NDT在我國(guó)物流領(lǐng)域的應(yīng)用及前景分析
作者:北方交通大學(xué)物流所 丁鵬玉 王耀球
摘 要：系統(tǒng)介紹NDT技術(shù)的概念及其發(fā)展，NDT在我國(guó)物流領(lǐng)域中的應(yīng)用，展望在我國(guó)物流領(lǐng)域里的應(yīng)用前景，簡(jiǎn)要提出存在的問(wèn)題和發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè) 物流 設(shè)備檢測(cè) 前景分析
現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展，需要有質(zhì)量保證手段來(lái)支持。因?yàn)樯唐吩诹魍ㄟ^(guò)程中，處于大氣、陽(yáng)光等或其他介質(zhì)作用下的環(huán)境之中，尤其是在搬、運(yùn)、裝、卸的作業(yè)階段，商品受到物理、化學(xué)及力學(xué)的綜合作用，將發(fā)生有形損耗。在物流中心和配送中心，特別是在供應(yīng)鏈的末端，廣泛應(yīng)用對(duì)商品的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，才能保證及時(shí)、完好地向最終用戶(hù)配送所需產(chǎn)品。
1．無(wú)損檢測(cè)及其發(fā)展
1.1無(wú)損檢測(cè)
無(wú)損檢測(cè)（Non-Destructive Testing，NDT）又稱(chēng)為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，是建立在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上的一門(mén)應(yīng)用型技術(shù)學(xué)科，它以不損壞被檢測(cè)物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)為前提，應(yīng)用物理的方法，檢測(cè)物體內(nèi)部或表面的物理性能、狀態(tài)特性以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，檢查物質(zhì)內(nèi)部是否存在不連續(xù)性（即缺陷），從而判斷被檢測(cè)物體是否合格，進(jìn)而評(píng)價(jià)其適用性。一般而言，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要包括射線(xiàn)檢測(cè)（RT）、超聲檢測(cè)（UT）、磁粉檢測(cè)（MT）、滲透檢測(cè)（PT）和電磁檢測(cè)（ET）五大常規(guī)檢測(cè)方法。
作為現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在保證產(chǎn)品質(zhì)量、工程質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量上具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，具體包括：⑴非破壞性，即在不損傷被檢材料、工件或設(shè)備的情況下，應(yīng)用物理方法來(lái)測(cè)定材料的內(nèi)部性能和結(jié)構(gòu)；⑵可靠性，即利用適宜的檢測(cè)方法和檢測(cè)規(guī)范，可以直觀可靠的得到被檢對(duì)象的測(cè)量指標(biāo)；⑶原位檢測(cè)，即不需對(duì)被檢對(duì)象拆卸解體，利用檢測(cè)儀器現(xiàn)場(chǎng)或在線(xiàn)測(cè)量。因此，無(wú)損檢測(cè)被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的“質(zhì)量衛(wèi)士”。
1.2 現(xiàn)代無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展
隨著現(xiàn)代基礎(chǔ)研究的不斷深化和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，其中主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
⑴計(jì)算機(jī)技術(shù)
計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展促進(jìn)了無(wú)損檢測(cè)向著數(shù)字成像、自動(dòng)檢測(cè)和遠(yuǎn)場(chǎng)檢測(cè)方向的發(fā)展。以超聲檢測(cè)為例，它以檢測(cè)靈敏度高、聲束指向性好、對(duì)裂紋等危害性缺陷檢出率高、適用性廣泛等優(yōu)點(diǎn)在當(dāng)今無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域中占有重要的地位。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的介入，超聲成像技術(shù)異軍突起，使超聲檢測(cè)技術(shù)向數(shù)字成像自動(dòng)化方向發(fā)展。近年來(lái)，超聲檢測(cè)在復(fù)合材料和非金屬材料以及市政工程（如城市供水供氣管網(wǎng)的核查）、水利工程（例如水庫(kù)大壩蟻穴的檢查）等方面的成功應(yīng)用就是很好的佐證。
