高端机械装备再制造无损检测综述

高端机械装备再制造无损检测综述

胥丹

（法利嘉航检验技术（深圳）有限公司深圳市518067）

摘要：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。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。本文对高端机械装备再制造无损检测特点以及涉及的无损检测技术进行了汇总，并对该无损检测发展趋势进行了分析。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。

关键词：高端机械装备，再制造，无损检测

在高端机械装备的制造工程中，无损检测致力于检测产品的质量，保证产品的安全性。由于高端机械装备的材料范围较广、密度高，这为无损检测增加了检测难度。无损检测技术主要分为表面检测和内部检测，国内外正在逐步启用自动化的新型检测技术，具有高灵敏度、检测深入的特点。

一、高端机械装备再制造无损检测特点

高端机械装备本身较为复杂，在长期使用后也很容易出现工艺缺陷、应力损伤等问题，这就使得高端机械装备再制造具备以下几方面特点：

1.1结构复杂

检查可达性直接因结构复杂影响而大大降低，如飞机发动机压气机盘检测难度较大。

1.2材料范围广

复合材料、高强度钢、铝合金、钛合金等材料在其中的应用较为广泛，多种无损检测手段的有效性将受到直接影响。

1.3需重点进行微小裂缝与损伤定量检测

并不是所有高端机械装备均可以进行再制造，相关装备必须通过各类检测确定不会引发安全隐患，且自身损伤程度合乎标准。

二、高端机械装备再制造无损检测方法分析

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产业的发展。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。

2.1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。

2.2表面/近表面检测

2.2.1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。

2.2.2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。

2.2.3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。

2.3表面/内部无损检测方法

2.3.1声发射检测

基于材料局部能量在快速释放过程中会产生体现声发射源特征信息的声发射信号，人们通过相应的仪器对声发射信号进行检测和分析，进而判断声发射源是否存在损伤的方法即声发射检测，其不仅检测的效率、灵敏度较高，检测结果较准确，而且可以在非接触的情况下广泛应用，但在实际应用的过程中，人们发现其不仅设备的造价较高，会受到Kaiser效应的影响，而且存在的噪声干扰明显，实现缺陷的定性存在较大的难度，现阶段主要应用于航空航天等领域的高端机械设备无损在线检测中。

2.3.2射线检测

基于射线在穿透物质过程中，强度的缩减会受到物质自身材料、穿透的距离、射线的种类等因素的影响，人们尝试通过照相、荧光屏等途径对构件在均匀射线穿透情况下另一侧的射线强度观测，实现高端机械设备再制造无损检测的方法即射线检测。这种检测技术不仅检测结果直观，可实现缺陷定性和定量判断，而且可以直接将检测的结果完整的存储，应用范围较广，但在实际应用的过程中，对成本投入的依赖性较强，存在一定的安全隐患，而且在使用双面法检测的过程中，对检测构件的尺寸具有一定的要求，使其可操作性受到一定的影响，现阶段在造船、航空航天等领域的高端设备在制造无损检测中得到较广泛的应用。

2.4内部无损检测方法

现阶段，高端机械设备内部检测方面，超声检测技术应用最为广泛，先通过发射探头发出超声波，然后将构件缺陷位置反射的超声波用接收探头回收，最后将获取的超声波信息与标准试块的超声波信息相比较，判断构件损伤的方法即超声检测，此方法在应用的过程中，可操作性极强，而且对设备成本投入的依赖性较低，但考虑到其在应用的过程中需要通过耦合等方法进行，而且存在一定的盲区，现阶段人们探究空气耦合式超声、电磁超声、非线性超声等技术，对超声探测的缺陷不断的优化和完善，现阶段在传播结构的疲劳裂纹无损检测中，此项技术得到广泛的应用。现阶段人们尝试在传统超声检测的基础上，进行激光超声的研究，所谓激光超声技术，即基于材料热弹性效应，能量密度一定的脉冲激光向金属表面照射时，金属表面会吸收部分激光，并将其转化成热量，使材料局部温度升高，而且在热胀冷缩作用下，使部分材料表面的压力发生变化，生成超声波，针对超声波进行接收和解调，获取构建损害信息的技术，由于激光超声波长只有几微米，所以此技术在检测准确性方面非常突出，对检测微小损害具有重要的作用。

三、高端机械装备再制造无损检测发展趋势

未来若干年的再制造无损检测仍然将以磁粉、超声、涡流、渗透、X射线五大类检测方法占主导地位。但随着再制造产业的不断发展，再制造无损检测技术将向速度更快、灵敏度更高、自动化程度更高的方向发展。

传统的射线检测的缺陷比较明显，需要耗费大量的胶片和药液，工作程序复杂、底片不够清晰容易出现错误缺陷，而且探伤的时间比较长，评定质量比较低。因此，射线无损检测的未来发展趋势是利用数字成像的扫描系统来实施检测，以代替传统的胶片处理。射线实时成像、数字射线成像、工业CT等新的射线检测技术，以其缺陷定位、定量评价方面的优势，将在机械装备再制造无损检测领域获得更广泛的应用。国外已开始以高分辨率CT为工具，以三维重构为手段，结合图像处理、数学分析、计算机模拟仿真等技术，进行材料疲劳微裂纹扩展等研究。

结语

综上所述，无损检测在高端机械装备再制造中发挥着尤为重要的作用。而在此基础上，本文所提及的渗透检测、磁粉检测、涡流检测、声发射检测等击退缺陷检测方法，则较好证明了研究的实践价值。因此，在相关理论研究与实践探索中，本文研究内容便可以作为重要参考。

参考文献

[1]尚彦光，张义武.高端机械装备再制造无损检测综述[J].山东工业技术，2018(8).

[2]顾宗华，马宗政，吴绍清.高端机械装备再制造无损检测综述[J].建筑工程技术与设计，2017(24).

[3]霍荣伟.高端机械装备再制造无损检测综述[J].环球市场信息导报，2017(37).