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摘 要:近年来,随着经济的发展,特别是随着改革开放的不断深入,我国的经济建设取得了巨大的进步,与此同时,我国的无损检测技术也在不断的进步。无损检测技术是在社会中广泛应用的一项技术,包括在航空、交通等方面应用的十分广泛。无损检测技术的高低和好坏将在很大程度上决定着检测水平的高低,如果对其质量没有很好的控制,将会给社会以及检测单位带来巨大的损失,甚至会对造成不可挽回的损失。因此,对于无损检测技术应该加强管理,控制检测的质量。
关键词:无损检测;自动化技术;研究进展;展望
1研究的意义及必要性
无损检测技术是产品质量控制中不可缺少的基础技术,随着产品复杂程度的增加和对安全要求的更加严格,为了保证产品质量,非常有必要对产品进行全面检测,而这些检测又必须是非破坏性的。因此无损检测技术在产品质量控制中发挥的作用越来越重要,在企业中,已经成为保证产品质量的有力手段。
无损检测的目的三个主要方面。一是质量管理,每一种产品均有其使用性能要求,这些要求通常在该产品的技术文件中规定。无损检测的只要目的之一就是对原材料、半成品、成品以及产品构件提供实时的工序质量控制,例如缺陷情况、组织状态、涂镀层厚度监控等。二是质量鉴定,已制成的产品需要进行最终检验,亦即质量鉴定,特别是那些将在高应力、高温、高循环载荷等复杂恶劣条件下以及恶劣环境中工作的零部件或构件等,仅仅靠一般的外观检查、尺寸检查、破坏性抽检等是远远不够的,在这方面,无损检测技术表现出能够百分之百地全面检查材料内外部的无比优越性。三是在役检测使用无损检测技術对运行期间或正在运行中的设备构件进行经常性的或者定期的检查,能及时发现影响设备继续安全运行或使用的隐患,防止事故的发生。例如疲劳损伤,或者产品中原有的微小缺陷在使用过程中扩展成为危险性缺陷等等。
2加强无损检测过程控制
2.1实验室在以关注目标代替关注过程中迷失了原来的初衷。质量工作常常被认为是做表面文章,咬文嚼字,这是因为无论是不符合项的整改、纠正措施的实施、还是体系运行的监控,最终都落实在文字和书面上,给人的印象就是编写一些文件、报表。可是为什么这样写,为什么更改某个文件会导致其他文件也要改,这里面实际上已经蕴涵了分析的过程,尤其要关注不同文件之间的关联性,以及文件本身的逻辑性是否合理。
实际上,质量工作除了在文件、程序上的标准化、规范化之外,在基层单位更重要的是将质量管理的思维和方法有机融入科研和测试工作中,使过程更趋合理、更规范、更行之有效。在以科研、工程技术为主流业务的科研院所中,对基层单位从事质量管理工作的人员的要求实际上较高,不但要对质量体系有宏观的认识,而且要有所在单位的专业技术背景或教育经历。
2.2过程包括三个要素,输入、活动和输出。无损检测过程的管理是对全过程以及每一个子过程的管理,包括接受无损检测委托、样品管理、检测工艺规程或图表编制、检测系统和环境、检测工作实施、检测结果评定、发出检测报告、以及相关资料的归档等等。对无损检测的输入、活动过程和输出质量都要进行控制。
2.3整个无损检测流程中每个步骤都有相应的文件对其进行控制和记录。当接收任务时,在实验室管理体系层面规定了以何种形式接收任务,谁负责接收,以及对委托任务进行评审的方式。在试验室管理作业文件层面则进一步细化,包括评审委托任务的人员、接收的任务如何向下传递等。当编制检测工艺规程或图表时,在实验室管理体系层面仅有简单描述,但在管理性作业文件层面,详细规定了规程的格式、编号规则、编制及批准人员的资格、如何进行受控等。
当使用检测所需原材料时,实验室管理体系层面仅要求使用合格产品。但在试验室质量控制程序中则详细规定了如何从专业技术上保证所用产品合格,有专用表格记录定期的监控结果,并规定保存期限备查。
3当前无损检测自动化技术的研究进展
3.1数字图像自动分析
