自动化无损检测技术及其应用

解 勇，肖 飞

（辽宁辽河油田澳维检测有限公司，辽宁 盘锦 124010）

自动化无损检测技术在我国发展时间较长，所涉及到的行业种类也十分广泛。比如航空、航天、电子、机械、石油等等。但是面对不同领域检测对象的不同，相关研究人员还应该对无损检测技术进行进一步的研究，开发具有针对性的检测方法以及检测技术。与传统检测方法相比较，自动化无损检测技术可以消除检测人员主观因素对检测结果所产生的影响，提高检测的准确性。经过几代科研人员数十年来的不懈研究，目前我国自动化无损检测技术已经具备自有知识产权，并取得一系列显著成果，从根本上推动我国工业的现代化进程。

1 自动化无损检测技术

1.1 自动化无损检测技术的特点以及设计思路

自动化无损检测技术的基本设计思路，是以已有的检测方法、检测原理为基础，借助电子、计算机、机械、控制以及信号处理等技术手段，对检测过程实现自动化操作。随着第四次工业革命的开始，在研发自动化无损检测技术时，应该及时考虑到人工智能技术的优势，将人工智能要素适当的融入到自动化无损检测技术中。由此可以看出，自动化无损检测技术是一项融合多学科知识的综合性研发项目。结合自动化无损检测技术的设计思路，以及实际用途，该项技术具备以下几个明显的特点：一、依赖检测方法。一些检测技术在设计思路方面可能很容易实现，但是在实际应用中，与具体的检测方法相匹配，很可能出现制造成本过高或实现难度过大的情况；二、具有针对性。面对不同领域中的不同的检测对象，自动化无损技术需要匹配不同的检测方法。所以，在不同的工业领域研发以及应用自动化无损检测技术及其检测设备，需要制定具有针对性的设计方案，属于典型的个例技术设计模式；三、专业性。自动化无损检测技术的研发与应用，并不是软件与硬件的简单堆砌，而是在设计与研发的过程中应该充分考虑被检测对象的基本情况，以可行性检测方法为基础，并将声、光、电等检测方法与现代计算机技术、自动化以及一系列的相关技术有机结合，才可能实现对检测对象的自动化检测；四、合理性。自动化无损检测技术的设计与应用，必须要求科研人员具有丰富的设计经验。因为不同的检测对象，对设计原理以及检测方法有不同的要求。只有具备丰富的设计经验，才可以灵活应对检测对象对检测技术以及检测方法所提出的不同要求，进而保证自动化无损检测技术设计的合理性。

1.2 自动化无损检测技术的主要类别

从广义角度来看，对于现阶段自动化无损检测技术的发展，可以将其分为两个主要类型，以下将详细介绍两类基于不同原理的自动化无损检测技术。

①以点扫描检测原理为基础的检测技术[1]。这类设计方法主要是将自动化无损检测技术的各项要素，通过扫描机械与控制系统的技术设计，实现技术功能。同时，也可以使各项原材料的生产加工过程实现自动化无损检测。当前在国际社会上有很多的相关科研人员借助于CAD、机器人或是仿真等领域的相关成果，来对自动化无损检测技术进行开发与应用，但实际的科研成果并未达到预期，最主要的原因是自动化无损技术在检测过程中需要接收到检测对象的实施反馈，如果不能接收到实时反馈数据，那么计算机所形成的检测结果并不能准确的反应出被检测对象的实际情况。面对当今众多的检测方法，以超声检测、电磁检测为代表的，基于点扫描检测原理的自动化无损检测技术，已经得到大范围的推广与使用。

②基于面扫描检测原理的检测技术[2]。这一类检测技术通过获取的物理信号了解被检测对象的实际情况。对于检测方法、检测系统的设计起到明显的简化作用。例如超声导波检测技术、x射线成像技术等。基于适应性方面的考虑，以点扫描原理为基础的自动化无损检测方法相较更为灵活，适应性也更强。但是，在检测效率方面也存在明显的差距。所以，对于这两类自动化无损检测技术的研发与应用，相关工作人员还应该进一步改进二者所存在的不足。

2 自动化无损检测技术的应用

在近20年的发展历程中，自动化无损检测技术在信息技术、电子技术、自动化、控制等技术发展以及支持下，得到明显的提升。例如，现阶段在工业领域中广泛使用的管棒材自动化无损检测技术、板材自动化无损检测、复合材料结构自动化无损检测以及航空航天等各个领域所应用到的自动化无损检测技术。都是自动化无损技术发展过程中的主要成果，在工业领域中自动化无损检测技术主要应用于以下几个方面。

