淺談材料與結(jié)構(gòu)無損檢測

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1、淺談材料與結(jié)構(gòu)無損檢孤!]■■訪清華大學機械工程系無損檢測中心副教授、博士生導(dǎo)師韓贊東在現(xiàn)代生產(chǎn)中針對不同材料和結(jié)構(gòu)選擇何種無損檢測方法已成為人們關(guān)注的問題，為解決好這個問題，就必須對無損檢測方法及其特征有較全面的了解。所謂無損檢測,是在不損傷材料和產(chǎn)品的條件下研究其內(nèi)部和表面有無缺陷的手段。也就是說，它利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的異常或缺陷的存在所引起的對熱、聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化，評價結(jié)構(gòu)異常和缺陷存在及其危害程度。2012年2月16日我們走進百年學府采訪到清華大學機械工程系副教授、無損檢測屮心主任博士生導(dǎo)師韓贊東老師，與我們一起探討材料與結(jié)構(gòu)無損檢測的發(fā)展。1?韓老師

2、您好，首先非常感謝您能接受我們《QC檢測儀器》雜志的采訪，請您簡單的介紹一下自己？1992年畢業(yè)于清華大學機械工程系，同年直讀清華大學焊接工藝與設(shè)備專業(yè)博士，1997年獲博士學位。博士畢業(yè)后，在清華大學機械系一直從事焊接工藝與過程控制、以及系統(tǒng)建模與信號處理方面的研究工作，期間曾于2001年在韓國產(chǎn)業(yè)科學研究院從事了一年的研究工作。從2004年開始，根據(jù)系學科發(fā)展的需要，我的研究重點開始轉(zhuǎn)移到材料測試與無損檢測領(lǐng)域。主要研究領(lǐng)域：1、無損檢測方法與技術(shù)，包括：金屬材料的超聲檢測和渦流檢測、航空復(fù)合材料超聲口動檢測系統(tǒng)、焊縫（厚壁焊縫、攪拌摩擦焊焊縫、奧氏體焊縫、耐熱鋼

3、焊縫蠕變狀態(tài)等）的無損檢測技術(shù)；2、檢測儀器和系統(tǒng)開發(fā)。曾參加國家重大專項子課題、國家自然科學基金項目、以及軍工和橫向項目等20余項，在國內(nèi)外學術(shù)期刊上發(fā)表論文70余篇，其屮被SCI/EI檢索的論文30余篇，并獲國家發(fā)明專利3項。現(xiàn)為清華大學機械工程系無損檢測中心副教授、博士生導(dǎo)師，機械系學位委員會委員，中國焊接學會生產(chǎn)制造與質(zhì)量保證專業(yè)委員會委員，SAE(SocietyofAutomotiveEngineers)會員。主講本科生課程《機械系統(tǒng)微機控制》和《測試與檢測技術(shù)基礎(chǔ)》。2?請您談?wù)劷饘俨牧系某暀z測的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢？與其它常規(guī)無損檢測技術(shù)相比，超聲檢測具有被

4、測對象范圍廣、檢測深度大、缺陷定位準確、檢測靈敏度高、成本低、使用方便、速度快、對人體無害及便于現(xiàn)場檢測等優(yōu)點。幾十年來，超聲無損檢測已得到了巨大發(fā)展和廣泛應(yīng)用，幾乎應(yīng)用到所有工業(yè)部門。如作為基礎(chǔ)工業(yè)的鋼鐵工業(yè)、機器制造工業(yè)、鍋爐壓力容器有關(guān)工業(yè)部門、石油化工工業(yè)、鐵路運輸工業(yè)、造船工業(yè)、航空航天工業(yè)、核電工業(yè)等重要工業(yè)部門。目前大量應(yīng)用于金屬材料和構(gòu)件，包括質(zhì)量在線監(jiān)控和產(chǎn)品在役檢查。水平普遍提高，應(yīng)用頻度和領(lǐng)域也日益增多。就日前國內(nèi)和國際的情況來看，無論從應(yīng)用的范圍還是從研究的熱度，超聲檢測都是最重要的無損檢測方法之一。近年的期刊論文和會議論文中，超聲檢測(包括電

5、磁超聲、空氣耦合超聲和激光超聲等新方法)相關(guān)的論文占比是相當高的。超聲無損檢測仍然是一種具有很大發(fā)展前景的檢測方法。關(guān)于金屬材料超聲檢測的發(fā)展趨勢，從應(yīng)用和研究兩方面綜合考慮，韓老師提出了三點：一是缺陷檢測的定量化，包括缺陷的準確定位、定性和定量。二是檢測過程的自動化，受益于現(xiàn)代電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，不受操作者影響的高效率的檢測技術(shù)和系統(tǒng)將受到業(yè)界青睞。三是特殊對象和條件下的檢測新方法，在一些過去不能檢測、不好檢測的領(lǐng)域,運用一些新方法新工藝解決難題。這些發(fā)展趨勢受到了學術(shù)界和工業(yè)界的普遍關(guān)注。3?十二五期間，我國將在天然氣、石油管道上加大發(fā)展力度，管道的檢測技

6、術(shù)就顯得尤為重要，近些年在管道檢測技術(shù)方面有哪些新技術(shù)？在不對管道進行開挖的情況下，對于管道腐蝕狀況的無損檢測主要可以分為外檢測和內(nèi)檢測方法兩種。內(nèi)檢測是指使用管道機器人采用漏磁、超聲、渦流等手段在管道的內(nèi)部進行測量；而外檢測是指在地面通過測量管道的磁場、電流等信號對英做出評價。一般來說，管道內(nèi)檢測的優(yōu)點在于距離管壁較近，檢測結(jié)果較為準確可靠，但是由于管道機器人體積和形狀的束縛，不能檢測管道內(nèi)徑過小,有著尖銳拐角以及不能清管的管道。外檢測雖然沒有類似內(nèi)檢測的管道外形限制，但操作時易受到地表環(huán)境影響，檢測精度較低，并且難以觸及管道內(nèi)部的缺陷情況。管道內(nèi)檢測技術(shù)比較成熟，

7、我想談一談非開挖的管道外檢測技術(shù)。外檢測技術(shù)由于有土壤相隔，需要采用其它方法。按其原理主要可以分為:1?地表電位檢測，如PERSON法，直流電位梯度法（DCVG）,密間隔電位測試法（CIPS）等；2?管道電位檢測，如變頻選頻法，電化學暫態(tài)檢測法；3?地表磁場檢測，如多頻管中電流法（PCM）,磁記憶法等。但是這些方法基本都不能檢測管道的內(nèi)部缺陷o目前，在役管道檢測中最為成熟的方法為管道豬內(nèi)檢法，其發(fā)展方向包括提高檢測精度、加快檢測速度、提高智能化水平、防止管道豬丟失技術(shù)等方血。另一種很有吸引力的技術(shù)是NoPig技術(shù)，該技術(shù)在國外也1E處于應(yīng)用前的研究階