摘要：文章主要针对高端机械装备再制造无损检测进行分析，结合当前高端机械装备再制造无损检测发展为根据，从高端机械装备再制造无损检测特点、高端机械装备再制造无损检测方法分析方面进行深入研究与探索，主要目的在于更好的推动高端机械装备再制造无损检测的发展与进步。
关键词：高端机械；机械设备；再造无损检测
随着科技的发展进程不断推进，越来越多的高端机械设备在塔筒焊缝的检测、铸件检测等方面不断更新换代，应用领域也更加广泛。然而高端机械设备在长时间的服役后会出现严重的损伤，这也就是说，大量的高端机械装备在达到损伤严重后将作报废处理，其报废速度与新设备的更新换代的速度相当，这在某种程度上来说是一种经济损失。对报废的高端机械设备进行再制造可有效降低这种损失，充分利用其中可重复利用的资源，增加企业效益。
1.高端机械装备再制造无损检测特点
1.1结构复杂
很多情况下检测的可达性差，比如离心式压缩机叶片、飞机发动机压气机盘和涡轮盘等部位给检测工作带来很大困难。
1.2材料范围广
包括铝合金、钛合金、高强度钢、复合材料等，检测复杂，如复合材料的缺陷一般为分层、基体开裂和纤维断裂，因声波各向异性且声波衰减系数很大，给常规超声检测带来了很大困难【1】。钛合金是非磁性材料，属于粗晶结构，采用超声和涡流检测都面临挑战。
1.3微小损伤的检测
很多高端机械装备寿命很长，其构件的疲劳特性属于高周疲劳甚至超高周疲劳，这类构件的裂纹扩展寿命占总寿命的比例很小，因此，即使构件中存在微小裂纹，仍然可能使得构件不能完成一个服役周期，给再制造产品服役安全带来极大隐患，因此，检测出微小裂纹对于高端机械装备再制造是非常必要的。
2.高端机械装备再制造无损检测方法分析
2.1表面无损检测方法
现阶段高端机械设备表面缺陷常规检测主要应用渗透检测技术，即先使试件缺陷在渗透液的作用下放大，然后通过肉眼进行观测的技术，在具体应用中，可以用去除剂和显像剂替代渗透剂应用，虽然此项技术可操作性强，缺陷观察具有直接性，而且灵敏系数较大，但由于实际应用中受到人为干扰的可能性较大，对多孔材料的适用性较低，所以在现阶段人们仍致力于渗透剂的优化研究【2】。现阶段此项技术在船用柴油机的螺栓、螺纹等结构损伤检测中得到较广泛的应用，对提升其使用寿命和整体性能具有积极的作用。
2.2表面/近表面无损检测方法
2.2.1磁粉检测
通过缺陷漏磁场位置磁粉聚集的效应，放大材料缺陷，提升对比度，使材料缺陷以磁痕形式体现的方法即磁粉检测，这种检测方法，在灵敏度、可操作性、直观性方面效果突出，但现阶段只能对铁磁性材料的表面或金表面缺陷进行检测，而且对表面质量有一定的要求，现阶段主要在航空航天装备的轴、盘、管等金属构件无损检测中应用。
2.2.2红外检测
先对被测量设备表面的红外辐射能进行红外热像设备检测，然后将其转换成实验分析的电信号，用图像的方式体现被测结构表面温度场分布，进而判断试件缺陷的方法即红外检测，这种方法在检测结果直观性和准确性、检测效率、检测安全性等方面均较理想，而且可以实现远距离的非接触检测，弥补了传统不可达到部位检测的缺陷。但在实际应用中，所使用的设备造价较高，对导热快的材料检测难度较大，所以应用的范围受到一定的限制，现阶段在航空发动机涡轮叶片检测、在线损伤检测等方面应用较广泛。
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2.2.3 涡流检测
结合电磁感应效应，对检测的导电工件在交变磁场激励环境中，产生的涡流特性进行损害检测的方法即涡流检测，这种方法在检测的效率、速度、自动化方面较为突出，而且也可以以非接触的方式完成检测过程，但在应用的过程中，只能针对导电材料的损害进行检测，检测的结果直观性较差，而且要对检测构件的形状进行针对性的预处理，所以实际应用范围也受到严格的限制，现阶段主要在航空航天、核工业等高端机械设备再制造损害检测中应用。为扩大涡流检测方法的适用范围，现阶段人们结合麦克斯韦方程，提出了远场涡流技术，可见在远场涡流方法中需要检测线圈和激励线圈两个同轴螺旋管线圈完成，而且两者之间要存在 2~3 倍螺旋管内径的距离，前者的主要功能是检测线圈感应电压的相位信号和电压幅值，后者为前者提供低频正弦交流电【3】。现阶段远场涡流检测方法在飞机多层结构、管道内外表面损害检测等方面的得到较广泛的应用，而且检测的可靠性相比传统涡流检测技术更加理想。
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。
结束语
综上所述，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。本文对报废端机械设备的无损检测的特征以及涉及的无损检测技术进行了汇总，并对该无损检测存在的问题和难点进行了分析。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。
参考文献：
[1]杜珍.高端机械装备再制造无损检测综述[J].低碳世界，2016（34）：278-279.
[2]沈伟.高端机械装备再制造无损检测综述[J].橡塑技术与装备，2015，41（15）：19-20.
[3]张元良，张洪潮，赵嘉旭，周志民，王金龙.高端机械装备再制造无损检测综述[J].机械工程学报，2013，49（07）：80-90.
论文作者:王玉亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/17
标签：现阶段论文; 超声论文; 涡流论文; 缺陷论文; 机械装备论文; 构件论文; 材料论文; 《基层建设》2018年第33期论文;