工業(yè)設計論文無損檢測技術方向論文范文
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摘要：在現(xiàn)代生產(chǎn)中針對不同對象選擇何種無損檢測方法已成為人們關注的問題,為解決好這個問題,就必須對無損檢測方法及其特征有較全面的了解。所謂無損檢測,是在不損傷材料和成品的條件下研究其內(nèi)部和表面有無缺陷的手段。下面簡要介紹三種常用方法的應用和發(fā)展。
關鍵詞：激光無損檢測,超聲無損檢測,射線無損檢測
一、無損檢測的目的及其方法的選用
不管在什么情況下，都必須首先搞清楚究竟想檢測什么東西，隨后才能確定應該采用什么樣的檢測方法和檢測規(guī)范來達到預定目的。目前無損檢測的目的大致有以下三個；
�。�1）改進制造工藝
為了知道采用的制造工藝是否合適，需要對樣品進行無損檢測，一邊觀察檢測結果，一邊制造工藝，并反復進行實驗，直至確定滿足要求的產(chǎn)品制造工藝。
�。�2）降低制造成本
進行產(chǎn)品生產(chǎn)時，不進行無損檢測就有可能造成產(chǎn)品有缺陷或不符合要求，而要修補或者返工所需要費用往往很大，而提前進行無損檢測花費很小，且能大大的提高生產(chǎn)效率，減小制造成本。
�。�3）提高可靠性
為了滿足所需性能的條件下，使構件正常工作的時間內(nèi)部至發(fā)生故障或意外，而造成大的經(jīng)濟損失和機器人身事故，故提高可靠性也至關重要。
二、激光技術在無損檢測領域的應用與發(fā)展
1.激光全息無損檢測技術
激光全息術是激光技術在無損檢測領域應用最早、用得最多的方法。其檢測的基本原理是通過對被測物體加外加載荷,利用有缺陷部位的形變量與其它部位不同的特點,通過加載前后所形成的全息圖像的疊加來反映材料、結構內(nèi)部是否存在缺陷。
激光全息無損檢測技術的發(fā)展方向主要有以下幾方面。
(1)將全息圖記錄在非線性記錄材料上,以實現(xiàn)干涉圖像的實時顯現(xiàn)。
(2)利用計算機圖像處理技術獲取干涉條紋的實時定量數(shù)據(jù)。
(3)采用新的干涉技術,如相移干涉技術。在原來的基礎上進一步提高全息技術的分辨率和準確性。
2.激光超聲無損檢測技術
激光超聲技術是七十年代中期發(fā)展起來的無損檢測新技術。與其他超聲無損檢測方法相比,激光超聲檢測的主要優(yōu)越性如下。
(1)能實現(xiàn)一定距離之外的非接觸檢測,不存在耦合與匹配問題。
(2)利用超短激光脈沖可以得到超短聲脈沖和高時間分辨率,可以在寬帶范圍內(nèi)提取信息,實現(xiàn)寬帶檢測。
(3)易于聚焦,實現(xiàn)快速掃描和成像。
3.激光無損檢測的發(fā)展
激光超聲檢測成本高,安全性較差,目前仍處于發(fā)展階段。但在無損檢測領域,激光超聲檢測在以下幾方面的應用前景引起了人們的關注:(1)可用于高溫條件下的檢測.如熱鋼材的在線檢測;(2)適用于某些不宜接近的樣品,如放射性樣品的檢測;(3)激光束可入射到任何部位,可用于檢測形狀奇異的樣品;(4)可用于超薄超細的樣品及表面或亞表面層的檢測。
三、超聲檢測技術在無損檢測中的應用與發(fā)展
超聲無損檢測技術(UT)是五大常規(guī)檢測技術之一,與其它常規(guī)無損檢測技術相比,它具有被測對象范圍廣。檢測深度大;缺陷定位準確,檢測靈敏度高;成本低,使用方便;速度快,對人體無害以及便于現(xiàn)場使用等特點。
1.超聲檢測技術的應用
(1)目前大量應用于金屬材料和構件質(zhì)量在線監(jiān)控和產(chǎn)品的在投檢查。如鋼板、管道、焊鞋、堆焊層、復合層、壓力容器及高壓管道、路軌和機車車輛零部件、棱元件及集成電路引線的檢測等。
(2)各種新材料的檢測。如有機基復合材料、金屬基復合材料、結構陶瓷材料、陶瓷基復合材料等,超聲檢測技術已成為復合材料的支柱。
(3)非金屬的檢測。如混凝土、巖石、樁基和路面等質(zhì)量檢驗,包括對其內(nèi)部缺陷、內(nèi)應力、強度的檢測應用也逐漸增多。
(4)大型結構、壓力容器和復雜設備的檢測。由于超聲成像直觀易懂,檢測精度較高。因此,近幾年我國集超聲成像技術及超聲信號處理技術等多學科前沿成果于一體的超聲機器人檢測系統(tǒng)已研制成功,為復雜形狀構件的自動掃描超聲成像檢測提供了有效手段。
(5)核電工業(yè)的超聲檢測。
