質量與質量控制
1.質量的基本概念
質量常被認為是“產(chǎn)品的優(yōu)劣程度”。根據(jù)美國質量控制學會所下的粗略定義：“質量就是產(chǎn)品所將具有的性能和功能及所具有顯著特點的總和。它與是否能滿足一給定需要的能力有關”。這一定義是以產(chǎn)品質量的適用性概念為依據(jù)的，而質量的適用性概念可細分為4大類、12小類：
（1）設計質量：包括市場研究（用戶要求）、設計思想、技術條件。
?。?）適應性的質量：包括生產(chǎn)工藝、人力、管理。
?。?）有效利用率：包括可靠性、可維修性、后勤保障。
（4）現(xiàn)場服務：包括迅速性、能力、完善性。
質量是事先規(guī)定好的，而且是任何產(chǎn)品所不可缺少的，通過適當?shù)脑O計、審慎的選擇原材料和生產(chǎn)工藝以及在生產(chǎn)過程中合理地控制每一工序，便能達到高的、穩(wěn)定的質量水平。
2.質量控制
質量控制是在狹義和廣義上都已在應用的一個術語。從狹義上講，質量控制是指對適應性質量的控制，也就是借助檢測手段和生產(chǎn)車間的工藝控制來控制質量。
從廣義上講，質量控制包括適應性的質量加上設計質量的控制，以及用戶滿意程度的估計。
常將全面質量控制用于廣義的概念，以免與狹義的概念造成混亂。
無損檢測在全面質量控制中的作用
1.設計階段
從質量的適用性概念可以看出，質量主要是由設計質量決定的。
可靠性和維修性實際上是設計質量的擴展和延伸。
靠設計確定產(chǎn)品的性能、可靠性和可維修性的水平，靠設計選擇產(chǎn)品的結構形式，靠設計制定檢查、試驗的方法和驗收標準，是設計決定著產(chǎn)品的固有質量。
( 圖1．無損檢測 ——全領域的技術)
無損檢測在設計階段的重要作用如上所述，正是基于此，以航空工業(yè)為例，20世紀70年代美國就發(fā)布了軍用標準MIL-I-6870 “飛機、導彈材料和零件無損檢測要求“，與MIL-STD-1530 ”飛機結構的完整性大綱、飛機要求”及MIL-A-8344“飛機損傷容限要求”配合使用。
在該標準中明確提出設計單位應考慮無損檢測的實際能力，以保證結構設計要求與無損檢測靈敏度、分辨力和可靠性相一致。
更要求設計單位成立無損檢測技術要求審查部，對零件圖樣和有關文件上標注的零件類別，允許缺陷（不連續(xù)性）類型和尺寸、關鍵部位、無損檢測方法和規(guī)范、驗收標準、使用修理中需用無損檢測的項目、原位無損檢測的項目及原位無損檢測可達性是否滿足要求進行審查，審核后應在零件圖樣和有關文件上會簽。
無損檢測在重要的設計階段的重要作用可見一斑。
2.研制、生產(chǎn)階段
設計圖樣、資料下達至研制生產(chǎn)部門，該部門的第一項任務便是獲得能制造出符合設計師要求的零件所需的原材料。
如前所述，我們已再不能把材料看成是連續(xù)的均勻介質了，設計人員理應關注的是材料的使用性能，即真正使用于制件的材料的性能，這些材料既可能含有宏觀缺陷，更可具有組織的非均一性。
材料的研制、生產(chǎn)部門要保證對用于制件的材料作任意取樣，其性能均可穩(wěn)定處于一較窄的變化范圍內(nèi)，使設計人員可取其下限進行產(chǎn)品的設計，而對于此，沒有無損檢測的配合是根本不可能做到的。
無損檢測人員在材料和制件的研制階段就必須參與，主要應研究將來生產(chǎn)時如何控制生產(chǎn)過程以保證質量符合設計要求 。
首先要研究應控制哪些項目，然后研究用什么方法控制，在試制過程中要積累這方面控制的結果并初步定出指標, 最后提出一套質量控制文件。
在試生產(chǎn)階段，主要應考査原定質量控制方法是否可行，是否有效，并對積累數(shù)據(jù)予以修訂，最后形成生產(chǎn)定型時的正式文件。
批量生產(chǎn)階段質量控制工作的根本目的在于保證產(chǎn)品的性能穩(wěn)定與定型時的相當，而這只能通過生產(chǎn)過程的控制來保證。
在批量生產(chǎn)階段更要關注工藝有意識、無意識的變更以免造成使用性能巨大的變化，這是有教訓可査的。
