定量無損檢測是設備壽命評估、安全性評定、可靠性分析、斷裂評定、失效分析以及無損評價的基礎。定量無損檢測也是無損檢測向NDE發展的重要標志之一。但至今為止,在無損檢測領域,涉及到無損檢測的定量準確性問題,尚未得到足夠的重視。
用無損檢測方法對受檢對象量值的檢測或測量,即對量值的定量檢測通常大部分屬于靜態測量,也有動態測量(如聲發射檢測);均是通過其它量值來反映的比對測量,并且其檢測方法還是不完善、粗糙模糊、遠不夠準確和有待進一步發展的,其與一般對幾何量、機械量測量的差異較大。故相對于其它的定量測量方法,工程實際中大量應用的定量無損檢測,可以認為具有以下幾個明顯的特點:
(1) 數據異常值多:
在通常的重復性或復現性檢測條件下,由于實際缺陷的復雜性、多樣性,檢測人員的技能水平差異、檢測系統的調校差異及其穩定性差異,實際檢測數據特別是現場真實缺陷的檢測數據中存在較多不符合任何統計分布規律、包含其它無關信息的異常值。即可能得到的無用信息多。例如:對于單斜探頭超聲波探傷測定缺陷深度,由于缺陷深度在某一區域內本身可能就是變化和不確定的,檢測數據可能包括檢測區域內的缺陷深度分布,甚至可能包括附近的氣孔夾渣深度。測定缺陷的長度,對于單斜探頭超聲波探傷有幾種方法:端點波高法、測長線法、半波高度法、端點半波高度法、波高消失法等。這幾種方法由于檢測原理方面的原因,有的要受探頭直徑尺寸的影響,有的要受探頭主聲束寬度的影響等。
(2) 樣本數量少:
針對某一真值,適當的無損檢測方法是極為有限的,甚至是很少的。在重復性檢測條件下,由于檢測人員不變、檢測系統的調校精度不變或基本不變,檢測工藝規程方法不變,缺陷不變,實際檢測數據的隨機誤差不大,表現出較高的穩定性;而模糊誤差卻不小。通過改變檢測條件,在復現性檢測條件下,給出滿足獨立性要求的數據樣本少。例如:對于單斜探頭A型脈沖反射式超聲波探傷測定缺陷當量值,一般只有左側或右側2組數據;對C級檢驗,最多也只有上下共4組數據。
并且,在絕大多數情況下,由于檢測方法的局限性,以及檢測方法、系統、基準體、人員、對象等的固定,使其檢測結果只能提供相關或部分相關的數據樣本,而幾乎不能提供各種影響因素呈隨機變化的檢測數據樣本。其檢測結果相對于缺陷的真值或被測量不完全滿足獨立性要求,僅相對于變化的檢測條件獨立。這導致其獨立樣本數量較少。
例如:針對焊縫縱向裂紋的缺陷當量尺寸檢測,由于焊縫外觀尺寸、設備儀器、檢測方法工藝等條件的限制,通常只能采用A型脈沖反射式模擬超聲波探傷儀、矩形晶片K1.5~K2.5斜探頭橫波接觸法、端部峰值法、CSK-IIIA型標準試塊、接近的檢測工藝等,能夠獨立變化的只有檢測人員的技能、責任心和具體操作步驟,獨立性差。
(3) 系統誤差明顯
由于各種定量無損檢測方法具有局限性,在不同的重復性檢測條件下,均存在程度不一的系統誤差,并且由于定量無損檢測方法等的限制,系統誤差難于隨機化。定量無損檢測系統必須針對基準體(或稱標準試塊、對比試塊)進行校準后,才能進行針對實際缺陷的檢測。但針對基準體進行校準,得到的校準誤差、校準精度或校準不確定度只能針對相同類型的基準體適用,其檢測結果還受檢測系統校準以外的多種因素影響。對于實際工件中的缺陷的檢測,由于眾多其它的影響因素,其數據的特征、分布規律是不同的,系統誤差等較大,并難于對其采用隨機化處理。例如:RT的象質指數、UT的調校曲線(如DAC曲線)、UT的當量波幅值、MT/PT的顯示長度寬度、MT/PT的靈敏度對比試驗等,均與實際檢測的最小缺陷大小有一定差異;半波高度法測長,不管重復測量多少次,不管檢測部位、方向變化多少次,其檢測數據均與探頭直徑尺寸或主聲束寬度有關;等等。
(4) 定義不完備
屬于工程測量范圍,對無損檢測的檢測條件(檢測環境)的定義不完備,被測量的定義不完備,檢測值的定義不完備,造成無損檢測結果的隨機性和模糊性并存。檢測后給出的被測量,是定量檢測得出的數據,反映實際缺陷的某一特征,但并不一定與真值有確定的對應關系。大多數情況下,檢測值與真值不能一一對應,所以才有當量值、對比試塊,很多情況下檢測值與實際值并無一一對應關系。例如:檢測條件、表面狀況、材料差異、組織成分變化、異常值等因素均顯著影響檢測結果的準確性,但并未嚴格規定;無損檢測時,缺陷深度是指探測面(或工件表面?)到缺陷上端點(上升前沿),還是到最高波幅對應的主反射面。
針對實際缺陷的檢測數據包含有一定規律性的隨機誤差、系統誤差,也包含未知或無規律性的模糊影響,而傳統無損探傷、無損檢測方法給出的針對結構中不連續性某一特征的真值的被測量,是一定的,唯一的。顯然,這一矛盾是突出的,其影響了NDT和NDI向NDE的發展,影響了質量控制、安全控制、壽命評定與預測、可靠性工程應用等相關技術領域的發展。
更多請關注博彩網和澳門百家樂 |