ndt在我国物流领域的应用及前景分析

摘 要：系统介绍ndt技术的概念及其发展，ndt在我国物流领域中的应用，展望在我国物流领域里的应用前景，简要提出存在的问题和发展方向。

现代物流业的发展，需要有质量保证手段来支持。因为商品在流通过程中，处于大气、阳光等或其他介质作用下的环境之中，尤其是在搬、运、装、卸的作业阶段，商品受到物理、化学及力学的综合作用，将发生有形损耗。在物流中心和配送中心，特别是在供应链的末端，广泛应用对商品的无损检测技术，才能保证及时、完好地向最终用户配送所需产品。

1．无损检测及其发展

1.1无损检测

无损检测（non-destructive testing，ndt）又称为无损检测技术，是建立在现代科学技术基础上的一门应用型技术学科，它以不损坏被检测物体内部结构为前提，应用物理的方法，检测物体内部或表面的物理性能、状态特性以及内部结构，检查物质内部是否存在不连续性（即缺陷），从而判断被检测物体是否合格，进而评价其适用性。一般而言，无损检测技术主要包括射线检测（rt）、超声检测（ut）、磁粉检测（mt）、渗透检测（pt）和电磁检测（et）五大常规检测方法。

作为现代工业的基础技术之一，无损检测技术在保证产品质量、工程质量和服务质量上具有其独特的优势，具体包括：⑴非破坏性，即在不损伤被检材料、工件或设备的情况下，应用物理方法来测定材料的内部性能和结构；⑵可靠性，即利用适宜的检测方法和检测规范，可以直观可靠的得到被检对象的测量指标；⑶原位检测，即不需对被检对象拆卸解体，利用检测仪器现场或在线测量。因此，无损检测被誉为现代工业的“质量卫士”。

1.2 现代无损检测技术的发展

随着现代基础研究的不断深化和科学技术的飞速发展，无损检测技术得到了长足发展，其中主要表现在以下几个方面。

⑴计算机技术

计算机技术的迅猛发展促进了无损检测向着数字成像、自动检测和远场检测方向的发展。以超声检测为例，它以检测灵敏度高、声束指向性好、对裂纹等危害性缺陷检出率高、适用性广泛等优点在当今无损检测领域中占有重要的地位。由于计算机技术的介入，超声成像技术异军突起，使超声检测技术向数字成像自动化方向发展。近年来，超声检测在复合材料和非金属材料以及市政工程（如城市供水供气管网的核查）、水利工程（例如水库大坝蚁穴的检查）等方面的成功应用就是很好的佐证。

⑵纳米技术

纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10-9米)的超细材料。随着纳米技术的发展，微电子和光电子的结合更加紧密，在光电信息传输、存贮、处理、运算和显示等方面，使光电器件的性能大大提高。纳米材料制成图像采集器件比现在的图像增强器体积更小，容量更大，分辨率更高，图像更加清晰。可以预想，纳米技术将会进一步推动射线成像技术的发展。

⑶金属磁记忆诊断技术

金属磁记忆诊断技术，它能有效地应用于在役设备早期损伤检测。其基本原理是：铁磁性金属如出现缺陷或缺陷形成之前，其微小区域的变化在地球磁场的作用下，会发出磁场变化的信息，即所谓的磁记忆特性。由于设备构件自身的遗传性即在生产制造中形成的微观的缺陷以及在后来的运行中负荷的关系，金属的磁记忆以累积的方式表现出来，运行中构件负荷作用力的大小和方向的变化会引起金属磁量值和方向的变化，对金属构件表面漏磁场进行扫描检测，便可确定应力集中的区域，从而间接地判断该铁磁构件存在缺陷的可能性。金属的磁记忆方法不需要对设备表面进行预处理，能够快速、准确地对设备进行诊断，从而达到设备疲劳损伤早期预警控制的目的。

2．ndt在我国物流系统中的应用

物流，是一个若干领域经济活动系统的、集成的、一体的现代概念。基本含义为：按用户的要求，将物的实体从供给地向需求地移动的过程。整个国民经济各个领域生产的可动产品，都要通过物流完成所有权的转移，实现人力、物力、财力、科技错构筑的产品使用价值。物流是连接现代化生产生活的一个重要纽带，作为一门重要的现代工业基础技术，无损检测在物流系统中有着广泛的应用。



2.1生产设备检测

⑴钢轨探伤

目前，在我国铁路正线中，超期服役的钢轨约占总长度的1/4以上，每年损失的钢轨达十几万根，对铁路运输安全造成了极大威胁。因此，对钢轨进行周期性检查，及时发现损伤钢轨，根据损伤程度分别予以监视或更换，是控制突发性断轨事件的主要措施之一。通过使用超声波检测、射线检测、电磁检测等技术，可以实现对线路的多种项目的检测，主要包括轨道几何形状，车辆振动性能，轮轨作用力三个主要方面。通过采用新的无损检测的原理和技术，实现了用惯性测量原理测量轨道的绝对位移；用光电原理测量轨距；加速度自动补偿系统测轨道横向水平及超高；数字滤波、伺服系统等技术的应用，结合计算机的广泛应用，使得无损检测大大提高了检测精度，现在已经开始了对旅客乘车舒适度进行测量，正在满足现代物流提出的各种要求。

