摘   要：通過大型冶金企業(yè)檢測(cè)案例，重點(diǎn)描述現(xiàn)代化大型工業(yè)企業(yè)（冶金）設(shè)備管理采用無損檢測(cè)的效果，提出了對(duì)“在役設(shè)備”進(jìn)行無損檢測(cè)研究的必要性和緊迫性，同時(shí)對(duì)設(shè)備管理中的無損檢測(cè)方法進(jìn)行了描述。 
       關(guān)鍵詞：設(shè)備管理；冶金設(shè)備；無損檢測(cè)；探傷；在役設(shè)備；設(shè)備安全； 

       1. 概述 
       與破壞性實(shí)驗(yàn)[1]相對(duì)的無損檢測(cè)（Nondestructive testing，縮寫為NDT）被定義為：在不損害被檢對(duì)象未來的使用性能，或者不影響當(dāng)前的工作狀況（態(tài)），應(yīng)用各種物理原理和化學(xué)現(xiàn)象，對(duì)性能或者參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)和測(cè)試，籍以評(píng)價(jià)他們的完整性、連續(xù)性、安全可靠性及某些理化性能。由此，無損檢測(cè)的內(nèi)容非常廣泛，在材料科學(xué)、機(jī)械制造、軍工、航天、交通運(yùn)輸、考古等領(lǐng)域廣泛存在，甚至醫(yī)學(xué)上的一些檢測(cè)（CT、B超、紅外、X透照等等）亦可包含其中，可以說是一種全領(lǐng)域的技術(shù)[2]。
對(duì)于工業(yè)企業(yè)，無損檢測(cè)在產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用已廣為人知，在設(shè)備管理中也是非常重要的手段，其在軍工、船舶、航空、核電、壓力容器中的應(yīng)用在文獻(xiàn)資料中已廣有介紹，本文不再詳述。 
       1.1工業(yè)應(yīng)用 
       無損檢測(cè)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用與生產(chǎn)力水平以及決策層對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的重視程度密切相關(guān)，在生產(chǎn)和生活水平較低，產(chǎn)品供不應(yīng)求時(shí)人們只重產(chǎn)量不求質(zhì)量，無損檢測(cè)可有可無；只有隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的提高，產(chǎn)品供大于求時(shí)，質(zhì)量成為產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素，無損檢測(cè)才煥發(fā)生命力，廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)。 
       同樣，無損檢測(cè)在設(shè)備管理中的應(yīng)用亦是如此，只有在連續(xù)化的大生產(chǎn)以及較高的設(shè)備管理模式（如預(yù)知維修）時(shí)，無損檢測(cè)才能充分服務(wù)于設(shè)備管理，保障設(shè)備和人身安全，提高設(shè)備的有效工時(shí)。 
       國(guó)際無損檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)是從無損探傷、進(jìn)而到無損檢測(cè)，然后到無損評(píng)價(jià)階段。這個(gè)過程不是簡(jiǎn)單的名稱變化，它是隨當(dāng)今的數(shù)學(xué)、物理、電子科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展的，是從單一的檢查到綜合的測(cè)評(píng)的一個(gè)過渡，它總是同一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平相互適應(yīng)、相互促進(jìn)的，代表國(guó)家工業(yè)水平。 
       1.2寶鋼常用無損檢測(cè)手段列表 
       表1 工業(yè)設(shè)備管理涉及無損檢測(cè)方法列表 

       2. 無損檢測(cè)在大型企業(yè)設(shè)備管理中的應(yīng)用 
       2.1設(shè)備管理中應(yīng)用無損檢測(cè)的重要性 
