够直接看到元件的内部结构，所以结果清晰准确，检测速度快，检测结果更加安全，即使不接触被检测的元件，也可以直接用红外线检测，可达性强，很多别的检测技术不能检测的元件，都可以通过红外检测进行检测。红外检测优点很多，也有一定的缺点。在现实中，很多被检测的设备导热快，价格高昂，所以红外检测作业的时候，难度会加大，有很多设备无法检测。现在红外检测的运用范围主要是在线损伤检测和航空发动机涡轮叶片检测。

磁粉检测。磁粉检测的原理是采用磁粉聚集效应，将材料缺陷增倍放大，材料缺陷以磁痕的形式显现。虽然磁粉检测技术可以放大材料的缺陷，但是该种方法具有一定的检测局限性，只能检测金表面和铁磁性的材料。如果被检测的材料达不到该要求则不能检测。目前磁粉检测只运用于航空中的一些重要金属构件无损检测，灵敏度高、检测深入、检测结果很直观、效果较好。

内部检测

内部检测技术比表面检测技术难度要高。内部检测可以检测元件的表面情况，也可以检测里面的情况。内部检测技术主要用的是超声检测，发射探头发出超声波，超声波传入元件的内部，在通过镜面反射作用，将超声波返回到探头，超声波的长短不一致，则说明元件的内部存在缺陷。超声波的长短可以确定元件的缺陷损伤程度。超声波检测成本低，但是使用不够方便，很多检测场合需要用耦合剂，而且超声波检测的范围存在盲区，如果说被检测的原件具有盲区则超声波无法检测。超声波检测需要用到耦合剂这个问题一直是我国研究者致力想要解决的问题，为了让超声波检测更加方便，研究者正在努力采用空气耦合的方式，进行超声波检测，已经小有成果。

从无损检测的特点和技术类型可以看出，我国越来越看重高端机械装备的再制造产品质量，无损检测技术对质量产品的监督具有重要的作用。要想让国力发展、不断增强，必须将无损检测技术不断升级、创新和优化，让无损检测的范围更广、可达性更高、灵敏度更强，无损检测技术的提升代表了制造业的巨大进步。

（作者单位：陕西航空职业技术学院）