无损检测自动化技术的开发与应用对于数字图像自动分析的观测指标具有较高要求,其对于检测物体分析能力也是数字图像技术的完善方向。而自动化标准中图像分析能力是否具备实时性、精准性、独立行、灵敏性、以及自动性,都决定了无损检测自动化技术的应用效果。当满足以上诸多特性之后,才能通过数字图像的自动分析效果支持无损检测技术达到较高的自动化水平。目前,无损检测技术在数字图像自动分析方面需要通过三个步骤完成检测任务。
(1)需要对检测图像进行匹配,选取检测舞台的标准样本,通过统计采集图像的灰度特征,明确检测指标与检测方向。
(2)在明确检测目标是否存在关键特征匹配度的情况下,以特征条件区分特征模型的特征参量获取条件,并建立标体无关特征模型匹配,以便进行检测物体分类匹配。
(3)明确与检测特征存在关联度较高的特征模型,以此模型作为描述物体检测特征的量化指标,并借助辅助型图像处理软件描述客观的被测物体特征,以便做出检测分析。通过以上三个流程,被检测物体可以通过数字图像信息的处理过程,完成目标样本的特征分类,进而提供决策条件与评估指标,为检测输出实际数值提供参考。
3.2长输管道的应用研究方向
目前,在我国长输管道无损检测自动化技术的发展中,已经将无损检测技术发展成为运用多项综合技术的检测模式,依托我国863计划的扶植取得了较高的研究成果。但是目前我国管道机器人的研究仍处于实验阶段,长输管道的自动化检测依然需要引进国外生产的X射线检测设备。当前我国在此方向的研究成果主要为超声检测技术,以及管外检测向管内检测转移的技术发展方向。一方面,超声检测技术能够提高天然气运算的长距离检测效果。此前在检测天然气输送管道时,需要针对所有管道接口处进行拍摄,其反复工作量较高,而且容易出现检测漏洞遗留安全隐患。而利用超声检测技术,将数字化的检测结果作为探伤X胶片的检测方式,反而能够提升其检测精度,在核对程度上降低了重复作业的时间与精力。管道内无损检测自动化技术可以弥补X射线在传统探伤方法中的缺陷,从而快速检测出管道内壁裂纹,进而提高检测工作的时效性。另一方面,管外检测向管内检测转移是长输管道的检测难点与重点。为了提高其检测技术的效果,降低维护周期的时间占比,采取外检测向管内检测转移的方式也是对于长输管道全方位检测的技术基础。而且在实际应用过程中,通过加深管道检测程度,以及提升检测精度,可以有效提高长输管道运行的安全性。
3.3食品检测方面的发展近况
在无损检测自动化技术不断完善的过程中,不仅工业化生产得到了有效助力,同时在食品检测方面也得到了广泛运用。而对于食品检测方向的应用效果,主要是针对食品外表品质、物理品质、内部品质的检测内容。在食品安全问题逐步得到社会关注之后,无损检测自动化技术的应用极大的解决了食品检测难点与重点问题。无损检测自动化技术利用振动和声波可以快速获取食品内部的组织形态结构,进而分析其物理品质是否达到了生产需求。如食品密度、食品含水量、肉类食品脂肪含量等。通过检测食品内部的电磁学特性,利用被动特性法与主动特性法进行分析,食品本身的测定指标在电磁场内被物理放大,进而快速观察到食品是否受到电磁影响,并通过监测量子变化分析存储条件的安全性,以便调试食品的测试频率,为其提供安全性更高的存储条件设置。
结束语
目前,我国拥有17万无损检测人员和两千多家无损检测机构,为国民经济稳步运行,以及设备安全使用的监测提高了重要的技术保证。而且无损检测自动化技术在绿色再制造产业、以及应当气候变化的环节中也起到了不可替代的作用,对于循环经济与低碳经济的发展起到了重要的支持作用。对于无损检测自动化技术的未来发展仍然具备较大的发展空间,已经发展潜力,是我国完善众多工业技术领域的技术保证,因此对于无损检测自动化技术的研究也需要不断完善与创新。
参考文献
[1]林琳.奥林巴斯无损检测自动化探伤新技术研讨会在京召开[J].中国特种设备安全,2015,31(01):72.
