激光无损检测新技术在压力容器检测中的运用

31 科协论坛 2010 年第 12 期 （下） 工程技术产业经济 与 激光无损检测新技术在压力容器检测中的运用 梁鹏 （南京市锅炉压力容器检验研究院江苏南京210002） 摘要：无损检测这种技术已作为原材料出厂、 容器制造， 并在役运行容器检修过程中控制了容器制造质量、 评 价容器能否安全运行不可缺少的工序， 在工业生产各部门起着越来越重要的作用。 这种技术是利用激光束辐射 被测物体,导致热膨胀,产生弹性超声波,近年来已逐渐成为无损检测领域中的一项十分引人注目的新技术。 关键词：检测激光无损检测压力容器 中图分类号： TN24文献标识码：A文章编号：1007-3973（2010）012-031-02 1 前言 我国压力容器行业应用无损检测技术己经有三十余年的 历史。压力容器是工业生产过程中不可缺少的一种设备，广 泛地用于化工、 炼油、 机械、 动力、 纺织、 冶金、 核能及运输等国 民经济各部门。在这三十余年来，经历了建立完善各种无损 检测方法及质保体系; 开发仪器及其配套系统; 制定完善各种 检测方法及仪器等的质量控制标准;无损检测人员培训及资格 鉴定;研究解决我国量大面广在役容器的定期检修及安全进行 的评价方法及标准，尤其是激光无损检测新技术在压力容器 检测中的运用。 无损检测无损检测是以不损坏构件或产品为前提，来检 测构件或产品的某些物理、 力学参量， 以便确定其含有缺陷的 性质，以及对结构性能带来的影响。它可以预测构件或产品 是否满足工程使用要求， 或在生产过程中进行监控， 以保证产 品满足设计要求。激光无损检测是无损检测技术中的一个新 分支， 是全息干涉计量技术的重要应用之一， 其是 60 年代末 期发展起来的。多年来， 激光无损检测的理论、 技术、 系统都 有了很大发展， 在现代业中， 以计算机和新材料为代表的新技 术， 促进无损检测技术的快速发展， 例如， 射线实时成像检测 技术， 工业CT技术的出现， 使射线检测不断拓宽其应用领域。 虽然传统的射线胶片照相检测技术在检测灵敏度、图象清晰 度等方面已日臻完美，然而射线检测引进计算机数字图象处 理技术后，得到的数字处理图象质量可以与胶片图象质量相 媲美。 2 激光无损检测 压力容器的检测方法目前， 各种方法都各有其局限性， 所 以应该必须综合使用， 才能达到保证产品质量， 预测检测的目 的。就目前而言， 对在用压力容器的检测方法有许多种， 但常 用技术有磁粉和漏磁检测、 渗透检测、 超声检测、 涡流检测以 及射线检测，他们有各种优缺点以及各种检测方法的应用范 围。激光散斑技术通过被检物体在加载前后的激光散斑图的 叠加,从而在有缺陷部位形成干涉条纹来判断缺陷的存在。 激 光自身而言就具有单色性好、 能量高度集中、 方向性很强等特 点, 它在无损检测领域的应用中不断扩大, 并逐渐形成了激光 全息、 激光散斑、 激光超声等无损检测新技术。而激光全息是 通过对被测物体施加外加载荷,利用有缺陷部位的形变量与其 它部位不同的特点判断材料、 结构内部是否存在不连续性。 激光超声检测方法激光超声最主要的优点是非接触检测, 它消除了压电换能器技术中的耦合剂的影响,可用于各种较复 杂形貌试样的特性检测,超声检测法主要用于检测对接焊缝内 部埋藏缺陷和压力容器焊缝内表面裂纹。超声法也用于压力 容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。由于超声波探伤 仪体积小、 重量轻， 便于携带和操作， 而且与射线相比对人无 伤害， 因此在在用压力容器检验中得到广泛使用。 2.1 激光激光超声检测方法运用 便携式工业X射线探伤机制造厂约有 50 家， 超声波探伤 仪制造厂约有 40 家， 超声测厚仪制造厂约有 30 家， 射线检测 辅助器材制造厂约有80 多家， 磁粉探伤设备制造厂约有 50 家 等等， 而国外无损检测产品也在大举进入中国市场， 并取得 了可喜的进展。并且有一些项目已用于生产实际，如玻璃纤 维中锥雷达罩、 铝蜂窝夹层板、 固体火箭药拄包覆胶接质量检 测等已被厂家纳入产品质量检测工 艺规程， 满足了军工产品 生产的需要， 收到了良好的经济效益。在飞机轮胎检测方面， 当然， 我国目前实际上也已经有好些厂家在出口他们的产品， 或者为国外进行OEM制造， 例如汕头超声仪器研究所的超声 探伤仪、 北京德光电子公司的超声测厚仪、 济宁模具厂的超声 试块、 浙江缙云像质计厂的国际标准透度计等等， 还有丹东 射线集团公司和大连希奥特检测设备公司已在台湾设立了经 销代办处等等。达到了 80 年代末期同类产品的国际先进水 平。 为了摆脱对减振试验台的依赖， 北京光电技术研究所和 西安光机所分别研制了双脉冲和多脉冲全息干涉仪，并且已 经用于生产实际。最近，西安光机所还研制成功一种高分辨 瞬态全息干涉系统， 用来测量 “长二捆” 及 “东风二号” 固体火 箭发动机的喷流特性并取得成功。 