設計要求→材料的研制與生產(chǎn)→材質的無損評價→材質的冶金分析→材料的力學性能測試→材料無損評價方法和驗收標準的建立，這已被視為完整而不可分割的系統(tǒng)工程。
沒有無損檢測的參與，設計人員對產(chǎn)品質量的要求是難以控制的 。
反之，這些信息的反饋也可對設計質量的提高發(fā)揮重要作用 。
隨著與國外交往的日益頻繁，在這里應該特別注意關于國外的廠標問題。
國外的材料或產(chǎn)品制造廠針對各自的產(chǎn)品都訂有相應材料及產(chǎn)品的無損檢測方法和質量要求的內(nèi)部標準 (廠標) 。
這類標準的較大特色一是密切結合生產(chǎn)的具體情況確定檢測的內(nèi)容和方法，并隨情況的改變迅速作出調(diào)整；二是根據(jù)用戶要求制訂相應的質量要求。
例如，在研制鈦合金制件的初期，由于冶金水平不高存在由成分不均導致的組織不均問題，這是不能容許的，在規(guī)范中就規(guī)定必須通過超聲波檢測時對雜波水平的高低嚴格加以控制使其不超過某一范圍；
后來，由于冶金水平的提高，成分不勻問題基本解決，對某些制件規(guī)定可以不作此類檢査，但這絕不表示這種成分的不均勻性是允許存在的了。
同一特定產(chǎn)品使用性能要求相同，但原材料及產(chǎn)品制造工藝不同，應采用的無損檢測方法和技術以及相應的結果評定內(nèi)容可以很不相同。
因此，在我國當前的工藝水平下，如何正確引用國外有關的一些工廠規(guī)范是一個必須嚴肅對待的同題，盲目機械套用可引起嚴重后果，這是須加注意的。
3.使用階段
為保證使用的可靠性, 使用部門必須根據(jù)設計部門規(guī)定的周期和方法及制造部門所提交的具體零部件的檢測細則對指定零部件進行可靠的無損檢測。
了解使用部門的無損檢測結果、 分析問題的原委(含環(huán)境條件對使用可靠性的影響)，對改進設計、 提高制造水平及檢測水平，從而提高使用性能、延長使用壽命都是至關就要的。
以航空部門為例，疲勞損傷乃是使用階段失效的主要原因，真正的疲勞裂紋是由約1μm的微觀裂紋發(fā)展起來的，這一尺寸較之目前的無損檢測水平要低得多?；谠搯栴}解決的復雜性, 國外在20世紀60年代就有人聲稱有必要將零件最大的壽命預定為無裂紋運轉期, 在達到平均值之時即給予報廢。
但是，研究表明疲勞的損傷其范圍是由微小的原子錯排到大的裂紋的，由于裂紋擴展占據(jù)了大部分的疲勞壽命，而當一條裂紋成長到臨界長度后方有可能出現(xiàn)零件的失效。
因此，有人建議報廢的標準應通過采用先進的無損檢測技術的途徑來做重大改進 。
在美國，“為延長老齡飛機使用年限所需的新的無損檢測方法”在1991 年即已列入美國國家關鍵技術委員會向當時的總統(tǒng)布什提交的報告中。
4.無損檢測一全領域的技術
高溫、高壓、高速度、高效率是現(xiàn)代工業(yè)的標志，而這是建立在高質量的基礎之上的。
由以上所述可知，產(chǎn)品的高質量是建立在高質量設計的基礎之上的，而工藝的高質量則是使產(chǎn)品質量符合設計要求的必要前提。
當今，人們已再也不能把材料看成是連續(xù)的均勻介質和其性能可不隨時同面改變的了，設計和工藝、使用部門的人員理應認識到，非均一的組織結構及隨機出現(xiàn)的微觀、 宏觀缺陷往往可以，有時甚至是只能依靠無損檢測技術的運用方可予以發(fā)現(xiàn)和評價。
現(xiàn)在，在工業(yè)發(fā)達國家, 無損檢測技術在產(chǎn)品的設計、研制生產(chǎn)、使用部門已被卓有成效地運用。
有人說，現(xiàn)代工業(yè)是建立在無損檢測基礎之上的，此并非言過其實之詞。
美國前總統(tǒng)里根在給美國無損檢測學會成立40周年大會的賀信中就說過：“你們能夠給飛機和空間飛行器、發(fā)電廠、船舶、汽車和建筑物等帶來更大程度的可靠性。沒有無損檢測我們就不可能享有目前在這些領域和其他領域的領先地位。”
