一、引言
無損檢測技術在現代工業生產和質量控制中扮演著舉足輕重的角色,其通過非破壞性手段對材料、零部件或構件進行檢測,以確定其內部或表面是否存在缺陷,評估其質量和性能。隨著工業的快速發展,對無損檢測技術的要求日益提高,無損檢測標準作為技術應用的規范和指導,其重要性不言而喻。目前,無損檢測技術正朝著快速化、標準化、數字化、程序化和規范化的方向發展,而這一切都離不開無損檢測標準的有力支撐。無論是檢測方法的科學化、實施方法的規范化,還是缺陷判斷和評價的標準化,均以無損檢測標準化工作為基礎。無損檢測的關鍵作用不僅依賴于檢測方法和結果的可靠性,還與實施無損檢測技術所帶來的經濟效益緊密相關。可靠性和經濟性在無損檢測中存在著復雜的關聯,從某種角度看,提升檢測可靠性可能導致檢測成本上升,進而使經濟性降低;但從另一個角度而言,檢測可靠性的提高意味著檢測質量提升,能夠保障產品的可靠性,從而帶來更大的經濟效益。從我國無損檢測標準的技術發展趨勢分析,可靠性和經濟性始終是標準制訂過程中著重考慮的兩個關鍵因素。深入探究這兩個因素對我國無損檢測標準發展趨勢的影響,對于推動無損檢測技術進步、提高工業產品質量、降低生產成本具有重要意義。
二、無損檢測可靠性因素分析
2.1 人的因素
人的因素在無損檢測可靠性中占據核心地位。自 20 世紀 80 年代起,我國將無損檢測人員技術資格鑒定納入國家標準。在統一標準或規范的指引下,對無損檢測人員定期開展技術資格鑒定與考核,以此確認其是否具備相應技術水平。檢測人員的可靠性不僅與其技術水平、操作技能和知識水準有關,工作責任心和體格等因素也不容忽視。例如,在一些對檢測精度要求極高的航空航天領域無損檢測工作中,檢測人員若缺乏高度的責任心,容易忽略微小但可能影響飛行安全的缺陷;而在一些需要長時間操作檢測設備的工作場景下,檢測人員的體格狀況會影響其工作狀態,進而影響檢測結果的準確性。為此,我國無損檢測標準針對不同無損檢測方法的特點,分別明確了人員的體格要求,以最大程度降低人的因素對檢測可靠性的不利影響。
2.2 儀器設備、器材性能的因素
無損檢測的可靠性與檢測儀器設備、檢測材料、輔助器材以及參考標準試樣與試塊等密切相關。我國近期發布的無損檢測標準對這些方面的性能參數指標、測試與鑒定方法、驗收標準、校驗周期與校驗方法以及計量標準傳遞程序等都作出了一系列詳細規定。以 JB/T4730 標準為例,JB4730 - 94 對無損檢測設備的鑒定和校準未作具體規定,而 JB/T4730 - 2005 則對此進行了補充完善。在 JB/T4730.1 - 2005 通用要求部分明確規定,檢測用儀器和設備的性能應定期進行檢定(校準),并要有記錄可查。在射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測、渦流檢測等各分部中,也分別規定了具體要求。隨著無損檢測技術的持續發展,相關檢測設備和儀器不斷更新換代,無損檢測標準也及時跟進,體現技術發展和設備進步的要求。如 GB3323 和 JB/T4730 的新版標準對儀器設備的技術參數要求愈發嚴格,并對引進和應用新技術、新設備作出新規定。在射線檢測方面,將底片黑度從 1.2 - 3.5 提高到 2.0 - 4.0,甚至規定黑度上限不限,這反映了我國觀片燈制造水平的提升;超聲檢測篇中體現了對數字機的部分性能要求,表明我國超聲探傷儀已步入數字式智能化時代。通過提升設備儀器性能和技術參數,有力地保障了檢測的可靠性。
2.3 檢測環境條件的因素
檢測環境條件對無損檢測可靠性有著顯著影響,我國無損檢測標準對相關環境因素作出了具體規定。例如,JB/T4730 - 2005 中對磁粉檢測和滲透檢測的環境條件進行了明確規范。在磁粉檢測時,環境的溫度、濕度等會影響磁粉的附著和顯示效果;滲透檢測中,環境的清潔度、溫度等因素會影響滲透劑的滲透和顯像效果。該標準還將工件被檢表面可見光照度從舊標準的 500lx 提高到 1000lx,通過改善檢測環境條件,提高了檢測的可靠性,減少了因環境因素導致的檢測誤差和誤判。
2.4 檢測方法、檢測工藝的因素