�、萍{米技術(shù)
納米材料是指晶粒尺寸為納米級(jí)(10-9米)的超細(xì)材料。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，微電子和光電子的結(jié)合更加緊密，在光電信息傳輸、存貯、處理、運(yùn)算和顯示等方面，使光電器件的性能大大提高。納米材料制成圖像采集器件比現(xiàn)在的圖像增強(qiáng)器體積更小，容量更大，分辨率更高，圖像更加清晰�？梢灶A(yù)想，納米技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)射線(xiàn)成像技術(shù)的發(fā)展。
�、墙饘俅庞洃浽\斷技術(shù)
金屬磁記憶診斷技術(shù)，它能有效地應(yīng)用于在役設(shè)備早期損傷檢測(cè)。其基本原理是：鐵磁性金屬如出現(xiàn)缺陷或缺陷形成之前，其微小區(qū)域的變化在地球磁場(chǎng)的作用下，會(huì)發(fā)出磁場(chǎng)變化的信息，即所謂的磁記憶特性。由于設(shè)備構(gòu)件自身的遺傳性即在生產(chǎn)制造中形成的微觀的缺陷以及在后來(lái)的運(yùn)行中負(fù)荷的關(guān)系，金屬的磁記憶以累積的方式表現(xiàn)出來(lái)，運(yùn)行中構(gòu)件負(fù)荷作用力的大小和方向的變化會(huì)引起金屬磁量值和方向的變化，對(duì)金屬構(gòu)件表面漏磁場(chǎng)進(jìn)行掃描檢測(cè)，便可確定應(yīng)力集中的區(qū)域，從而間接地判斷該鐵磁構(gòu)件存在缺陷的可能性。金屬的磁記憶方法不需要對(duì)設(shè)備表面進(jìn)行預(yù)處理，能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)設(shè)備進(jìn)行診斷，從而達(dá)到設(shè)備疲勞損傷早期預(yù)警控制的目的。
2．NDT在我國(guó)物流系統(tǒng)中的應(yīng)用
物流，是一個(gè)若干領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)活動(dòng)系統(tǒng)的、集成的、一體的現(xiàn)代概念�；竞x為：按用戶(hù)的要求，將物的實(shí)體從供給地向需求地移動(dòng)的過(guò)程。整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域生產(chǎn)的可動(dòng)產(chǎn)品，都要通過(guò)物流完成所有權(quán)的轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)人力、物力、財(cái)力、科技錯(cuò)構(gòu)筑的產(chǎn)品使用價(jià)值。物流是連接現(xiàn)代化生產(chǎn)生活的一個(gè)重要紐帶，作為一門(mén)重要的現(xiàn)代工業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)，無(wú)損檢測(cè)在物流系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。
2.1生產(chǎn)設(shè)備檢測(cè)
⑴鋼軌探傷
目前，在我國(guó)鐵路正線(xiàn)中，超期服役的鋼軌約占總長(zhǎng)度的1/4以上，每年損失的鋼軌達(dá)十幾萬(wàn)根，對(duì)鐵路運(yùn)輸安全造成了極大威脅。因此，對(duì)鋼軌進(jìn)行周期性檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)損傷鋼軌，根據(jù)損傷程度分別予以監(jiān)視或更換，是控制突發(fā)性斷軌事件的主要措施之一。通過(guò)使用超聲波檢測(cè)、射線(xiàn)檢測(cè)、電磁檢測(cè)等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)線(xiàn)路的多種項(xiàng)目的檢測(cè)，主要包括軌道幾何形狀，車(chē)輛振動(dòng)性能，輪軌作用力三個(gè)主要方面。通過(guò)采用新的無(wú)損檢測(cè)的原理和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了用慣性測(cè)量原理測(cè)量軌道的絕對(duì)位移；用光電原理測(cè)量軌距；加速度自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)測(cè)軌道橫向水平及超高；數(shù)字濾波、伺服系統(tǒng)等技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，使得無(wú)損檢測(cè)大大提高了檢測(cè)精度，現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)旅客乘車(chē)舒適度進(jìn)行測(cè)量，正在滿(mǎn)足現(xiàn)代物流提出的各種要求。