       現(xiàn)代企業(yè)的設(shè)備管理工作可以定義為：為了減少設(shè)備事故和人身傷亡的發(fā)生，保持、提高設(shè)備的性能、精度，降低維修費(fèi)用，最大限度提高生產(chǎn)能力和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，企業(yè)圍繞設(shè)備所開展的所有工作。國(guó)外的大型工業(yè)企業(yè)以及寶鋼通過多年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，無損檢測(cè)融入設(shè)備的一生管理，是設(shè)備管理工作的重要程序和工具。 
       一個(gè)現(xiàn)代化的大型鋼鐵企業(yè)，從原料輸送、燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼的生產(chǎn)能力很大程度依賴于設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以必須保證在役設(shè)備的穩(wěn)定和備件的可靠性，企業(yè)才能安全高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。
寶鋼作為世界知名的特大型企業(yè)，70年代末，在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的同時(shí)也引進(jìn)了先進(jìn)的設(shè)備管理模式——“點(diǎn)檢定修制”，無損檢測(cè)和振動(dòng)診斷、電器檢驗(yàn)作為“精密點(diǎn)檢”的手段在點(diǎn)檢定修制中占有重要地位，經(jīng)過多年的發(fā)展，圍繞設(shè)備一生管理，逐步建立了預(yù)知維修模型，形成了寶鋼特色的設(shè)備管理體系，為寶鋼的安全生產(chǎn)和設(shè)備順行奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

表2 檢測(cè)技術(shù)在設(shè)備一生管理中介入的環(huán)節(jié) 

       眾所周知，鋼鐵企業(yè)是一種消耗設(shè)備資源的產(chǎn)業(yè)，企業(yè)包含的設(shè)備種類很多，如寶鋼就涵蓋了港口、運(yùn)輸、化工、能源、冶煉、板帶軋鋼設(shè)備、管線鋼設(shè)備、機(jī)械修造設(shè)備等十幾個(gè)專業(yè)的，包括了大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)（高爐/轉(zhuǎn)爐）、大型鍛件（軋輥）、鑄件（軋機(jī)）、減速機(jī)、傳動(dòng)裝置、壓力容器、起重機(jī)、重載車輛、汽輪機(jī)、風(fēng)機(jī)、機(jī)床等，幾乎涉及各種機(jī)械加工方法。 
       作為檢測(cè)手段中的一項(xiàng)重要技術(shù)，無損檢測(cè)幾乎可以貫穿設(shè)備管理的每一個(gè)環(huán)節(jié)。 
       2.2設(shè)備前期管理 
       2.2.1設(shè)備制造安裝階段的無損檢測(cè) 
       隨著ISO9000族標(biāo)準(zhǔn)的推廣，檢測(cè)技術(shù)作為產(chǎn)品的過程控制得到了重視和普及。無損檢測(cè)作為金屬加工領(lǐng)域的重要手段在鑄造、鍛造、焊接、熱處理、噴涂、機(jī)械加工中有效控制了加工質(zhì)量，阻止有缺陷的半成品進(jìn)入下道工序，降低損失。 
       這個(gè)階段，除了重要設(shè)備的駐廠監(jiān)檢，設(shè)備管理工作一般介入較少，主要依靠制造廠的質(zhì)量檢測(cè)部門。 
       2.2.2重要設(shè)備的監(jiān)檢 
       我國(guó)的重工業(yè)成套加工能力已經(jīng)得到了世界的認(rèn)可，但是應(yīng)當(dāng)看到，國(guó)內(nèi)相當(dāng)多的企業(yè)在質(zhì)量體系和質(zhì)量意識(shí)上還待提高。所以在許多合作制造項(xiàng)目中，外方往往采用駐廠監(jiān)檢的方式督促制造廠被動(dòng)的重視工序檢驗(yàn)。 
       寶鋼三期設(shè)備和十五規(guī)劃項(xiàng)目普遍采用了重要設(shè)備的監(jiān)督檢測(cè)，無損檢測(cè)工程師和焊接工程師對(duì)高爐、轉(zhuǎn)爐、鋼包、軋機(jī)等的全過程監(jiān)檢已經(jīng)成為正常工作流程。例如98年寶鋼300噸轉(zhuǎn)爐國(guó)產(chǎn)化過程中的一次監(jiān)檢，派出的無損檢測(cè)技術(shù)人員采用超聲波檢測(cè)，在抽檢中發(fā)現(xiàn)了焊接超標(biāo)缺陷。缺陷得以及時(shí)返修，從而保證了工程質(zhì)量和工期。 
