无损检测技术在机械工业中的应用和发展

刘拓

【摘  要】随着社会经济的不断发展和现代工业的迅猛进步，对于机械设备的运行质量以及运行精度的要求越来越高。无损检测技术具有非破坏性、可靠、安全的优势，可以利用化学现象、物理原理对设备进行检验。在工业生产和应用过程中无损检测技术逐渐受到人们的重视，论文主要针对无损检测技术在机械工业中的应用与发展进行探究。

【Abstract】With the continuous development of social economy and the rapid progress of modern industry， the requirements for the operation quality and accuracy of mechanical equipment has become higher and higher. Nondestructive testing technology has the advantages of non-destructive， reliable and safe. We can use chemical phenomena and physical principles to inspect the equipment. People are paying more and more attention to the application of nondestructive testing technology in the industry. This paper mainly discusses the application and development of nondestructive testing technology in mechanical industry.

【关键词】无损检测技术;机械工业;应用

【Keywords】nondestructive testing technology; machinery industry; application

【中图分类号】TG115.28;TH21                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）06-0173-02

1 引言

机械设备的核心部件主要包括传动轴和变速器。传动轴是机械设备运行的执行器件，变速器控制着工程机械设备的运行速度和运行效果，无损检测技术可以避免检测过程中对设备造成的二次伤害，检测精度较高，已经成为当前机械行业发展必不可少的环节。因此，需要加强对无损检测技术的研究，明确无损检测技术在机械工业中的作用和价值，促进机械工业的持续稳定发展。

2 无损检测技术概述

无损检测技术涉及的结构件和材料的质量均匀性以及使用可靠性，是检测技术的关键组成部分。在机械生产过程中难免会存在一些影响，产品使用可靠性和质量的缺陷容易被带入后续加工，如挤压工艺、铸造，锻造和焊接工艺以及轧制工艺中，威胁产品的使用性能以及使用安全性。在机械工业中应用无损检测技术，有利于提高产品的质量鉴定管理水平。当前常用的无损检测技术主要包括超声检测法（UT）、TOFD，PAUT，射线检测法（RT）、渗透检测法（PT）、磁粉检测法（MT）以及涡流检测法（ET）。随着科学技术的不断发展，声发射检测技术、超声全息照相法、电磁超声检测、红外检测、激光全息照相法等无损检测新工艺和新技术也得到了应用。在提高检测质量和检测效率的同时，也能够进一步保护机械设备的使用性能。无损检测技术当前主要应用于评价工艺制造过程中零部件质量控制和机械设备使用寿命或者剩余寿命，掌握缺陷与强度的定量关系以及明确设备在使用和制造过程中产生的缺陷情况以及结构不完整性等，可以为零部件和机械设备制造工艺的改进和提升提供技术支持，提高产品质量，及时发现零部件的缺陷和设备存在的故障和问题，并采取针对性的措施进行解决，保证交付合格的零部件和设备可以正常、稳定、高效、可靠运行[1]。

设计检测法是当前在机械工业中常用的无损检测技术之一，主要是利用射线在材料中透射性能以及射线强度衰减程度的不同的原理进行检测，可以探测工件存在的缺陷。在实际检测中，所使用的射线主要是X射线、中子射线以及伽马射线。射线衰竭是由于物质与光子的相互作用产生汤姆逊效应、康普顿效应、光电效应以及电子对等，使得射线散射或者被吸收而造成射线衰减现象。通常情况下，射线的衰减程度与射线通过物质的贯穿行程以及物质厚度有关，物质變厚，射线衰减的程度越大。其次，射线的衰减程度还与射线的性质以及物体的性质有关，射线的波长越小，衰减程度越小，物质的密度以及原子序数越大，会导致射线衰减的程度也不断增大，这种衰减关系是呈指数关系的衰竭。射线的检测方法主要包括X射线荧光屏观察法、透视照相法、电势观察法、电离观察法[2]。

超声检测法主要利用物质存在的缺陷或者物质本身的声学特性进行具体检测，可以很好地对物体的某些特性以及存在的缺陷等进行检测，具体的超声波检测法可以利用声速、声阻抗、衰减系数等声学特性以及某些待测非声学量，检测如弹性、强度、密度、温度、浓度、硬度、厚度、流速、流量等参数存在的相关性或者函数关系。超声检测法对于平面型缺陷的检测有着十分重要的应用价值，可以灵活测定平面型缺陷，一经过检测就能够得到结果。超声检测设备易于携带，不必外接电源，穿透力比较强，但是超声波检测法要求被检测的物质表面光滑，难以探测出细小的裂缝，检测精准度较差。而且超声波检测法要有参考标准以能够正确接收信号，对于检测人员的专业技能和综合素养有着较高的要求[3]。