⑵管道檢測(cè)
管道運(yùn)輸也是一種主要的運(yùn)輸手段，主要為特定的商品如石油、天然氣等。為保障上述物資的運(yùn)輸暢通和最低程度的減少運(yùn)輸中的損失，必須保證管道的密封性，由于管道運(yùn)輸具有線(xiàn)路長(zhǎng)的特點(diǎn)，檢測(cè)管道的密封性在以前是一件很艱苦的工作，現(xiàn)在通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以很便捷的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)射線(xiàn)檢測(cè)、超聲檢測(cè)以及磁粉檢測(cè)，可以很直觀的檢測(cè)出管道腔內(nèi)外的情況，包括是否存在裂縫、氣孔等安全隱患。例如，在宏偉的“西氣東輸”工程中，就全線(xiàn)應(yīng)用了先進(jìn)的X射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)�！拔鳉鈻|輸” 是西部大開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)工程，“西氣東輸”工程重要干線(xiàn)管道全長(zhǎng)4千多公里，橫貫9個(gè)省市自治區(qū)，整個(gè)工程計(jì)劃耗用鋼材175萬(wàn)噸，焊材5100噸，主管道投資384億元，主管線(xiàn)和城市管網(wǎng)投資將突破1000億元。輸氣主管道管徑為1118mm，輸氣壓力為8.4Mpa。工程計(jì)劃2003年底全線(xiàn)貫通，首期工程建設(shè)后，可以達(dá)到年供氣量120億立方米的輸運(yùn)任務(wù)。由于“西氣東輸”工程責(zé)任重大，因此按照國(guó)際管理實(shí)行業(yè)主負(fù)責(zé)制，實(shí)施工程建設(shè)的全過(guò)程管理，工程質(zhì)量實(shí)行終身負(fù)責(zé)制。為了保證焊接質(zhì)量，焊縫實(shí)行100%射線(xiàn)探傷檢測(cè)。
⑶裝載設(shè)備檢測(cè)
裝卸，是在貨物運(yùn)輸和保管中隨同發(fā)生的作業(yè)。裝卸作業(yè)對(duì)保證車(chē)站、港口的暢通，加快車(chē)船的周轉(zhuǎn)起著重要作用。裝卸機(jī)械已成為工礦企業(yè)、車(chē)站碼頭的重要設(shè)備，它對(duì)提高企業(yè)的生產(chǎn)能力、保證產(chǎn)品質(zhì)量、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低產(chǎn)品成本、提高運(yùn)輸效率、加快物資流通等方面有著重要的影響。但目前我國(guó)裝卸機(jī)械趴窩、帶病作業(yè)的情況，還相當(dāng)嚴(yán)重，機(jī)械的技術(shù)狀態(tài)還有待進(jìn)一步改善。在保證運(yùn)輸安全、提高運(yùn)輸能力、效率和效益的前提下，必須保證裝卸機(jī)械的正常使用和定期檢查。
裝卸機(jī)械一般能完成起升、變幅、旋轉(zhuǎn)、走行四個(gè)主要功能。裝卸機(jī)械的特點(diǎn)是制動(dòng)頻繁，使得很多重要部件容易產(chǎn)生疲勞和磨損，造成安全隱患，通過(guò)在機(jī)械外表往往不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)金屬疲勞，如承力鋼絲繩、液壓伸縮臂等關(guān)鍵部件。因此要通過(guò)無(wú)損檢測(cè)的方法，對(duì)機(jī)械內(nèi)部狀況做深入的了解，及時(shí)排除安全隱患。對(duì)于在役的承力鋼絲繩，目前已經(jīng)有商品化的便攜式電磁（渦流）鋼纜斷絲檢測(cè)儀，可以進(jìn)行簡(jiǎn)便的原位檢測(cè)；另外機(jī)械設(shè)備上的緊固螺栓或軸類(lèi)零件或者殼體等只要有一端或一側(cè)暴露在外就可以采用超聲波檢測(cè)方法原位探測(cè)有無(wú)疲勞裂紋而無(wú)需拆卸解體后檢查，實(shí)際上由于這些零件或部位在原位上處于張應(yīng)力或者彎曲應(yīng)力作用下，所產(chǎn)生的疲勞裂紋的開(kāi)隙度往往大于卸載后的狀況，因此利用原位無(wú)損檢測(cè)方法的效果反而常常優(yōu)于解體拆卸下來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的效果；外露的設(shè)備承力部位或部件例如起重設(shè)備的吊臂、吊鉤；軌道及夾板、輪軸或輪轂等）可以采用磁粉檢測(cè)、渦流檢測(cè)、滲透檢測(cè)等方法進(jìn)行檢測(cè)；
