质量控制

无损检测

利用工业计算机断层扫描及早检测有缺陷的部件

什么是无损检测？

无损检测（NDT）是一种检查部件、工件或组件是否存在缺陷的技术。无损检测可采用X射线、超声波、计算机断层扫描或磁粉等多种方法。

无损检测的目的是及早发现材料中的缺陷，并将有缺陷的工件从生产中清除。为了检测这些缺陷，在进行无损检测时，测试件要承受热应力、机械应力和化学应力。常见的故障或缺陷包括孔隙、气孔、裂缝或表面腐蚀。测试必须在不破坏或不损坏测试件的情况下进行。测试后，工件或材料必须与测试前一样适合使用。因此在对部件和系统进行质量控制和安全时，无损检测成为了重要的方法，因为在极端情况下，有缺陷的材料和结构缺陷甚至会危及部件或建筑的安全。

与有损检测的方法有何不同？

与无损检测不同，有损检测会对材料造成无法修复的损坏。通常会使用专门为此目的制造的标准测试件。此外，也不能肯定生产的下一个部件就没有缺陷。因此，在工业领域，为了确保生产的质量、安全和成本效益，进行无损检测极为重要。

有损检测的目的还在于：对测试件的破坏，为检测提供了重要的信息，说明了哪种材料是合适的，以及应该要制造什么几何形状和尺寸的零部件。

进行有损检测是为了确定材料特性。无损检测则不然。无损检测之后只能知道，被检查的设备是否需要更换，或者在技术上是否安全。

无损检测的不同方法

无损检测有多种方法。除了上述检测方法（如超声波或X射线检测）外，还有其他技术，如声学检测、热成像或透地雷达。激光检测也用于无损检测。选择何种方法取决于各种因素，如材料类型、测试件尺寸或需要检测的缺陷类型。

“传统”的无损检测方法是最重要的无损检测方法，通常分为表面检测和内部结构检测。

视觉检验是一种检查部件和设备的光学检查。它特别适用于对表面的质量控制和部件组装过程。手术过程中可以使用各种辅助工具，如放大镜、镜子、显微镜、内窥镜、相机、扫描仪，当然还有肉眼。然而，无损视觉检验的一个缺点是只能检测到表面故障或缺陷，而测试件内部的故障在最初是无法检测到的。这就需要进一步的无损检测方法。
染料渗透检测是将彩色或荧光对比剂喷洒或浸渍到部件上。药剂会沉淀在裂缝、孔隙或表面孔洞中，并使其显露出来。染料渗透检测尤其常用于焊缝检测。这种方法的缺点是必须考虑造影剂的环境因素，而且染色并不能准确显示裂缝或孔洞的深度。此外，粗糙表面会显示出并非实际缺陷的假性缺陷。尽管存在这些局限性，染料渗透检测仍是部件和系统质量控制的重要方法。
磁粉检测又称漏磁检测，是一种用于可磁化材料和工件的无损检测方法。使用这种方法时，首先要对测试件进行磁化。然后用液体或粉末将荧光磁粉涂在测试件上。缺陷之所以清晰可见，是因为它们会产生不同的磁场。磁漏检测是一种非常快速的测试方法，甚至可以检测到比头发丝还要细四倍的小裂缝。

因此，磁粉检测在检测表面缺陷方面具有很高的灵敏度，常用于金属加工和汽车行业。该方法的另一个优点是易于操作。尽管磁漏检测具有诸多优点，但也有其局限性，因为它只能用于可磁化材料，而且测试结果会受到材料磁性的影响。
涡流检测是一种无损检测，只能用于导电材料。检查测试件表面是否有缺陷。工件周围会产生磁场，从而在测试件本身产生涡流，涡流反过来又会产生自己的磁场。材料中的变化，如裂缝、气孔或类似缺陷，以及杂质，会产生与实际材料不同的磁场，因为它们具有不同的导电性。

这种无损部件检测的优势在于，与其他方法相比，只需要较低的资源消耗和维护成本。因此，涡流检测是最经济、最环保的无损检测方法之一。它常用于汽车和航空航天行业。不过，涡流检测只能用于导电材料，且仅限于表面检测，因为涡流只在材料上层产生。