(6)其它方面的超聲檢測。如醫(yī)學診斷廣泛應用超聲檢測技術;目前人們正試圖將超聲檢測技術用于開辟其它新領域和行業(yè),如人們正努力將超聲檢測技術用于血壓控制系統(tǒng)進行系統(tǒng)作非接觸檢測、辨識。性能分析和故障診斷等。
2.超聲檢測技術的發(fā)展
在現(xiàn)代無損檢測技術中,超聲成像技術是一種令人矚目的新技術。現(xiàn)代超聲成像技術都是計算機技術、信號采集技術和圖象處理技術相結合的產(chǎn)物。數(shù)據(jù)采集技術、圖象重建技術、自動化和智能化技術以及超聲成像系統(tǒng)的性能價格比等發(fā)展直接影響超聲檢測圖像化的進程�，F(xiàn)代超聲成像技術大多有自動化和智能化的特點,因而有許多優(yōu)點,如檢測的一致性好,可靠性、復現(xiàn)性高,存儲的檢測結果可隨時調(diào)用,并可以對歷次檢測的結果自動比較,以對缺陷做動態(tài)檢測等。
目前已經(jīng)使用和正在開發(fā)的成像技術包括:超聲B掃描成像,超聲C掃描成像、超聲D掃描成像,SAFT(合成孔徑聚焦)成像,P掃描成像,超聲全息成像,超聲CT成像等技術。
四、射線技術在無損檢測領域內(nèi)的應用與發(fā)展
1.射線檢測技術的應用
射線檢測技術是利用射線(X射線、射線、中子射線等)穿過材料或工件時的強度衰減,檢測其內(nèi)部結構不連續(xù)性的技術。穿過材料或工件的射線由于強度不同在X射線膠片上的感光程度也不同,由此生成內(nèi)部不連續(xù)的圖像。
(1)早期使用在石油工業(yè).分析鉆井巖芯。
(2)在航空工業(yè)用于檢驗與評價復合材料和復合結構。評價某些復合件的制造過程。也用于一系列情況下樣件的評價;這種檢測與評價過程,大大簡化了取樣破壞分析過程。
(3)檢測大型固體火箭發(fā)動機,這樣的射線系統(tǒng)使用電子直線加速器X射線源,能量高迭25MeV,可檢驗直徑達3m的大型同體火箭發(fā)動機。
(4)檢驗小型、復雜、精密的鑄件和鍛件,進行缺陷檢驗和尺寸測量。
(5)檢查工程陶瓷和粉末冶金產(chǎn)品制造過程發(fā)生的材料或成分變化,特別是對高強度、形狀復雜的產(chǎn)品。
(6)組件結構檢查。
2.射線檢測技術的發(fā)展
(1)數(shù)字射線照相技術時代。射線層析檢測和實時成像檢測技術的重要基礎之一是數(shù)字圖象處理技術,即使常規(guī)膠片射線照相技術,也在采用數(shù)字圖象處理技術。(2)今后重點應用的技術。下列技術將得到廣泛應用:①數(shù)字X射線實時檢測系統(tǒng)在制造、在役檢驗和過程控制方面。②具有數(shù)據(jù)交換、使用NDT工作站的計算機化的射線檢測系統(tǒng)。③小型、低成本的CT系統(tǒng)。④微焦點放大成像的x射線成像檢驗系統(tǒng)。⑤小型高靈敏度的X射線攝像機。⑥大面積的光電導X射線攝像機。
五、無損檢測新技術的發(fā)展趨勢
1.超聲相控陣技術
超聲相控陣技術使用不同形狀的多陣元換能器來產(chǎn)生和接收超聲波波束,通過控制換能器陣列中各陣元發(fā)射(或接收)脈沖的時間延遲,改變聲波到達(或來自)物體內(nèi)某點時的相位關系,實現(xiàn)聚焦點和聲束方向的變化,然后采用機械掃描和電子掃描相結合的方法來實現(xiàn)圖像成像。與傳統(tǒng)超聲檢測相比,由于聲束角度可控和可動態(tài)聚焦,超聲相控陣技術具有可檢測復雜結構件和盲區(qū)位置缺陷和較高的檢測頻率等特點,可實現(xiàn)高速、全方位和多角度檢測。對于一些規(guī)則的被檢測對象,如管形焊縫、板材和管材等,超聲相控陣技術可提高檢測效率、簡化設計、降低技術成本。特別是在焊縫檢測中,采用合理的相控陣檢測技術,只需將換能器沿焊縫方向掃描即可實現(xiàn)對焊縫的覆蓋掃查檢測。
2.微波無損檢測
近年來，隨著復合材料和復合結構的應用不斷增長，對檢測的要求也不斷的提高，一些常規(guī)方法不再滿足要求，隨之產(chǎn)生聲振檢測方法，即激勵被測件產(chǎn)生機械振動，通過測量被測件振動的特征來判定其缺陷的情況。
微波檢測就是通過研究微波反射、投射、衍射、干涉、腔體微擾等物理特性的改變，以及微波作用于被檢測材料時的電磁特性——介電常數(shù)的損耗正切角的相對變化，通過測量微波基本參數(shù)如微波幅度、頻率、相位的變化，來判斷被測材料或物體內(nèi)部是否存在缺陷以及此方法利用的是材料或工程結構等運行中的熱狀態(tài)的變化和異常過熱，確定被測對象的實際工作狀態(tài)和判斷其結構有無缺陷的情況。此外還有聲振無損檢測等等。