2.2 物品檢驗(yàn)
�、怕每臀锲窓z驗(yàn)
在我國(guó)，已經(jīng)成功利用紅外線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)旅客攜帶物品及貨運(yùn)商品進(jìn)行安全檢查。很大程度上保障了旅客、貨物的安全運(yùn)輸，大大消除了發(fā)生重大事故的隱患。檢測(cè)系統(tǒng)的基本原理為：當(dāng)射線(xiàn)透過(guò)被檢物體時(shí)，不同的材質(zhì)、形狀的物體對(duì)射線(xiàn)的吸收能力不同（例如，空氣或非金屬材質(zhì)對(duì)射線(xiàn)的吸收能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬對(duì)射線(xiàn)的吸收能力），通過(guò)把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，就可以清晰的透視被檢物體的情況，既而在接受電信號(hào)的終端就可以對(duì)被檢物體的狀況進(jìn)行監(jiān)視和在線(xiàn)的了解。如在星羅棋布的車(chē)站、海關(guān)、機(jī)場(chǎng)等地的安全檢查系統(tǒng)，均采用紅外線(xiàn)線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)。
�、七\(yùn)輸貨物檢驗(yàn)
無(wú)損檢測(cè)應(yīng)用于物品檢驗(yàn)的另一個(gè)主要對(duì)象是貨物檢驗(yàn)。在我國(guó)最為常見(jiàn)的就是集裝箱檢查系統(tǒng)，它一般采用射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)，利用機(jī)械拖動(dòng)裝置以流水作業(yè)方式拖動(dòng)集裝箱貨車(chē)進(jìn)入密閉的掃描通道接受扇形高能X射線(xiàn)的掃描；由高靈敏度的探測(cè)系統(tǒng)接收穿過(guò)集裝箱后X射線(xiàn)，強(qiáng)弱變化X射線(xiàn)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理產(chǎn)生集裝箱清晰的透視圖象，使用圖像處理技術(shù)對(duì)集裝箱內(nèi)的貨物圖像進(jìn)行分析后，再與貨主的報(bào)關(guān)單、裝箱單的申報(bào)內(nèi)容相比較，就能判斷是否存在夾帶、偽報(bào)等違法走私行為。
3．NDT在我國(guó)的應(yīng)用前景分析
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和全球經(jīng)濟(jì)一體化時(shí)代的到來(lái)，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)將變得愈加激烈，而我國(guó)的現(xiàn)代化物流雖然有些發(fā)展，但仍處于起步階段，物流設(shè)備和物流技術(shù)還很落后，物流設(shè)施的檢測(cè)也沒(méi)有得到足夠的重視。因此在我國(guó)加入WTO之際，為了適應(yīng)物流現(xiàn)代化的要求，要大范圍推廣NDT技術(shù)。
我國(guó)的問(wèn)題：原有物流系統(tǒng)中的NDT技術(shù)提高；物流系統(tǒng)的現(xiàn)代化要求NDT的配套推廣（大范圍應(yīng)用）；一些新應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)（例如：貨物損害的責(zé)任認(rèn)定。）
我國(guó)的客觀環(huán)境要求（入關(guān)）：物流服務(wù)、品質(zhì)的提高需要NDT；應(yīng)用NDT技術(shù)，對(duì)于提高設(shè)備使用率、降低安全隱患、減少維修養(yǎng)護(hù)時(shí)間、提高工作效率十分有效；與國(guó)際接軌，貨物運(yùn)輸?shù)氖鹿守?zé)任認(rèn)定；社會(huì)安全的要求，國(guó)際恐怖事件的蔓延、北京2008年奧運(yùn)（我國(guó)舉辦大型國(guó)際會(huì)議及比賽的次數(shù)增加），NDT作為一種有效的防范手段廣泛應(yīng)用于流通商品的檢測(cè)過(guò)程中。
隨著物流業(yè)的發(fā)展日趨成熟，NDT技術(shù)必將在商品流通領(lǐng)域里得到廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
1．無(wú)損檢測(cè)概述 張家駿 機(jī)械工業(yè)出版社
2．物流現(xiàn)代化 包健