不同的無損檢測方法基于不同的物理原理,各自具有獨特的特點和局限性,因此檢測方法的選擇對檢測可靠性至關重要。我國無損檢測標準對檢測方法的選擇和使用進行了具體規定。GB/T 5616 - 2006 在 GB/T 5616 - 1985 的基礎上,對常規無損檢測方法的適用性和局限性進行了調整。JB/T 4730 - 2005 相較于 JB4730 - 94 增加了無損檢測方法的選擇原則,明確指出應根據受檢設備的材質、結構、制造方法、工作介質、使用條件和失效模式,預估可能產生的缺陷種類、形狀、部位和方向,進而選擇適宜的無損檢測方法。例如,對于檢測內部缺陷,射線檢測和超聲檢測各有優勢和適用范圍,若選擇不當,可能導致缺陷漏檢。同時,檢測工藝因素也會影響檢測可靠性,檢測時機的選擇尤為關鍵。對于高強鋼焊縫延遲裂紋的檢測,需在焊接完成 24 小時以后進行,因為延遲裂紋有一定的孕育期,若檢測過早,裂紋可能尚未產生,導致漏檢;而檢查熱處理工藝是否正確,則應在熱處理之后進行無損檢測,這樣才能準確判斷熱處理對材料性能和缺陷的影響。只有合理選擇檢測時機,才能確保檢測順利進行,準確評價產品質量,保證檢測可靠性。此外,需要明確的是,無損檢測可靠性并非要求檢出被檢對象上的所有缺陷,因為絕對無缺陷的材料并不存在,且每種無損檢測方法都有其極限檢測靈敏度,片面追求過高的可靠性可能會大幅降低檢測的經濟性。
三、無損檢測經濟性因素分析
3.1 檢測對產品可靠性及經濟效益的提升
通過無損檢測,能夠提高產品的可靠性,延長其使用壽命,減少維修費用,從而產生直接經濟效益。在石油化工行業,對管道進行定期無損檢測,及時發現并修復潛在缺陷,可避免管道泄漏引發的停產事故,減少維修成本和因停產造成的經濟損失。同時,降低設備事故率,減少人民生命財產損失,這產生了重要的間接經濟效益。例如,在橋梁建設中,對橋梁結構進行嚴格的無損檢測,確保橋梁質量可靠,可保障過往車輛和行人的安全,避免因橋梁坍塌造成的重大人員傷亡和財產損失。此外,無損檢測還有助于改進生產工藝,通過檢測結果反饋,優化生產流程,提高勞動生產率。如在汽車制造中,通過無損檢測發現零部件生產過程中的工藝缺陷,進而改進工藝,提高生產效率和產品質量。
3.2 檢測成本的控制
在保證滿足檢測要求的前提下,選擇檢測效率高、操作簡便且檢測費用低的無損檢測方法,是實現檢測經濟性的重要途徑。在一些對檢測精度要求不是特別高,但檢測面積較大的場合,如建筑外墻保溫層的檢測,采用紅外熱成像檢測方法,其檢測效率高,操作相對簡便,檢測成本較低。即便對于同一種檢測方法,如超聲檢測,在保證檢測質量的同時,也需充分考慮經濟效益。在檢測參數設置上,合理選擇探頭頻率、檢測靈敏度等參數,既能保證檢測出關鍵缺陷,又能避免因過度檢測導致的成本增加。
3.3 標準中的經濟性體現
我國無損檢測標準在多個方面充分考慮了經濟性因素。以射線檢測的膠片選擇為例,從可靠性角度,膠片粒度越小,檢測可靠性越高,但檢測成本也隨之提高。JB/T4730 - 2005 規定,一般條件下選擇 T3(中粒度)膠片即可,僅在特殊場合、特殊材料和重要產品檢測時,才考慮選擇 T2(細粒度)膠片,這一規定充分平衡了可靠性和經濟性。此外,每種無損檢測方法都規定了不同的檢測技術等級和靈敏度等級。在 JB/T4730.2 - 2005 中,射線檢測技術分為 A、AB、B 三級,分別對應低、中、高靈敏度技術,并規定射線檢測技術等級選擇應符合制造、安裝、在用等有關規范及設計規定,一般采用 AB 級技術進行檢測,對于重要設備、結構、特殊材料和特殊焊接工藝制作的焊接接頭,經合同各方商定,可采用 B 級技術檢測。射線檢測技術分級依據器材(膠片)、幾何條件(透照距離 L1 和透照厚度比 K)及像質參數(黑度 D 和像質指數),以滿足不同場合對影像質量水平的要求。通常,射線檢測技術等級越高,檢測可靠性越高,但檢測成本也相應增加,標準對射線檢測技術分級的選擇,很好地體現了可靠性和經濟性的統一。無損檢測驗收標準的分級和選用原則也體現了經濟性。驗收標準直接關系到材料、零部件、構件的質量要求和安全性,應以滿足產品使用性能要求為目標。若驗收標準過嚴,超出產品實際使用性能要求,會導致 “質量過剩”,增加產品不合格率,造成資源和人力浪費,降低生產效率和經濟效益;反之,若驗收標準過低,使檢測判定合格的產品無法滿足使用性能要求,在使用中可能提前破損或失效,甚至引發災難性事故,帶來巨大經濟損失。因此,合理制定驗收標準,在保證產品安全可靠的同時,兼顧經濟性,是無損檢測標準制定的重要考量因素。