       寶鋼三期工程據(jù)統(tǒng)計(jì)共派出680組次的專業(yè)檢測(cè)人員，發(fā)現(xiàn)了重大質(zhì)量隱患142項(xiàng)，其中80項(xiàng)屬于鑄鍛件原材料或者焊接超標(biāo)缺陷，18項(xiàng)屬于制造廠漏檢，其他是缺陷處于合格與否的臨界值，在讓行中執(zhí)行不嚴(yán)格。 
       與此同時(shí)，這種監(jiān)檢方式有利于國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的重視，發(fā)現(xiàn)問題后，能夠引起制造廠的質(zhì)檢人員、加工人員乃至高層領(lǐng)導(dǎo)的重視，從而保證工期和質(zhì)量，避免了設(shè)備發(fā)往用戶后再返修的工期延誤。有時(shí)候檢測(cè)人員還可以利用自己的知識(shí)協(xié)助制造廠改進(jìn)制造工藝，從而避免缺陷產(chǎn)生。 
       2.2.3驗(yàn)收檢驗(yàn) 
       一些設(shè)備（備件）雖然經(jīng)過了制造廠的自檢，但是由于利益的歸屬不同，檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性也需要進(jìn)行驗(yàn)證，以便于保證設(shè)備質(zhì)量，同時(shí)對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行評(píng)價(jià)。 
       例1：一些耐磨鑄件如爐篦條、抓斗襯板、料倉(cāng)耐磨板等消耗件，Cr元素的微量下降意味著成本的大幅度降低，同時(shí)也降低了耐磨的效果。于是，針對(duì)這些高值或者大量消耗的備件我們采用了未損光譜定量分析的手段，在一批RTCr-1.5的爐篦條中，含量應(yīng)當(dāng)在1.2~1.9%的Cr實(shí)際檢測(cè)僅為0.049%。依據(jù)檢測(cè)結(jié)果，作了退賠處理，確保了用戶的利益，對(duì)不良的供應(yīng)商進(jìn)行降低合作級(jí)別的處理。 
       例2：軋輥工作層厚度和軋輥的壽命密切相關(guān)，噸鋼軋輥的消耗已經(jīng)成為鋼材成本的主要構(gòu)成。所以采用超聲波對(duì)復(fù)合軋輥進(jìn)行工作層/復(fù)合層進(jìn)行厚度測(cè)試已經(jīng)成為寶鋼的管理程序。 
       例3：2001年新廠區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)時(shí)，地下工業(yè)水管在覆土1個(gè)月后進(jìn)行地下管線防腐檢測(cè)，經(jīng)過非開挖檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)10余處有外防腐層破損信號(hào)。根據(jù)結(jié)果，定點(diǎn)開挖后，除一處為吊裝中將瀝青涂層碰傷，其余都是在焊接后的瀝青和防腐膠帶沒按照工藝執(zhí)行造成的。對(duì)這些防腐層破損處進(jìn)行了及時(shí)處理，避免了管道的異常腐蝕，為管道的運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。 
       此外，我們通過超聲波檢測(cè)和復(fù)型金相在檢測(cè)過程中，還發(fā)現(xiàn)了其他一些問題，如：供貨商以鑄鋼代替鍛鋼的行為，嚴(yán)重不符合圖紙規(guī)定，降低了設(shè)計(jì)要求，埋下了事故隱患；利用修復(fù)件冒充新品，這種行為在輥軸類產(chǎn)品中出現(xiàn)較多，供貨商利用堆焊、噴涂等手段進(jìn)行翻新，然后隱瞞修復(fù)過程，利用最終質(zhì)量報(bào)告交 付用戶，構(gòu)成不誠(chéng)信交易。當(dāng)存在焊接等缺陷時(shí)，這種翻新修復(fù)件極易產(chǎn)生設(shè)備事故。 
       2003年，在拆卸支承輥液壓軸承時(shí)，在高壓狀態(tài)下，端部一只堵頭飛射而出，差點(diǎn)釀成人身事故，后查明屬于油孔加工時(shí)，鉆頭斷裂后，重新開孔，廢孔雖然焊堵，但是與油路仍舊相通導(dǎo)致事故。事后，除了要求供應(yīng)商注明加工過程的檢驗(yàn)記錄，還增加超聲波檢測(cè)，是否有多余廢孔存在。

圖1 支承輥異常加工廢孔 

       2.3設(shè)備上機(jī)前的檢測(cè)： 
       從現(xiàn)代設(shè)備管理看，設(shè)備事故損失的不僅僅是直接損失，還包括生產(chǎn)線停機(jī)的機(jī)會(huì)利潤(rùn)損失、人身事故損失、環(huán)保損失、企業(yè)形象損失等，一次大的設(shè)備事故可以讓企業(yè)股價(jià)大跌甚至破產(chǎn)，例如導(dǎo)致惡性人身事故或者嚴(yán)重環(huán)境污染。 