内部部件检查方法

X射线检测

X射线检测，又称射线检验，是一种重要的无损检测方法，可让您观察部件内部。与超声波检测不同，射线检验还能确定缺陷的类型和确切位置，这在许多应用中都是一大优势。数字X射线检测（如计算机断层扫描）还具有许多其他优势，因为检测结果可以通过数字方式进行存储和评估。

X射线检测非常重要：NDT 4.0，即射线检验数字化与人工智能的结合，带来了决定性的优势。

关于NDT 4.0的更多信息

超声波检测

在超声波检测中，超声波从探头发出，穿过测试件。材料中的缺陷区域会反射电波，并可在屏幕上追踪到。通过测量超声波传输和反射的时间，可以精准确定缺陷的类型和位置。现代超声波检测甚至可以测量缺陷的大小。

超声波检测适用于对平面和体积较大的部件进行无损检测，例如测量壁厚。对于平面缺陷，超声波检测比X射线检测的结果更好。但这种方法的一个缺点是，材料在检测过程中不仅会受到声应变的影响，还会受到热应变的影响。对于粗糙的表面，超声波检测也更加困难。

CT扫描

在使用计算机断层扫描（CT）进行无损检测时，要对被测物体进行X射线检查，类似于射线检验。从不同角度拍摄大量二维图像，随后利用计算机将这些图像转换成三维模型。然后，通过该模型可以了解物体的内部结构，显示材料中可能存在的缺陷或变化。CT无损检测的独特之处在于它比其他无损检测方法具有更高的分辨率，这意味着即使是非常小或难以检测的缺陷也能被检测出来。

利用工业计算机断层扫描技术，即使是复杂的小部件也能得到精准的检测。设备控制和测量数据评估通过专门的软件进行。因此，可以生成符合行业高计量要求的扫描结果，检测芯部断裂，甚至是零部件中最小的缺陷、气孔和空隙。CT扫描甚至可以捕捉到因老式测量技术无法接近而无法测试的部件。

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为什么无损检测在行业中如此重要？

现代无损检测技术为行业创造了巨大的附加值。及早发现有缺陷的部件，可将其从生产流程中剔除。如果可能，可以进行维修。如果出现无法修复的缺陷，材料将报废并返回材料循环。

这带来了以下显著优势：

节约资源、时间和金钱
减少投诉
提高部件的质量和安全性
降低部件故障对人类和环境造成的风险

谁可以进行无损检测？

无损检测符合DIN EN ISO 9712标准。根据该标准，只有经过认证的人员才能执行无损检测程序。该认证遵循严格的指令，以确保检测的质量和安全。

根据经验和培训情况，获得认证的人员可在各自的检测程序中达到三个级别。每种检测方法都需要单独的证书。例如，仅获得超声波检测认证的人员可能无法进行无损射线检测或涡流检测。

认证分为以下三个级别：

第1级：授权执行检测程序并记录检测结果
第2级：授权额外评估检测结果（根据标准和法规）
第3级：进行审计的人员可决定适当的审计程序，指定检测方法，并对进行审计的设施负责

认证由各种认证机构颁发，如德国无损检测协会（DGZfP）、美国无损检测协会（ASNT）和其他机构。这些都需要德国认可机构（DAkkS）的确认。

证书必须每5年更新一次，以确保检测人员掌握最新的检测程序知识和专业技能。

人工智能：NDT 4.0的优势

工业计算机断层扫描已成为无损检测领域最重要的方法之一，可对复杂的内部结构进行三维无损缺陷检测。因此，流程参数得以协调，生产流程不断改进。

无损检测的数字化和自动化预示着行业的进步，被称为NDT 4.0。由于疲劳等因素会影响人工检测，因此使用人工智能尤其有益。在自动无损检测中，这些因素不起作用。更重要的是，检测结果或错误评估可能因人而异。同一个人所做的检测也会因疲劳等原因而不同。基于人工智能的自动缺陷检测消除了人为错误，大大提高了检测结果的重复精度。借助机器学习，人工智能还能随时学习新的检测参数，不断改进检测流程。NDT 4.0的目标是将无损检测提升到一个新的水平，将人类的专业知识和经验与人工智能的效率结合起来，实现协同效应。

基于人工智能的自动缺陷检测消除了人为错误，大大提高了检测结果的重复精度。借助机器学习，人工智能还能随时学习新的检测参数，不断改进检测流程。NDT 4.0的目标是将无损检测提升到一个新的水平，将人类的专业知识和经验与人工智能的效率结合起来，实现协同效应。

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