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  • 無損檢測技術:用“透視之眼”守護生活安全

    2025-02-27 06:17 來源:科技日報
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    記者專欄

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    無損檢測技術:用“透視之眼”守護生活安全

    2025年02月27日 06:17   來源:科技日報   

      2024至2025年度供暖季已經(jīng)進入尾聲。為了交上一份讓群眾滿意的“溫暖答卷”,我國各地供暖單位和檢測部門時刻不敢松懈,利用無損檢測等技術,對供熱管道進行檢查,保障設備安全。

      無損檢測技術是通過物理、化學或其他非破壞性手段,對材料、部件或結構等進行檢測和評估的技術。應用該技術,相關人員可以發(fā)現(xiàn)被檢對象內部或表面存在的缺陷、損傷或質量問題,且不會對被檢對象造成任何破壞或改變其使用性能。

      “無損檢測技術廣泛應用于各行各業(yè),不僅保障了工業(yè)生產(chǎn)的安全和效率,還能服務于人們的日常生活!北本┖娇蘸教齑髮W機械工程及自動化學院教授周正干對科技日報記者說。

      類型眾多 各有所長

      與傳統(tǒng)破壞性檢測技術相比,無損檢測技術能夠在不破壞或影響被檢對象的情況下,獲取被檢對象的質量信息。周正干介紹,隨著無損檢測技術的發(fā)展,越來越多過去不能檢測的項目,現(xiàn)在可以得到有效評估,如焊縫質量檢測、復雜結構檢測、管道腐蝕檢測和復合材料檢測等。

      “無損檢測技術包括超聲檢測、射線檢測、磁粉檢測、渦流檢測、滲透檢測等,每種類型都有其特定的應用領域和技術特點!敝苷烧f。

      比如超聲檢測,就是把超聲波傳入材料中,當遇到材料內部的缺陷時超聲波就會被反射回來。超聲探頭接收到反射波,就能根據(jù)信號的到達時間、波形和強度,判斷缺陷位置、類型和大小。這種技術尤其適用于對厚度較大的材料或焊接接頭的檢測。

      周正干介紹,和其他無損檢測技術相比,超聲檢測對確定被檢對象內部缺陷大小、位置、埋深等參量具有綜合優(yōu)勢,且需要用到的設備輕便,技術本身對人體及環(huán)境無害。

      射線檢測的原理則是利用X射線或γ射線穿透物體,如果物體中局部區(qū)域存在缺陷,將改變物體對射線的衰減,使透射射線強度發(fā)生變化。

      “這種技術廣泛用于檢測金屬鑄件、焊接接頭、壓力容器、管道等的內部缺陷。它可以發(fā)現(xiàn)氣孔、夾渣、裂紋等,提供直觀影像,便于工作人員分析和記錄。”周正干補充,這種技術的局限性在于需要使用放射源,存在一定的輻射風險,操作人員要采取嚴格的安全措施;影像解析較為復雜,需要經(jīng)驗豐富的操作人員才能完成。

      適用于鐵磁性材料表面和近表面缺陷檢測的技術是磁粉檢測,常見的被檢對象包括焊縫、機械零件、鐵道軌道等。這一技術原理是施加一個外部磁場到被檢對象表面或近表面,若材料存在裂紋等缺陷,磁場就會被干擾,形成磁場泄漏。而泄漏磁場吸附磁粉形成的磁痕,能顯示出缺陷的具體形狀。

      “磁粉檢測靈敏度高,操作簡便,成本較低,能夠實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測。不過,這種技術只能用于鐵磁性材料,且只能發(fā)現(xiàn)表面和近表面缺陷,可探測深度一般在1毫米至2毫米,不能確定缺陷的埋深。”周正干介紹。

      應用廣泛 未來可期

      如今,無損檢測技術已經(jīng)滲透到人們日常生活的方方面面。周正干舉例:“在汽車安全檢測領域,無損檢測技術可用于檢查汽車部件內部和表面的缺陷,如檢測發(fā)動機零部件、懸掛系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)和輪胎等,確保汽車在行駛過程中不會出現(xiàn)嚴重故障!

      在石油天然氣行業(yè),尤其是城市的天然氣供應管道系統(tǒng)中,定期的射線檢測和磁粉檢測,可以有效識別管道內的裂紋、腐蝕和接頭缺陷,減少管道出現(xiàn)爆炸和泄漏的風險,保障居民安全。

      此外,在建筑物和基礎設施建設中,定期使用超聲檢測、射線檢測等,可以檢查出結構中是否有裂紋、空洞、鋼筋腐蝕等問題,確保建筑物的穩(wěn)定性和安全性。而在航空飛行安全保障中,常應用超聲檢測、射線檢測和磁粉檢測等,檢查飛機機翼、機身等部分是否存在損傷。這些技術的應用有利于保障飛機的飛行安全,防止因材料或結構缺陷導致飛行事故。

      隨著科技進步,無損檢測技術正朝著智能化、精準化、便捷化的方向發(fā)展。周正干介紹,近年來,人工智能和機器學習在多個領域掀起了技術革命浪潮。與這些技術結合,無損檢測技術將在更多領域發(fā)揮更大作用。

      “利用深度學習和圖像識別技術,計算機可以自動分析無損檢測過程中獲得的大量數(shù)據(jù),識別復雜缺陷類型,并能夠在沒有人工干預的情況下自動進行缺陷判斷和分類。”周正干說,這種方法未來有望應用于家庭智能監(jiān)控系統(tǒng),實時檢測線路、管道等的運行狀態(tài),提前發(fā)現(xiàn)異常,防止火災、漏水等事故發(fā)生。

      而無線傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術的加持,將使無損檢測設備更加輕便。“便攜式無損檢測設備,未來可能會成為可穿戴設備的一部分,實時監(jiān)測人體心臟、血管、骨骼等。”周正干說。(沈唯)


    (審核:歐云海)

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