ISO 9712培训促进高速动车组焊接检测技术的国际化应用

陈剑锋， 侯振国2， 张港荫3， 邓义刚

(1.机械工业哈尔滨焊接技术培训中心,黑龙江 哈尔滨 150046；2.中车唐山机车车辆有限公司,河北 唐山 063035；3.苏州埃思哈焊接技术发展有限公司,江苏 苏州 215104)

0 前言

ISO 9712无损检测(NDT)人员培训在中国的发展，是随着国内制造业走向世界，其产品的检测按国际标准实施的要求，迅速开展起来的。ISO 9712标准规定了从事工业无损检测的人员的资格鉴定与认证的原则性要求[1]。对于ISO 9712人员的培训，目前在我国主要培训的无损检测方法有：目视检测(VT)、射线检测(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和渗透检测(PT)这5种方法。培训的人员从事的检测产品门类为：焊缝门类或全门类。

对于无损检测技术，不论种类，也不论是成熟的常规技术，还是刚出现的先进技术，其都是需要由相关方法门类的无损检测人员去具体实施，这些无损检测人员是从事相关无损检测方法工作，并具有相应门类相应资格等级的人员。对于检测结果的可靠性，也取决无损检测人员的综合能力及对相应标准的掌握和使用。

中国高速动车组制造技术最早是引进国外的相关技术，对于高速动车组相应的部件检测，需要的无损检测人员及执行的标准都要满足国际化要求，ISO 9712培训就能够满足这一要求，并对检测人员技术能力及专业素养的提升都起到积极的作用。

1 ISO 9712人员培训介绍

ISO 9712是国际无损检测人员资格鉴定与认证标准，其是国际标准化组织(ISO)颁布的标准，该组织是一个专门的国际标准化组织，正式成立于1947年，是联合国的甲级咨询组织。ISO的宗旨是促进国际间的相互合作和工业标准的统一，其目的是为了有利于国际间的商品交换和公共事业，以便于组织成员国之间对科学、技术、知识信息和经济活动等开展国际间互相合作，对国际标准化及相关活动在世界范围内的发展起到促进作用。TC135是无损检测技术委员会，其下设多个分委会，其中SC7是人员资格分委会。

ISO 9712无损检测人员则是焊接产品焊接过程各环节的无损检测实施人员。通过ISO 9712人员的充分使用，可以发挥其各自作用，从而保证焊接产品的质量。

从1993年开始，机械工业哈尔滨焊接技术培训中心(WTI Harbin)率先在国内开展了EN 473无损检测人员培训工作，并于1999年最先在国内开展了EN 473超声波检测3级人员培训。2006年为了满足高速动车组焊接生产对于目视检验的要求，WTI Harbin最先在国内开展了EN 473目视检测2级人员培训，2013年最先在国内开展了ISO 9712无损检测人员培训。截止目前，WTI Harbin共计举办近400余期EN 473/ISO 9712培训班，培训了各等级无损检测人员近万人，培训人员分布在轨道车辆、钢结构、船舶制造、石油化工、航空航天、核电等领域。

2 无损检测技术应用的国际标准

根据EN 15085焊接质量体系要求，从事轨道车辆焊缝无损检测和最终结果评定的人员应具有相应的能力和持有相关的资格证书，人员资格的评定按照ISO 9712标准执行。根据EN 15085-3：2007章节5的质量要求，对焊缝进行目视检测、渗透或磁粉检测、超声波或射线检测。检测应独立于生产过程，检测机构的活动应得到质量保证体系控制。

无损检测方法应根据材料种类和焊缝种类选择，检测方法可以单独使用，也可组合使用。检测根据ISO 17635附录C中的标准进行。选择检测方法和等级之前，应考虑焊接方法、母材、焊接材料、热处理、接头种类和几何形状、结构形状、质量等级、预计的缺欠种类和方位[2]。

在高速动车组车体的生产中，所有的焊缝均需按相关国际标准及技术要求进行检测，如焊后检测，应满足ISO 17637。打磨去除余高和背面清根的焊缝需要按照ISO 3452标准进行渗透检测。对于内部缺陷检测，射线检测按ISO 17636标准进行，超声波检测按ISO 17640标准进行。

3 常规无损检测技术的应用

目前，针对焊接结构应用的无损检测方法中，主要还是常规的5种方法，被检工件首先进行目视检测，然后进行渗透或磁粉检测，内部缺陷通过射线或超声波检测[3]。中车唐山机车车辆有限公司对这些检测方面人员加大力度培养，通过参加WTI Harbin举办的ISO 9712无损检测人员2级培训班，共取得了100多人证。