[2]王德生.图像自动识别技术在无损检测中的应用研究[J].硅谷,2014,7(07):120+119.
[3]宫晓琴,邢荣峰.一种数字式超声无损检测装置的设计与实现[J].河北农机,2012(03):55-57.
(作者单位:中石化胜利海上石油工程技术检验有限公司)
关键词:无损检测;自动化技术;研究进展;展望
1研究的意义及必要性
无损检测技术是产品质量控制中不可缺少的基础技术,随着产品复杂程度的增加和对安全要求的更加严格,为了保证产品质量,非常有必要对产品进行全面检测,而这些检测又必须是非破坏性的。因此无损检测技术在产品质量控制中发挥的作用越来越重要,在企业中,已经成为保证产品质量的有力手段。
无损检测的目的三个主要方面。一是质量管理,每一种产品均有其使用性能要求,这些要求通常在该产品的技术文件中规定。无损检测的只要目的之一就是对原材料、半成品、成品以及产品构件提供实时的工序质量控制,例如缺陷情况、组织状态、涂镀层厚度监控等。二是质量鉴定,已制成的产品需要进行最终检验,亦即质量鉴定,特别是那些将在高应力、高温、高循环载荷等复杂恶劣条件下以及恶劣环境中工作的零部件或构件等,仅仅靠一般的外观检查、尺寸检查、破坏性抽检等是远远不够的,在这方面,无损检测技术表现出能够百分之百地全面检查材料内外部的无比优越性。三是在役检测使用无损检测技術对运行期间或正在运行中的设备构件进行经常性的或者定期的检查,能及时发现影响设备继续安全运行或使用的隐患,防止事故的发生。例如疲劳损伤,或者产品中原有的微小缺陷在使用过程中扩展成为危险性缺陷等等。
2加强无损检测过程控制
2.1实验室在以关注目标代替关注过程中迷失了原来的初衷。质量工作常常被认为是做表面文章,咬文嚼字,这是因为无论是不符合项的整改、纠正措施的实施、还是体系运行的监控,最终都落实在文字和书面上,给人的印象就是编写一些文件、报表。可是为什么这样写,为什么更改某个文件会导致其他文件也要改,这里面实际上已经蕴涵了分析的过程,尤其要关注不同文件之间的关联性,以及文件本身的逻辑性是否合理。
实际上,质量工作除了在文件、程序上的标准化、规范化之外,在基层单位更重要的是将质量管理的思维和方法有机融入科研和测试工作中,使过程更趋合理、更规范、更行之有效。在以科研、工程技术为主流业务的科研院所中,对基层单位从事质量管理工作的人员的要求实际上较高,不但要对质量体系有宏观的认识,而且要有所在单位的专业技术背景或教育经历。
2.2过程包括三个要素,输入、活动和输出。无损检测过程的管理是对全过程以及每一个子过程的管理,包括接受无损检测委托、样品管理、检测工艺规程或图表编制、检测系统和环境、检测工作实施、检测结果评定、发出检测报告、以及相关资料的归档等等。对无损检测的输入、活动过程和输出质量都要进行控制。
2.3整个无损检测流程中每个步骤都有相应的文件对其进行控制和记录。当接收任务时,在实验室管理体系层面规定了以何种形式接收任务,谁负责接收,以及对委托任务进行评审的方式。在试验室管理作业文件层面则进一步细化,包括评审委托任务的人员、接收的任务如何向下传递等。当编制检测工艺规程或图表时,在实验室管理体系层面仅有简单描述,但在管理性作业文件层面,详细规定了规程的格式、编号规则、编制及批准人员的资格、如何进行受控等。
当使用检测所需原材料时,实验室管理体系层面仅要求使用合格产品。但在试验室质量控制程序中则详细规定了如何从专业技术上保证所用产品合格,有专用表格记录定期的监控结果,并规定保存期限备查。
3当前无损检测自动化技术的研究进展
3.1数字图像自动分析
无损检测自动化技术的开发与应用对于数字图像自动分析的观测指标具有较高要求,其对于检测物体分析能力也是数字图像技术的完善方向。而自动化标准中图像分析能力是否具备实时性、精准性、独立行、灵敏性、以及自动性,都决定了无损检测自动化技术的应用效果。当满足以上诸多特性之后,才能通过数字图像的自动分析效果支持无损检测技术达到较高的自动化水平。目前,无损检测技术在数字图像自动分析方面需要通过三个步骤完成检测任务。