四、我國無損檢測標準的發展趨勢
4.1 可靠性方面的發展趨勢
隨著科技的不斷進步,在人的因素方面,未來無損檢測標準可能會更加注重檢測人員的綜合素質培養和持續教育。除了現有的技術資格鑒定和考核,可能會增加對檢測人員心理素質、創新能力等方面的要求和培訓內容,以適應日益復雜的檢測環境和不斷更新的檢測技術。在儀器設備、器材性能方面,無損檢測標準將持續緊跟技術發展前沿,對新型檢測設備和儀器的性能指標、校準方法等作出更嚴格和細致的規定。隨著人工智能、大數據等技術在無損檢測領域的應用,標準可能會對設備的智能化程度、數據處理能力等提出新要求,確保設備能夠準確、高效地處理大量檢測數據,提高檢測可靠性。在檢測環境條件方面,標準可能會進一步細化不同檢測方法對環境條件的要求,針對一些特殊環境下的無損檢測,如高溫、高壓、強電磁干擾等環境,制定專門的環境控制標準和檢測操作規范,減少環境因素對檢測結果的干擾。在檢測方法和工藝方面,標準將鼓勵開發和應用更加先進、可靠的無損檢測方法和工藝。對于新興的無損檢測技術,如太赫茲檢測、激光超聲檢測等,標準會盡快建立相應的技術規范和應用指南,明確其適用范圍、檢測流程和質量控制要求,推動這些新技術在實際生產中的廣泛應用,提高整體檢測可靠性。
4.2 經濟性方面的發展趨勢
從檢測成本控制角度,無損檢測標準將引導企業采用更加經濟高效的檢測技術和設備。鼓勵研發和推廣具有自主知識產權、性價比高的無損檢測設備和器材,降低對進口設備的依賴,從而降低檢測成本。同時,標準可能會對檢測流程進行優化規范,減少不必要的檢測環節和重復檢測,提高檢測效率,降低檢測成本。在檢測資源的合理利用方面,標準可能會推動建立檢測資源共享平臺,實現檢測設備、檢測人員等資源的優化配置,避免資源閑置和浪費,提高檢測資源的利用效率,進而降低檢測成本。在促進產業發展方面,無損檢測標準將與產業政策相結合,通過制定合理的標準,引導無損檢測行業向規模化、專業化方向發展。鼓勵企業開展技術創新和管理創新,提高生產效率,降低運營成本,增強行業整體競爭力,以更低的成本為社會提供高質量的無損檢測服務。
4.3 可靠性與經濟性的平衡發展趨勢
未來我國無損檢測標準將更加注重在可靠性和經濟性之間尋求最佳平衡。在標準制定過程中,會通過大量的實驗數據和實際案例分析,確定不同行業、不同產品在不同使用條件下的合理檢測可靠性指標和經濟成本范圍。針對不同類型的缺陷和風險等級,制定差異化的檢測標準,對于關鍵部位、高風險缺陷,在保證高可靠性檢測的前提下,合理控制成本;對于一些非關鍵部位、低風險缺陷,則在滿足基本可靠性要求的基礎上,重點考慮檢測的經濟性。通過這種方式,實現無損檢測在保障產品質量和安全的同時,最大程度地提高經濟效益,促進無損檢測行業與工業生產的協同發展。同時,隨著技術的不斷進步和經驗的積累,標準會不斷優化和調整可靠性與經濟性的平衡關系,以適應市場變化和行業發展的需求。
五、結論
我國無損檢測標準在發展過程中,始終將檢測可靠性和經濟性作為重要考量因素。檢測可靠性涉及人的因素、儀器設備及器材性能因素、檢測環境條件因素以及檢測方法和工藝因素等多個方面,我國現行無損檢測標準已在這些方面作出了全面且細致的規定,并隨著技術發展不斷完善。無損檢測的經濟性體現在提高產品可靠性、降低設備事故率、改進生產工藝以及控制檢測成本等多個層面,標準也在膠片選擇、檢測技術等級分級、驗收標準制定等條文中充分體現了經濟性原則。展望未來,我國無損檢測標準在可靠性方面將向更高要求、更適應新技術發展的方向邁進;在經濟性方面,將致力于降低檢測成本、提高檢測資源利用效率;并且會更加注重在可靠性和經濟性之間尋求動態平衡,以更好地服務于工業生產,推動我國無損檢測技術和相關產業持續、健康、高效發展。
免責聲明:該文章系我網轉載,旨在為讀者提供更多新聞資訊。所涉內容不構成投資、消費建議,僅供讀者參考。如果有侵權請聯系刪除。
版權所有 :上海豐赫佳業檢測技術有限公司
技術支持:豐赫佳業