针对焊缝内部缺陷，通常采用射线或超声检测方法，其中射线检测更适用于检测出体积型缺陷，另外该种方法的优点是，可通过长期保存的射线底片，作为记录检测结果的有效依据。射线检测对焊接件和铸件的内部检测应用比较广泛。而对于被检工件的内部平面型缺陷，更多的是使用超声波检测技术，由于其使用便捷和检测速度快，可以即时评价检测结果，另外的优点是可检测的被检工件规格尺寸及几何形状范围都比较大，其不足之处是传统工业超声波检测技术不能有效确定缺陷性质。

对于高速动车组中的重要焊接件，如车钩面板、枕梁、牵缓、司机室前墙等均需要进行其焊缝表面及内部检测，来验证产品质量。

4 无损检测新技术的应用

近年来随着计算机、微电子技术的普及应用及快速发展，同时也推动了无损检测技术不断创新，其新技术也迅速推广和使用，例如推出了激光全息、微波等新的无损检测方法，但经常采用的还是不断改进与更新的常规检测技术。例如计算机射线照相(CR)技术和数字化X射线照相(DR)技术；超声波检测出现了超声波TOFD检测技术和超声波相控阵检测技术。中车唐山机车车辆有限公司对无损检测新技术非常重视，不光是采购了相关新技术设备，还从ISO 9712取证的人员中抽调了知识水平更全面、技术更过硬的人员来操作新技术设备，更好的为高速动车组焊接件检测服务。

4.1 数字化X射线照相(DR)技术的应用

数字化X射线照相技术简称DR技术，该技术与传统的射线胶片技术或计算机射线照相(CR)技术的处理过程不同，DR技术可以实时成像，而且在两次照射过程中，不需要更换胶片和存储荧光板，只需要几秒钟的时间就可将数据采集，即可观察到相关图像，其检测速度和检测效率远远高于传统的射线胶片技术。另外DR技术的优点是成像质量比较高，而且只需要极低的X线量就得到高清晰的图像，其图像的空间分辨率、时间分辨率及密度分辨率都比CR技术还要高。DR技术系统在高速动车组重要焊接件车钩面板的检测加以应用，令该试件的检测速度相比之前大大提高，其数字底片可永久保存。

4.2 超声波相控阵检测技术的应用

同传统的超声波检测技术相比较，超声波相控阵检测是一种新型的技术，这种技术是由雷达电磁波相控阵技术的原理而研制并发展起来的，由近年来陆续应用于各类产品的检测。超声波相控阵检测技术采用多个独立、尺寸较小、不同形状并按规律排列的压电晶片组，阵列来产生和接收超声波束。利用功能强大的相关软件或电子方法进行控制，并按预先规定的延迟时间激发各个晶片振动，并使之发射的超声波形成一个整体波阵面，这样就能够有效地控制超声波束(波阵面)的形状和方向，实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。它对确定不连续性的形状、大小和方向能力比传统超声波检测所用的单个或多个探头检测系统更强大。

高速动车组列车大部件侧墙、地板、车顶等长、大焊缝目前大多采用搅拌摩擦焊，由于型材内部有筋板，采用射线检测时，射线底片上筋板图像对焊缝评定有一定的干扰，不利于判断焊缝内部质量，这样多采用相控阵超声波检测可尽量避免上述情况。超声波相控阵检测技术可检测薄板长、大焊缝，其检测速度快、检测效率高，并且可记录检测结果。

高速动车组车轮的质量是否合格关系到列车及乘客的安危。目前，在中国高速动车组的车轮检测中，开始采用大型超声相控阵检测系统替代了传统手工超声波检测，并实现了自动化在线多通道检测。

以上，无论是数字化X射线照相技术还是超声波相控阵检测技术，这些检测新技术都是对检测人员有了更高的要求，人员的素质成为关键。事实证明，经过ISO 9712系统培训后的人员，他们能够更容易、更快的掌握这些新技术，并在其中发挥着重要的作用。

5 结束语

在高速动车组的无损检测中，严格按照EN 15085焊接质量体系要求执行，检测人员均经过ISO 9712系统培训，相关人员不但应用常规检测方法，而且也参与并开发先进的无损检测技术，并且成功运用在高速动车组焊接无损检测中，目前已经强化、固化检测成果，为高速动车组安全有效运行提供有力的支持。