誠然我們還難以找到其他任何一個學科分支及其涵蓋技術知識之淵博、覆蓋基本研究領域之眾多、涉及應用領域之廣泛能與無損檢測相比---無損檢測是一全領域的技術 。
無損檢測作業(yè)的質量控制
本節(jié)將簡單敘述影響無損檢測作業(yè)自身質量的一些方面。
1.法典、標準、標準樣品、規(guī)范、規(guī)程
以下是無損檢測作業(yè)的執(zhí)行文件
1.1 法典
國家立法機關頒布的決定、指示、命令等總稱法令；由立法機關制定或認可、由國家政權保證執(zhí)行的行為規(guī)則是法律；法律、法令等法律文件的總稱是法規(guī)；將同一性質或同一種類的法規(guī)加以整理成為某種系統(tǒng)的法律就是法典。
1.2 標準
各國對標準的定義不盡相同，我國的定義是：“標準是對重復性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定，它以科學、技術和實踐經(jīng)驗的綜合成果為基礎，經(jīng)有關方面協(xié)商一致，由主管機構批準，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準則和依據(jù)?！? 可見，標準是一種特殊的文件，在一定范圍和一定的時期被采用，以指導人們的實踐，產(chǎn)生良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
1.3 標準樣品
與技術標準中所規(guī)定的技術要求相對應的實際參照對比物為參比物，在我國定義為標準樣品。
1975年，國際標準化組織（ISO）設立了專門管理協(xié)調(diào)世界各國研制參比物的技術組織，即ISO/REMCO(international standardization Organization/Reference Materials Commission)，直屬于ISO中央秘書處。
在美國的國家標準與技術研究院（NIST）內(nèi)設有無損檢測部負責參比物的研究、鑒定、傳遞等工作。
在我國，1976年7月國家技術監(jiān)督局批準成立了“全國標準樣品技術委員會無損檢測分委員會”負責這方面的組織和實施工作。
1.4 規(guī)范
規(guī)范是對闡述產(chǎn)品必須遵守的要求所作的一系列的統(tǒng)一規(guī)定，并規(guī)定確定是否符合這些要求所應采用的必要檢測程序、規(guī)則和方法，以確定產(chǎn)品的適用性。
從概念上講，標準是一個大的范圍，而規(guī)范是其中的特定形式。
1.5 規(guī)程
規(guī)程是對工藝、操作、檢定等具體技術要求的實施程序所做的統(tǒng)一規(guī)定。
顯然，對于特定產(chǎn)品，無損檢測人員是根據(jù)委托方所提交的相應規(guī)范編制相應的規(guī)程進行檢測的，該程序是必須嚴格遵從的。
2.從業(yè)人員的資格鑒定與認證
無損檢測的實施，其質量高低與從業(yè)人員的綜合素質有著密切的關系。
資格鑒定是指對正確執(zhí)行無損檢測任務所需專業(yè)知識、技能、經(jīng)驗和身體適應性所做的驗證。
認證是指對某一無損檢測人員就某一工業(yè)部門在給定的無損檢測方法和技術水平方面的資格做出書面證明。
應該著重指出，認證并不包括操作的授權，操作授權是根據(jù)經(jīng)論證人員對完成某一特定任務的適宜性由雇主或責任代理機構所頒發(fā)的允許作業(yè)的書面證明；
注意，無損檢測人員的資格與認證的申請常是由雇主和責任代理機構推薦的，是他們要對操作授權和對無損檢測結果的真實可靠性負全部責任的。
國際標準化組織（ISO）發(fā)布的標準ISO9712：2005”無損檢測人員的資格鑒定與論證“，將從事無損檢測作業(yè)的人員分為三個等級。
各級人員的職責如下：
1）領有無損檢測Ⅰ級證書的人員可被允許：在Ⅱ級或Ⅲ級人員監(jiān)督下，①按書面檢測指導書調(diào)整設備，完成檢測；②記錄檢測結果；③在事先經(jīng)Ⅲ級人員書面批準的情況下，按經(jīng)批準的標準進行分類并報告結果。Ⅰ級人員不應負責選擇所用的檢測方法或技術，也無權評定檢測結果。