(1)需要对检测图像进行匹配,选取检测舞台的标准样本,通过统计采集图像的灰度特征,明确检测指标与检测方向。
(2)在明确检测目标是否存在关键特征匹配度的情况下,以特征条件区分特征模型的特征参量获取条件,并建立标体无关特征模型匹配,以便进行检测物体分类匹配。
(3)明确与检测特征存在关联度较高的特征模型,以此模型作为描述物体检测特征的量化指标,并借助辅助型图像处理软件描述客观的被测物体特征,以便做出检测分析。通过以上三个流程,被检测物体可以通过数字图像信息的处理过程,完成目标样本的特征分类,进而提供决策条件与评估指标,为检测输出实际数值提供参考。
3.2长输管道的应用研究方向
目前,在我国长输管道无损检测自动化技术的发展中,已经将无损检测技术发展成为运用多项综合技术的检测模式,依托我国863计划的扶植取得了较高的研究成果。但是目前我国管道机器人的研究仍处于实验阶段,长输管道的自动化检测依然需要引进国外生产的X射线检测设备。当前我国在此方向的研究成果主要为超声检测技术,以及管外检测向管内检测转移的技术发展方向。一方面,超声检测技术能够提高天然气运算的长距离检测效果。此前在检测天然气输送管道时,需要针对所有管道接口处进行拍摄,其反复工作量较高,而且容易出现检测漏洞遗留安全隐患。而利用超声检测技术,将数字化的检测结果作为探伤X胶片的检测方式,反而能够提升其检测精度,在核对程度上降低了重复作业的时间与精力。管道内无损检测自动化技术可以弥补X射线在传统探伤方法中的缺陷,从而快速检测出管道内壁裂纹,进而提高检测工作的时效性。另一方面,管外检测向管内检测转移是长输管道的检测难点与重点。为了提高其检测技术的效果,降低维护周期的时间占比,采取外检测向管内检测转移的方式也是对于长输管道全方位检测的技术基础。而且在实际应用过程中,通过加深管道检测程度,以及提升检测精度,可以有效提高长输管道运行的安全性。
3.3食品检测方面的发展近况
在无损检测自动化技术不断完善的过程中,不仅工业化生产得到了有效助力,同时在食品检测方面也得到了广泛运用。而对于食品检测方向的应用效果,主要是针对食品外表品质、物理品质、内部品质的检测内容。在食品安全问题逐步得到社会关注之后,无损检测自动化技术的应用极大的解决了食品检测难点与重点问题。无损检测自动化技术利用振动和声波可以快速获取食品内部的组织形态结构,进而分析其物理品质是否达到了生产需求。如食品密度、食品含水量、肉类食品脂肪含量等。通过检测食品内部的电磁学特性,利用被动特性法与主动特性法进行分析,食品本身的测定指标在电磁场内被物理放大,进而快速观察到食品是否受到电磁影响,并通过监测量子变化分析存储条件的安全性,以便调试食品的测试频率,为其提供安全性更高的存储条件设置。
结束语
目前,我国拥有17万无损检测人员和两千多家无损检测机构,为国民经济稳步运行,以及设备安全使用的监测提高了重要的技术保证。而且无损检测自动化技术在绿色再制造产业、以及应当气候变化的环节中也起到了不可替代的作用,对于循环经济与低碳经济的发展起到了重要的支持作用。对于无损检测自动化技术的未来发展仍然具备较大的发展空间,已经发展潜力,是我国完善众多工业技术领域的技术保证,因此对于无损检测自动化技术的研究也需要不断完善与创新。
参考文献
[1]林琳.奥林巴斯无损检测自动化探伤新技术研讨会在京召开[J].中国特种设备安全,2015,31(01):72.
[2]王德生.图像自动识别技术在无损检测中的应用研究[J].硅谷,2014,7(07):120+119.
[3]宫晓琴,邢荣峰.一种数字式超声无损检测装置的设计与实现[J].河北农机,2012(03):55-57.
(作者单位:中石化胜利海上石油工程技术检验有限公司)