無損檢測(cè)的最新進(jìn)展：提升檢測(cè)效率
引言
無損檢測(cè)（NDE）作為一種檢驗(yàn)技術(shù)，已經(jīng)經(jīng)歷了顯著的發(fā)展。NDE技術(shù)的進(jìn)步如今能夠應(yīng)對(duì)新型材料和復(fù)雜材料幾何形狀帶來的新挑戰(zhàn)。本文探討了各種NDE方式的最新進(jìn)展，這些進(jìn)展提升了檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性、速度和可解釋性。
歷史沿革與技術(shù)演進(jìn)
早期的NDE方法（如射線檢測(cè)、超聲檢測(cè)與目視檢測(cè)）高度依賴檢測(cè)人員的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)。例如，傳統(tǒng)射線檢測(cè)需通過濕膠片成像并由專家解讀；超聲檢測(cè)則采用脈沖回波技術(shù)，要求檢測(cè)人員在示波器上分析A/B/C掃描圖像；而目視檢測(cè)往往僅通過肉眼觀察焊縫或鍋爐表面缺陷。隨著計(jì)算能力的飛躍式發(fā)展，現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)已能夠?qū)崟r(shí)生成直觀可靠的檢測(cè)結(jié)果，大幅降低了對(duì)檢測(cè)人員經(jīng)驗(yàn)的依賴。
超聲檢測(cè)技術(shù)的突破
早期的超聲檢測(cè)（UT）通過基礎(chǔ)脈沖回波技術(shù)，利用聲波反射形成缺陷位置和尺寸的二維圖像。時(shí)差衍射（TOFD）和相控陣技術(shù)的引入顯著提高了準(zhǔn)確性和速度。然而，專家解讀仍然是必要的。
相控陣系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)控制對(duì)多元素探頭中每個(gè)元素的激勵(lì)。通過調(diào)整這些元素的振幅和時(shí)間，可以生成聚焦且可調(diào)的聲束。這使得幾乎可以同時(shí)在不同的角度和深度進(jìn)行檢查。單個(gè)相控陣探頭因此可以執(zhí)行通常需要多個(gè)常規(guī)探頭或幾次掃描的任務(wù)。雖然TOFD探頭與相控陣系統(tǒng)兼容，但傳統(tǒng)的脈沖回波方法仍然是主要使用的方法，其中采用dB衰減技術(shù)來確定和可視化缺陷。然而，這種方法通常會(huì)生成超過當(dāng)前超聲缺陷檢測(cè)儀可以高效處理的數(shù)據(jù)量，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)投影的簡(jiǎn)化，并需要遠(yuǎn)程專家分析。
最近，具有增強(qiáng)計(jì)算能力的超聲系統(tǒng)的發(fā)展使得可以直接在檢查設(shè)備上創(chuàng)建體積修正圖像。這個(gè)創(chuàng)新結(jié)合基于體積的統(tǒng)計(jì)測(cè)量，簡(jiǎn)化了缺陷大小測(cè)量和解讀，顯著提高了檢驗(yàn)效率。
遠(yuǎn)程視覺檢查：新范式確立
遠(yuǎn)程視覺檢查（RVI）在各個(gè)工程領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。首款支持高清3D測(cè)量的便攜式視頻內(nèi)窺鏡的問世，標(biāo)志著一個(gè)重要的技術(shù)突破，提供了卓越的高清質(zhì)量和精確度，且設(shè)計(jì)堅(jiān)固、輕便，適用于最嚴(yán)苛的環(huán)境。
這款新儀器的卓越高清質(zhì)量得益于其高強(qiáng)度光源和先進(jìn)的視覺處理能力，能夠直接將更清晰、更銳利的視頻和靜態(tài)圖像傳輸?shù)皆O(shè)備上。這項(xiàng)技術(shù)無需更換多個(gè)探頭，提升了在更大距離上的測(cè)量精度，并擴(kuò)大了測(cè)量表面積。集成的高清數(shù)字變焦功能便于檢查非常小的指示，同時(shí)按需提供3D相位和立體測(cè)量，提供詳細(xì)的分析和繪圖功能，使得對(duì)產(chǎn)品的決策更加快速和準(zhǔn)確。
計(jì)算機(jī)斷層掃描：從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)線
計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）技術(shù)已從實(shí)驗(yàn)室工具發(fā)展成為過程控制中的關(guān)鍵工具，特別是在航空航天、汽車和增材制造行業(yè)。CT技術(shù)的創(chuàng)新顯著縮短了檢驗(yàn)時(shí)間，能夠在幾分鐘內(nèi)獲得結(jié)果，而不是幾個(gè)小時(shí)，而且在質(zhì)量沒有妥協(xié)。