目前国外的发展现状在当今的无损检测技术中，超声检 测以检测灵敏度高、 声束指向性好、 对裂纹等危害性缺陷检出 率高、适用性广泛等优点至今在无损检测领域中占有重要的 地位。由于计算机技术的介入， 超声成象技术异军突起， 使超 声检测技术向数字成象自动化方向发展；超声检测在复合材 料和非金属材料以及市政工程（例如城市供水供气管网的核 查） 、 水利工程 （例如水库大坝蚁穴的检查） 将发挥越来越在的 作用。涡流检测正向着数字成象、自动检测和远场检测方向 发展。其仪器产品更新速度非常快， 经过不断改型， 目前第七 代飞机轮胎检测仪已经问世了。 32 工程技术产业经济 与 科协论坛 2010 年第 12 期 （下） 徕卡全站仪 TPS400 系列(TPS402)在场馆放样中的应用 叶明辉 （华东地质勘察局综合地质大队安徽马鞍山243000） 摘要：探讨徕卡全站仪(TPS402)工程放样中的应用。 关键词：场馆测量弧形放样主轴线控制 中图分类号：P62文献标识码：A文章编号：1007-3973（2010）012-032-02 1 原理 全站仪是一种集光、 机、 电为一体的新型测角仪器， 与光 学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将 人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作 简单化， 且可避免读数误差的产生。电子经纬仪的自动记录、 储存、 计算功能， 以及数据通讯功能， 更进一步提高了测量作 业的自动化程度。全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及 显示系统，电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置 是分别采用两个相同的光栅度盘 （或编码盘） 和读数传感器进 行角度测量的。根据测角精度可分为 0.5 ， 1 ， 2 ， 3 ， 5 ， 10 等几个等级。 2 仪器结构简介 徕卡 TPS402 全站仪同电子经纬仪、 光学经纬仪相比， 增 加了许多特殊部件， 因此使得全站仪具有比其它测角、 测距仪 器更多的功能，使用也更加方便。这些特殊部件构成了全站 仪在结构方面别具一格的特点。几乎可以应用在所有的测量 领域里。电子全站仪由电源部分、 测角系统、 测距系统、 数据 处理部分、 通讯接口、 及显示屏、 键盘等组成。 3 徕卡 TPS402 放样界面 按菜单键： 显示F1 应用程序， F2 系统设置， F3EDM设置， F4 数据管理再按 F1 应用程序： 显示 F1 测量， F2 放洋， F3 自 由设站， F4 参考线放样 F2 放样： F1 设置作业， F2 设置测站， F3 定向， F4 开始按F1 建立作 业名;按 F2 输入测站点号、 站高、 觇标高。 （1） 开始后按F4再按F3输入点号、 坐标、 高程并保存数据。 （2） 按 F4 后第一页为极坐标放样、 第二页为交叉法、 第三 页为增量法。 （3） 一般使用极坐标放样。 2.2 将来的发展发展趋势 激光全息无损检测技术经历了 30 多年的发展， 真正应用 到生产实际的项目并不多， 而且仅局限在航空航天工业部门， 造成这种局面的原因是多方面的。按照中国大陆本身工业五 大常规无损检测的市场需求而言，我国这些制造厂家其实并 不能充分发挥生产制造能力，因此难以提高经济效益与生产 效率， 不利于进一步促进产品质量、 技术性能水平以及产品升 级换代等方面的不断提高与发展，按照我国政府的工业发展 策略是要把中国建设成为世界级的制造业大国，就必然要参 与世界性的市场竞争，达到具有向世界大规模出口的能力才 能充分发挥生产制造能力，这也是我国无损检测制造业应该 重视的因素。首先是激光全息无损检测技术本身的局限性。 其次是与相关学科交叉结合不紧。第三是资金投入不够，由 于这项技术本身的局限性，因而不能引起企业家的兴趣和政 府的关心， 长期以来在资金投入方面很少。 第四是 CCD 应用、 计算机数字图像处理等新技术发展速度非常快，相应要求激 光全息无损检测设备快速更新。 3 结语 国际著名质量管理学家朱兰博士曾经指出：“如果说20世 纪是生产力的世纪， 那么 21 世纪就是质量的世纪， 质量将成 为新世纪的主题” 。 在 21 世纪， 人类将感受到不断提高的产 品和服务质量， 质量文化在社会文化中的地位迅速提升， 质量 观念、 质量意识日益深人人心， 无损检测文化以 “技艺精湛和 品质优良完美统一” 的质量理念和价值观念已被普遍接受。 今 天， 新世纪的钟声已经敲响， 质量的世纪已经到来了， 让我们 广大的无损检测科技工作者共同努力，迎接美好的未来。这 对许多行业都是一个好的发展。 参考文献： 1胡学知.压力容器无损检测渗透检测技术J.无损检测， 2004.26 （7） . 2李小亭， 沈功田， 等.压力容器无损检测涡流检测技术