3 无损检测技术在机械工业中的应用

在机械工业无损检测中应用图像识别技术时，可以通过磁粉探伤方法明确机械材料存在的缺陷，并结合图像识别技术开发全自动磁粉探伤系统。结合机械设备的实际建造工艺和使用状态，对检测项目进行完善和升级。工作人员可以荧光磁粉无损检测技术作为支持，利用摄像系统功能准确采集图像信息，并对图像信息进行识别和自动处理，结合计算机技术和信息控制系统实现自动探伤。在实际机械工业设备检测和操作过程中，通过图像识别技术可以对发动机曲轴表面裂缝进行无损检测，发挥自动磁粉探伤系统的功能，能够对图像进行科学处理和自动识别。但是在输入数字图像信号的过程中，存在的噪声往往会影响图像采集的質量和效果。因此，还需要应用数字图像处理技术正确识别裂纹，便于后续图像处理工艺的规范开展。在图像识别技术的基础之上，工作人员还可以建立系统完善的无损检测系统，以满足机械零件无损检测的客观需求。例如，在曲轴图像识别过程中，由于曲轴结构比较复杂，形状变化多端，整体尺寸较大，发动机中连接多个轴径空间分布状态比较特殊，而且两个连杆之间间隔角度较大，采取曲轴完整图像识别的难度相对较大。应用图像识别技术建立起无损检测系统，能够获取完整的曲轴图像信息，并对曲轴表面的缺陷进行深入检测，在发动机曲轴整体无损检测过程中有着重要的应用价值和良好的适用性[4]。

4 无损检测技术在机械工业中的发展

随着科学技术的不断发展和信息化时代的全面到来，无损检测仪器的性能也获得了迅猛提升，在机械工业领域无损检测技术的应用越来越广泛。材料科学技术、计算机技术以及电子技术等基础学科的发展使得无损检测的新工艺、新方法、新技术和新流程逐渐发展起来，主要包括电磁超声检测技术、红外检测技术、声发射检测技术、声波检测技术、声震检测技术以及激光全息检测技术等。声发射技术与激光全息检测技术主要应用于检测复合材料胶接结构以及蜂窝结构等。微波检测技术在树脂、陶瓷以及增强塑料的检测方面得到非常良好的使用，对各种蜂窝结构的具体分层以及脱粘问题也可以很好地检测，可以很好地检测出金属加工工件表面的具体裂纹情况以及粗糙度。声发射检测技术主要在焊接工程当中进行应用，可以很好地完成焊缝质量的具体检测。红外检测技术主要应用在点焊焊点质量、铸模质量以及轴承质量等检测当中，也可以很好地对火车车轮轴承的过热现象进行测量。

从当前无损检测技术的实际应用情况来看，无损检测技术可以在不损伤这些设备的前提下，对工业生产中的工程零部件结构件和材料进行有效测试和检验，并根据检验结果评价机械设备的完整性、连续性、安全可靠性以及相关物理性能。无损检测技术当前在我国的应用已经十分广泛，在机械制造领域、造船领域、航空航天领域、石油化工行业以及核能行业等工业领域中广泛使用，已经成为材料和产品静态检测、动态检测以及质量管理不可或缺的环节。

5 结语

综上所述，在机械工业中应用无损检测技术能够在不破坏原有产品零件和机械设备使用性能的前提下，保证检测质量和检测准确性。无损检测技术在当前机械工业产品设计、机械制造、机械加工、成品检验以及在线检测等阶段有着十分重要的应用价值，对于机械工业的持续稳定发展具有至关重要的意义。因此，需要加强对无损检测技术的研究与重视，明确无损检测技术的应用方式和发展前景，为我国机械行业的可持续发展提供有效的技术支持。

【参考文献】

【1】张凤敏.浅议起重机械无损检测技术 [J].科技创新与应用，2016（35）：143.

【2】丁锋，姜树杰.无损检测技术在冶金设备机械安检中的应用 [J].天津冶金，2016（01）：50-52.

【3】张凤敏.浅谈机械焊接结构的无损检测技术[J].科技创新与应用，2016（10）：131.

【4】宫宇帝.金属材料焊接中超声无损检测技术的有效应用探析[J]. 科技创新与应用，2015（12）：115.