2.1 原材料自动化无损检测

“巧妇难为无米之炊”工业的发展必然要以原材料为基础。所以，针对原材料进行自动化无损检测对于工业发展具有十分重要的意义。在工业生产中，需要消耗大量的原材料，以钢棒制品为例，在钢棒的生产过程中，科研人员结合产品的自身特性，充分发挥超声以及涡流检测方法的优势，实现对钢棒制品的自动化无损检测。在实际检测过程中，可以使用超声自动化检测方法检测管棒板材的质量；使用涡流自动化检测方法检测薄壁管材的质量[3]。

2.2 零部件自动化无损检测

零部件是各类产品以及工业生产所必不可少的组成部分，所以保证零部件的生产质量就是保证产品的整体质量。结合零部件产品所具有的主要特点，对零部件产品进行自动化无形检测，主要应用超声扫描检测方法、基于射线原理或扫描原理的成像检测方法。例如，在工业生产中对于重要的铸件，工作人员会应用到超声扫描无损检测方法对成品质量进行检测。

2.3 新物质自动化无损检测

随着科学技术的不断提升以及我国可持续发展理念的号召，各行业在发展过程中正在积极探索全新的可替代原料[4]。一方面，使用新材料可以有效践行绿色、环保、可持续发展理念；另一方面，使用新材料可以为企业生产降低成本，并提升产品质量。所以，面对各行业新产品的层出不穷，科研人员正在积极拓展自动化无损检测技术的应用范围。对此，除了将无损检测技术应用于工业生产，该项技术还被应用到新材料的研发生产中，尤其是在以微结构为特点的新型材料研制过程。科研人员通过自动化无损检测技术的应用，可以及时迅速高效地发现新材料研发过程中所存在的质量问题，并在问题发生之后及时提出应对措施使新材料的实际使用效果满足现代社会的需求。

2.4 自动化无损检测技术的应用实例

2.4.1 焊接自动化无损检测技术及应用

当前在工业生产中对焊缝进行自动化检测所应用到的基础原理为超声检测。科研人员可以基于超声波在焊缝中的传播规律，通过相应的技术检测手段，判断检测区是否存在缺陷。在实际检测中，为保证检测的效率，提高检测准确度，工作人员通常会使声束方向与缺陷取向相垂直。生产产品的焊缝检测必须使检测覆盖率达到百分之百，只有这样才能够保证生产产品的质量。所以，焊缝的自动化无损检测对检测方法以及检测技术提出更为严格的要求。例如在实际工作中，面对圆形焊缝问题，工作人员可以采用“X、Y”两自由度自动扫描技术，这样既可以保证对焊缝的个位置实现自动化扫描，同时也可以通过成像技术准确的呈现出原型焊缝焊接之后的情况[5]。

2.4.2 自动化无损检测技术在复合材料中的应用

工业是我国经济发展的重要支柱，而在工业领域中钢铁事业是必不可缺的组成部分。面对当前社会发展形势，要想保证钢铁事业的长远发展，就必须不断优化钢铁制造工艺。随着科技实力的不断提升，大量复合型材料应运而生。使用复合材料进行生产是钢铁行业发展的必然趋势。复合材料主要应用于批量装机过程。对此，为保证复合材料的性能，必须对复合材料的生产过程进行严格的质量把控，应用自动化无损检测技术对复合材料的生产加工过程进行检测可以有效保证复合材料的生产质量。例如对机身蒙皮进行检测通常应用单一的检测技术不仅检测时间较长，而且检测结果并不可观面对传统选择方法，所造成的一系列不良影响及时应用自动化无损检测技术有效提升检测效率。例如，在生产过程中对复合材料进行检测中，采用了NASA、Airbus 、MUI-20E 、Boeing、Lockheed Martin 等现代化先进设备，根据复合材料的各部分构件采用适合的扫查机构，并对其检测技术进行了数字化控制和设计这样更加强了检测技术的针对性和特效性，从而能够对复合材料进行全方位的检测[6]。

3 结语

自动化无损检测技术是一门专业依赖性很强的综合技术所以在自动化无损检测技术以及检测设备的开发应用过程中科研人员必须具备深厚的知识，基础同时结合自身丰富的实践经验结合我国各行业的不同发展情况对各项检测对象进行针对性研究经历数十载的发展自动化无声检测技术已经取得长足的发展，并广泛应用于我国各领域相关科研人员在接近研发自动化无损检测技术时应该积极吸取国内外先进的设计理念结合我国工业发展特点以及基本国情研究适宜本国工业发展的自动化无损检测技术为我国工业的长远发展奠定坚实的基础。