       某軋鋼生產(chǎn)線統(tǒng)計(jì)，一支工作輥剝落事故，將導(dǎo)致3小時(shí)的事故處理，軋輥直接損失為25萬元，但每小時(shí)的機(jī)會(huì)損失為30.07萬元?？梢姳苊庠O(shè)備帶隱患上機(jī)的代價(jià)絕不僅僅是設(shè)備價(jià)格的簡(jiǎn)單等號(hào)。
由于制造廠的質(zhì)量保障體系良莠不齊，或者由于制造廠的疏漏，一些設(shè)備或者備件可能殘留一些制造缺陷。其次，在運(yùn)輸過程中會(huì)出現(xiàn)機(jī)械損傷，一些備件由于時(shí)效原因也會(huì)出現(xiàn)延遲裂紋。所以有必要針對(duì)重要的備件或者設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。 
       現(xiàn)在，寶鋼針對(duì)軋機(jī)主傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子、行車車輪、卷筒、軋輥等已經(jīng)實(shí)行了經(jīng)常檢驗(yàn)或者上機(jī)前檢驗(yàn)，將這種制度列入寶鋼的設(shè)備采購(gòu)和備件管理制度，并且正在籌建備件檢測(cè)中心。 
       綜合檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，超出設(shè)計(jì)要求的數(shù)據(jù)占到了檢測(cè)數(shù)據(jù)總量的10%，以2003年計(jì)算，重要備件不合格需要修整后或者監(jiān)控使用的占抽檢數(shù)的1.8%，進(jìn)口產(chǎn)品也有不合格退賠的現(xiàn)象。 
       2.4設(shè)備運(yùn)行過程中的無損檢測(cè)： 
       通過設(shè)備的失效分析表明，疲勞裂紋、磨損/腐蝕、變形是機(jī)械構(gòu)件失效的三大原因，其中疲勞裂紋以及腐蝕均可以通過周期性的無損檢測(cè)來發(fā)現(xiàn)，從而合理安排檢修時(shí)間，達(dá)到狀態(tài)維修的目的。 
       例一：一批進(jìn)口的100噸重型牽引卡車，服役10年后，一輛車在行駛途中主傳動(dòng)軸斷裂，所幸未發(fā)生交通事故，但突發(fā)事故嚴(yán)重影響了物流的調(diào)配。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)系焊縫部位疲勞斷裂。隨即陸續(xù)對(duì)剩余的29輛卡車的傳動(dòng)軸進(jìn)行熒光磁粉檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)8輛車存在不同程度的表面疲勞裂紋，據(jù)此有針對(duì)性地進(jìn)行了修復(fù)，消除了事故隱患。在運(yùn)輸機(jī)械的檢修時(shí)，在疲勞裂紋的發(fā)展初期，采用常規(guī)的目視檢查和敲擊聽音往往無法察覺，采用無損檢測(cè)才是一種有效的辦法。 
       例二：某軋機(jī)電機(jī)的輸出扁頭，在98年的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)了一條20mm長(zhǎng)的疲勞裂紋，由于該備件價(jià)值較高，一邊準(zhǔn)備備件訂購(gòu)，一邊經(jīng)過分析采取止裂孔的處理辦法，由于是帶傷運(yùn)行，所以每半年進(jìn)行一次檢測(cè)，一直未見擴(kuò)展。在2001年的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，裂紋越過止裂孔延伸了2mm，于是再次進(jìn)行止裂孔處理，在周期監(jiān)護(hù)下沿用至今，阻止了裂紋擴(kuò)展，同時(shí)節(jié)約了新備件的采購(gòu)費(fèi)用。 
       例三：理論分析表明，冷軋工作輥輥面如果存在0.2mm深度的殘余損傷性裂紋，在下一個(gè)軋制周期中將可能釀成帶狀剝落事故。為了有效防止軋輥事故導(dǎo)致的異常停機(jī)，寶鋼針對(duì)性地采用了渦流、表面波、熒光磁粉等檢測(cè)方法對(duì)磨削后的軋輥進(jìn)行監(jiān)控，大大降低了軋輥事故，結(jié)合良好的軋輥磨削技術(shù)，輥耗已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 
       除了國(guó)家對(duì)壓力容器等特種設(shè)備強(qiáng)制性地進(jìn)行無損檢測(cè)外，象大型風(fēng)機(jī)、減速機(jī)、渦輪、轉(zhuǎn)爐設(shè)備、皮帶輸送輥軸、廠房鋼結(jié)構(gòu)、鋼質(zhì)煙囪、港口機(jī)械、重型卡車軸和鋼圈、起重鋼絲繩等都列入了周期檢測(cè)的范疇，近年來，機(jī)械設(shè)備的突發(fā)事故有了明顯的下降，一些設(shè)備疲勞斷裂、腐蝕、磨損、材質(zhì)劣化等重大隱患通過無損檢測(cè)和幾何量檢測(cè)、金相分析得到了提前解決。 