2）領有無損檢測Ⅱ級證書的人員應能詳細說明其具有資格的檢測方法的應用局限性；將所用的法典、標準、規(guī)范和檢測規(guī)程轉化為適合實際工作條件的切實可行的檢測指導書。Ⅱ級人員有責任完成下列工作：①準備書面的檢測指導書；②調(diào)整和校準設備；③完成和監(jiān)督完成檢測；④根據(jù)可用的法典、標準和規(guī)范解析和評定結果；⑤訓練或指導低于Ⅱ級的人員（Ⅰ級人員及還沒有獲得認證的學員）；⑥編制和報告無損檢測結果（含評定結果）
3）領有無損檢測Ⅲ級證書的人員應有能力去完成和指導其所具有資格的方法的全部作業(yè)，這包括：①對檢測裝置和作業(yè)人員承擔全部責任；②制訂和批準檢測技術和工藝規(guī)程：③解釋法典、標準、規(guī)范和規(guī)程；④設計特殊的檢測方法、技術和規(guī)程、細則用于特殊業(yè)務；⑤按現(xiàn)型法典、標準、規(guī)范評定和解釋檢測結果；⑥完成和監(jiān)督完成所有Ⅰ級和Ⅱ級人員的全部任務。
此外，Ⅲ級人員應該完成下列工作：①對受檢件所用的材料、制造工藝及使用情況有足夠的知識以選擇檢測的方法和技術，當無驗收標準時，協(xié)助建立相應標準；②一般性熟悉其他無損檢測的方法；③經(jīng)認證機構授權有能力辦理和監(jiān)督資格鑒定考試，但是對于同一受雇單位或對于接受過其培訓的報考人則不應作為審查人；④培訓或指導低于Ⅲ級的人員。
3.儀器設備性能的測試與校準
1 性能測試
由于檢測對象不同，對儀器、設備性能的要求并不相同，因此有必要對市售儀器設備的性能進行了解后再行選購。
對于所使用儀器設備的性能應進行測試，以使所得出的檢測結果具有可靠性、可比性及可再現(xiàn)性。
在這方面已有很多標準、實施方法可以利用。
例如，對于超聲波檢測儀，美國材料試驗協(xié)會就發(fā)布有ASTM E1324《超聲波檢測儀電子學性能測試指南》、 ATSM E1065 《超聲波探頭特性評定指南》及ASTM E317《不用電子測量儀器評價超聲波脈沖反射儀性能的實施方法》，三份資料形成完整的體系，是很有實用價值的。
2 校準
校準是指將一個標準或一臺儀器與另一個標準或一臺儀器比較，然后根據(jù)判斷，得到或消除被比較項目的準確度的變化或偏離的過程。在校準時使用的參比物有兩種類型：
2.1（一般）參比物（reference material）
一般參比物在我國稱為標準樣品：可由廠商按要求的材料、尺寸等制作，再由相應部門進行測試并給出測試結果，供該部門儀器校準之用。如超聲波（縱波）檢測所用鋁合金試塊，渦流檢測用的帶人工缺陷的試片等。
2.2標準參比物
參比物涉及量值傳遞溯源經(jīng)過論證的視為標準參比物，我國稱有證標準樣品。校準射線檢測用的底片光學密度計常用的光學密度片即為標準參比物的一例，其量值的溯源如圖２所示，用光學密度計檢定光學密度片，用光學密度片校準下一級光學密度計。
( 圖２.光學密度計校準過程)
消耗性材料的質量控制
對于消耗性材料，特別是在對受檢件作高要求檢測時，其性能的優(yōu)劣是至關重要的，已有很多標準對之做出了規(guī)定。
例如，在美國的航空航天材料規(guī)范（ASM）中，關于磁粉檢測用的磁粉，就發(fā)布有七份規(guī)范（ASM 3040-3046）。
在美國軍用標準中，關于液體滲透法檢測也有一份詳細敘述需用材料性能要求的規(guī)范（MIL-I-25135）。
注：現(xiàn)已被AMS2644標準替代。
作業(yè)的管理與監(jiān)督
記錄的完整性和可靠性是很重要的。因為無損檢測的質量與作業(yè)人員有很大關系，特殊的作業(yè)后活動有時是必須進行的，如試件的再檢或用不同方法進行檢測、規(guī)程和系統(tǒng)的再評審、波動性的再證實等。
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