近期的進(jìn)展包括引入散射輻射偽影修正技術(shù)，使得能夠高效使用錐束CT代替?zhèn)鹘y(tǒng)的扇形束CT。通過自動(dòng)消除大多數(shù)錐束散射偽影，這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了與扇形束掃描相當(dāng)?shù)膱D像質(zhì)量，但速度快達(dá)100倍。此外，下一代高動(dòng)態(tài)平板X射線探測(cè)器將增強(qiáng)的像素尺寸與改進(jìn)的效率和靈敏度相結(jié)合，獲得了更高的分辨率，而無需增加掃描周期時(shí)間。
CT在尺寸計(jì)量中的應(yīng)用也在擴(kuò)展，特別是對(duì)于具有無法訪問內(nèi)部表面的復(fù)雜零件。CT技術(shù)可以進(jìn)行名義與實(shí)際CAD比較、壁厚分析以及對(duì)隱藏表面進(jìn)行精確的尺寸測(cè)量。先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)，如自動(dòng)標(biāo)定和熱漂移補(bǔ)償，使得CT系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)小于4微米的精度水平。
工業(yè)容積CT與機(jī)器人集成
CT技術(shù)與自動(dòng)化制造的結(jié)合典范，是北卡羅來納州阿什維爾的全自動(dòng)CT檢測(cè)線，專為航空航天陶瓷基復(fù)合材料（CMC）生產(chǎn)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)集成自主機(jī)器人搬運(yùn)，大幅縮短檢測(cè)周期，具備可擴(kuò)展性以滿足未來產(chǎn)能需求。
電子制造中的CT應(yīng)用
雖然CT技術(shù)傳統(tǒng)上主要應(yīng)用于航空航天和汽車行業(yè)，但如今它在電子制造中的應(yīng)用越來越廣泛，這主要得益于電動(dòng)出行和先進(jìn)電子組件的復(fù)雜性。高分辨率CT無損檢測(cè)（NDE）現(xiàn)在已成為檢查半導(dǎo)體芯片、高端電子組件、傳感器和鋰離子電池的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。為了應(yīng)對(duì)這一行業(yè)日益增長(zhǎng)的重要性，維睿泰在韓國(guó)首爾建立了一個(gè)客戶解決方案中心，專門為電池、電子和汽車行業(yè)提供先進(jìn)的CT檢驗(yàn)解決方案。
數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)射線照相的升級(jí)
數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)射線照相涵蓋從膠片數(shù)字化到計(jì)算機(jī)射線照相（CR）與直接數(shù)字射線照相（DR）的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)。最新軟件突破極大提升了便攜式射線成像系統(tǒng)的性能。基于15年經(jīng)驗(yàn)開發(fā)的Rhythm RT軟件平臺(tái)，提供直觀的觸控界面，簡(jiǎn)化操作流程并減少培訓(xùn)需求。
該平臺(tái)的可擴(kuò)展架構(gòu)允許在無需更改代碼的情況下輕松修改軟件功能。檢驗(yàn)數(shù)據(jù)可以迅速共享給遠(yuǎn)程專家進(jìn)行評(píng)估，DICONDE兼容性確保了數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存。
Rhythm RT還包括Flash!圖像處理技術(shù)，能夠每張圖像進(jìn)行數(shù)十億次計(jì)算。此工具為原始圖像增加了一層，自動(dòng)處理并通過單擊進(jìn)行清晰化。該技術(shù)將高密度和低密度區(qū)域的細(xì)節(jié)合并為一張單一的高清圖像，優(yōu)化了人類分析，能夠加快缺陷檢測(cè)并提高覆蓋范圍，同時(shí)不改變?cè)嫉臋z驗(yàn)數(shù)據(jù)。
結(jié)論
無損檢測(cè)（NDE）通常被視為一項(xiàng)高成本的附加服務(wù)，但它對(duì)確保產(chǎn)品的適用性、客戶滿意度和操作安全至關(guān)重要。CT技術(shù)從研究和質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室遷移到生產(chǎn)車間，為對(duì)復(fù)雜組件進(jìn)行100%控制提供了重大機(jī)遇，如：增材制造零件和航空航天組件。這一遷移還促進(jìn)了統(tǒng)計(jì)3D數(shù)據(jù)的生成，使得能夠即時(shí)優(yōu)化工藝，提升生產(chǎn)力和產(chǎn)品質(zhì)量。
因此，NDE工具和系統(tǒng)必須提供高的檢測(cè)概率和準(zhǔn)確性，同時(shí)也需要提供易于解讀的數(shù)據(jù)。無損檢測(cè)技術(shù)的最新進(jìn)展不斷推動(dòng)著技術(shù)的邊界，努力實(shí)現(xiàn)這些關(guān)鍵目標(biāo)。