高端机械装备再制造无损检测综述

尚彦光 张义武

摘 要：高端机械装备再制造在一定程度上节约了我国的资源，符合环保的现代理念。无损检测在设备再制造中具有极其重要的地位。本文对报废高端机械设备的无损检测的特征以及涉及的无损检测技术进行了汇总，并对该无损检测存在的问题和难点进行了分析。

关键词：高端机械装备；再制造；无损检测

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.061

1 前言

随着科技的发展进程不断推进，越来越多的高端机械设备诸如飞机、工程机械设备之类不断更新换代，应用领域也更加广泛。然而高端机械设备在长时间的服役后会出现严重的损伤，这也就是说，大量的高端机械装备在达到损伤严重后将作报废处理，其报废速度与新设备的更新换代的速度相当，这在某种程度上来说是一种经济损失 。对报废的高端机械设备进行再制造可有效降低这种损失，充分利用其中可重复利用的资源，增加企业效益。高端机械设备的再制造工程是当代衍生出的极具战略型的一项产业，具体内容是应用前沿技术对报废设备进行修复和再制造，使报废设备能再次投入使用，以达到节约我国相关资源的效果，符合绿色环保的现代理念。

2 高端机械设备再制造无损检测特点

高端机械设备通常包括传统产业中的高端设备和新兴产业中的高端设备两部分，这些产业大多是掌握我国经济命脉的行业，如核电航空、工程机械及船舶行业等，服役于这些行业的设备的损伤类大致可以分为以下三类：相关工艺导致的缺陷、使用过度引起的疲劳损伤以及应力对设备造成的损伤。在对设备进行再制造过程中的检测过程也存在一些特点：第一，高端机械设备的内部构造复杂程度较高，设备的很多部位诸如离心式压缩机叶片等在检测过程中很难到达，大大加强了监测工作的实施难度；第二，高端设备的制造材料错综复杂，其中包括了多种轻金属合金、钢铁材料以及一些复合材料的使用。其中复合材料部位的损伤多为基体或纤维出现断裂，这会在一定程度上增加常规超声波检测的工作难度，而钛合金则因其的粗晶结构影响涡流检测的实施；第三，设备损伤程度的定量检测，对设备进行再制造的前提是确定设备所含构件是否能够修复或改造，这就需要技术人员对设备损伤程度进行定量和综合评价，以确保在制造后的高端设备能够安全服役。

3 再制造检测技术概况

目前我国用于高端机械设备再制造的无损检测技术主要有射线检测、磁粉检测、渗透检测、超声检测以及涡流检测。随着相关技术的不断发展，越来越多的前沿技术被应用到设备的修复与改造中，以不断促进高端设备再制造產业的发展。目前我国的无损检测已经过渡到对设备进行无损评价的时期，即针对设备存在的问题通过定性、定量以及定位三方面进行评价和检测，并对某一部件对整体设备的性能影响作出准确判断，以此来预测再制造设备的使用年限。

3.1 表面检测方法

表面检测是指对设备的表面损伤进行的相关检测，目前用于设备无损检测的技术基本都具有检测设备表面缺陷的能力，但渗透检测是仅针对于表面缺陷的一项无损检测技术，即渗透检测的检测对象只有设备表面。其检测原理是通过相应的渗透液对设备表面的损伤放大到可视的程度，以方便相关人员对其进行进一步检测。渗透检测的操作流程简单，对进行该项检测的技术人员的专业要求不高，可以在一定程度上降低检测成本。但其的缺陷在于检测结果受人为因素影响较大，且能检测到的部位也具有局限性。

3.2 表面/近表面检测

3.2.1 磁粉检测

磁粉检测是利用磁粉的聚集效应对设备的缺陷所在进行检测，从而将找到的损伤处放大并实施进一步检测。这种检测的检测结果相对来说比较直观，且该技术的灵敏度较高，在中小型企业中的应用十分广泛。

3.2.2 涡流检测

涡流检测的检测原理为电磁感应原理，具体来说，就是对设备加以交变磁场，以引起导电部件产生涡流的相关特征，并通过这些特征来判断部件的损伤程度。这种检测技术的应用虽然也比较广泛，但不适用于对设备进行“三定”评价的检测过程中。

3.2.3 红外检测

红外检测的主要检测原理是以红外热像设备为基础，测量设备部件表现出的辐射能，并将这种辐射能进行转换，以可视的图像来表现温度场，以此来进行检测。这种检测技术的局限性在于无法对设备内部进行有效监测，且进行该项检测的相关设备车成本较高，会降低企业的经济效益。

4 目前在制造无损检测存在的问题与难点

高端设再制造无损检测产业具有极大的发展前景，但目前其在运行方面还存在一定的问题和攻克难点。首先，当前的无损检测技术的检测对象多为设备表面的及近表面的损伤，且设备的内部结构较为复杂，对的检测和修难度较大，如远场涡流等技术虽是针对设备内部建构进行检测的技术，但这些技术容易受外界干扰，可行性较低。目前，对设备内部损伤的检测研究还在不断推进中。

另外，对设备微小裂纹的检测是无损检测中的又一难点。设备表面的或可检测出的损伤大都是由于这些难以检测的微小裂痕引发的，因此，想从根本上对设备进行修复，首先需要检测到这些微小裂痕的所在，但以现在的技术水平很难对微小裂痕进行准确的检测。

5 结语

随着高端机械设备的大量使用，其报废量也在逐渐升高，这在一定程度上是一种资源的浪费。高端机械设备无损再制造产业的出现有效降低了这种浪费的现象，使报废的设备能重新投入使用。在设备的再制造过程中，对设备的无损检测是极其重要的一部分。本文对报废高端机械设备的无损检测的特征以及涉及的无损检测技术进行了汇总，并对该无损检测存在的问题和难点进行了分析。随着科技的不断发展，越来越多的前沿技术被应用到无损检测中，必将推动设备再制造工程的不断发展。

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