       同時(shí)，針對(duì)地下管線的腐蝕狀況檢測(cè)和評(píng)價(jià)也周期性在逐步開展，對(duì)于防止突發(fā)性的爆管事故起到了有效的遏制作用。 
       2.5設(shè)備修復(fù)后的無損檢測(cè) 
       設(shè)備的定期維修或預(yù)知維修效果需要通過必要的檢測(cè)以確認(rèn)修理效果。對(duì)于裂紋的修補(bǔ)、磨損的補(bǔ)焊等都可以通過超聲波、射線等手段加以控制，對(duì)于止裂孔處理的裂紋，必須利用超聲波等方法查找裂紋的末端，在開孔后進(jìn)行確認(rèn)，以保證裂紋處理干凈不會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展。
此外，設(shè)備外協(xié)維修之后，重要的設(shè)備也應(yīng)當(dāng)按照新設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，以確保上機(jī)質(zhì)量。 
       2.6設(shè)備管理中的其他應(yīng)用 
       此外，無損檢測(cè)作為失效分析中的重要技術(shù)，在失效工件的缺陷狀況、殘留裂紋深度等方面也有較大的應(yīng)用。在一些非常規(guī)檢測(cè)中，例如石墨電極中金屬顆粒的檢測(cè)、銅鋁電極爆炸焊的結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)等都是利用常規(guī)手段經(jīng)過設(shè)計(jì)，解決一些特殊的設(shè)備管理問題。 
       3. 無損檢測(cè)在大型企業(yè)設(shè)備管理中運(yùn)用的阻礙 
       但是,在近10年的推廣過程中，也存在一些阻礙和不足，這主要有賴于國(guó)內(nèi)設(shè)備管理水平的整體提升，在此就不做探討。 
       3.1落后的設(shè)備管理模式制約了無損檢測(cè)的發(fā)展 
       3.2設(shè)備管理人員對(duì)無損檢測(cè)的作用不夠了解； 
       3.3無損檢測(cè)技術(shù)人員知識(shí)面缺少?gòu)V度； 
       3.4設(shè)備管理的無損檢測(cè)缺乏標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)理論支持； 
       3.5無損檢測(cè)行業(yè)某些不規(guī)范運(yùn)作影響了設(shè)備管理無損檢測(cè)的良性循環(huán)； 
       4. 結(jié)束語 
       隨著寶鋼設(shè)備管理模式的進(jìn)步，無損檢測(cè)已經(jīng)融入到了設(shè)備管理體系中，并且成為了有力的管理工具。經(jīng)過多年的運(yùn)行，重要設(shè)備也形成了周期檢測(cè)模式，對(duì)于提高設(shè)備的工作效率，減少設(shè)備事故起到了較好的效果。 
       但是應(yīng)該看到，無損檢測(cè)同時(shí)是一種耗費(fèi)技術(shù)資源的工作，在設(shè)備管理中應(yīng)用的廣度和深度將直接影響整體設(shè)備管理效率，但是目前還無法對(duì)直接價(jià)值進(jìn)行量化和評(píng)價(jià)，這也是我們下一步對(duì)于20年來無損檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理所要進(jìn)行的工作。 
       總之，隨著國(guó)內(nèi)整體設(shè)備管理水平的提高，各種有效工具的利用，可以預(yù)期，無損檢測(cè)將在設(shè)備管理中煥發(fā)光彩。 

       [1] 破壞性實(shí)驗(yàn)：指燈泡壽命實(shí)驗(yàn)、金屬疲勞實(shí)驗(yàn)、取樣化學(xué)分析、力學(xué)沖擊實(shí)驗(yàn)、樣品解剖實(shí)驗(yàn)等 
       [2] 李家偉、陳積懋 . 概論 《無損檢測(cè)手冊(cè)》。 
       作者簡(jiǎn)介：羅云東 無損檢測(cè)工程師 中國(guó)無損檢測(cè)學(xué)會(huì)委員 上海市無損檢測(cè)委員 無損檢測(cè)III高級(jí)人員 13301606306 021-56190442 
       穆為明 工商管理碩士 設(shè)備管理工程師 從事冶金設(shè)備管理25年