⑵管道检测

管道运输也是一种主要的运输手段，主要为特定的商品如石油、天然气等。为保障上述物资的运输畅通和最低程度的减少运输中的损失，必须保证管道的密封性，由于管道运输具有线路长的特点，检测管道的密封性在以前是一件很艰苦的工作，现在通过无损检测技术可以很便捷的实现，通过射线检测、超声检测以及磁粉检测，可以很直观的检测出管道腔内外的情况，包括是否存在裂缝、气孔等安全隐患。例如，在宏伟的“西气东输”工程中，就全线应用了先进的x射线检测技术。“西气东输” 是西部大开发的重点工程，“西气东输”工程重要干线管道全长4千多公里，横贯9个省市自治区，整个工程计划耗用钢材175万吨，焊材5100吨，主管道投资384亿元，主管线和城市管网投资将突破1000亿元。输气主管道管径为1118mm，输气压力为8.4mpa。工程计划2003年底全线贯通，首期工程建设后，可以达到年供气量120亿立方米的输运任务。由于“西气东输”工程责任重大，因此按照国际管理实行业主负责制，实施工程建设的全过程管理，工程质量实行终身负责制。为了保证焊接质量，焊缝实行100%射线探伤检测。

⑶装载设备检测

装卸，是在货物运输和保管中随同发生的作业。装卸作业对保证车站、港口的畅通，加快车船的周转起着重要作用。装卸机械已成为工矿企业、车站码头的重要设备，它对提高企业的生产能力、保证产品质量、减轻劳动强度、降低产品成本、提高运输效率、加快物资流通等方面有着重要的影响。但目前我国装卸机械趴窝、带病作业的情况，还相当严重，机械的技术状态还有待进一步改善。在保证运输安全、提高运输能力、效率和效益的前提下，必须保证装卸机械的正常使用和定期检查。

装卸机械一般能完成起升、变幅、旋转、走行四个主要功能。装卸机械的特点是制动频繁，使得很多重要部件容易产生疲劳和磨损，造成安全隐患，通过在机械外表往往不能及时发现金属疲劳，如承力钢丝绳、液压伸缩臂等关键部件。因此要通过无损检测的方法，对机械内部状况做深入的了解，及时排除安全隐患。对于在役的承力钢丝绳，目前已经有商品化的便携式电磁（涡流）钢缆断丝检测仪，可以进行简便的原位检测；另外机械设备上的紧固螺栓或轴类零件或者壳体等只要有一端或一侧暴露在外就可以采用超声波检测方法原位探测有无疲劳裂纹而无需拆卸解体后检查，实际上由于这些零件或部位在原位上处于张应力或者弯曲应力作用下，所产生的疲劳裂纹的开隙度往往大于卸载后的状况，因此利用原位无损检测方法的效果反而常常优于解体拆卸下来进行检测的效果；外露的设备承力部位或部件例如起重设备的吊臂、吊钩；轨道及夹板、轮轴或轮毂等）可以采用磁粉检测、涡流检测、渗透检测等方法进行检测；

2.2 物品检验

⑴旅客物品检验

在我国，已经成功利用红外线检测技术，实现对旅客携带物品及货运商品进行安全检查。很大程度上保障了旅客、货物的安全运输，大大消除了发生重大事故的隐患。检测系统的基本原理为：当射线透过被检物体时，不同的材质、形状的物体对射线的吸收能力不同（例如，空气或非金属材质对射线的吸收能力远远低于金属对射线的吸收能力），通过把光信号转换为电信号，就可以清晰的透视被检物体的情况，既而在接受电信号的终端就可以对被检物体的状况进行监视和在线的了解。如在星罗棋布的车站、海关、机场等地的安全检查系统，均采用红外线线检测系统。



⑵运输货物检验

无损检测应用于物品检验的另一个主要对象是货物检验。在我国最为常见的就是集装箱检查系统，它一般采用射线检测技术，利用机械拖动装置以流水作业方式拖动集装箱货车进入密闭的扫描通道接受扇形高能x射线的扫描；由高灵敏度的探测系统接收穿过集装箱后x射线，强弱变化x射线被转换为电信号，再经过计算机处理产生集装箱清晰的透视图象，使用图像处理技术对集装箱内的货物图像进行分析后，再与货主的报关单、装箱单的申报内容相比较，就能判断是否存在夹带、伪报等违法走私行为。

3．ndt在我国的应用前景分析

随着科学技术的迅猛发展和全球经济一体化时代的到来，市场经济的竞争将变得愈加激烈，而我国的现代化物流虽然有些发展，但仍处于起步阶段，物流设备和物流技术还很落后，物流设施的检测也没有得到足够的重视。因此在我国加入wto之际，为了适应物流现代化的要求，要大范围推广ndt技术。

我国的问题：原有物流系统中的ndt技术提高；物流系统的现代化要求ndt的配套推广（大范围应用）；一些新应用领域的开发（例如：货物损害的责任认定。）

我国的客观环境要求（入关）：物流服务、品质的提高需要ndt；应用ndt技术，对于提高设备使用率、降低安全隐患、减少维修养护时间、提高工作效率十分有效；与国际接轨，货物运输的事故责任认定；社会安全的要求，国际恐怖事件的蔓延、北京2008年奥运（我国举办大型国际会议及比赛的次数增加），ndt作为一种有效的防范手段广泛应用于流通商品的检测过程中。

随着物流业的发展日趋成熟，ndt技术必将在商品流通领域里得到广泛的应用。

参考文献：

1．无损检测概述 张家骏 机械工业出版社

2．物流现代化 包健民 上海交通大学出版社

作者:北方交通大学物流所 丁鹏玉 王耀球