在 我多年的檢測工作中我發(fā)現(xiàn)，疲勞裂紋也有「良性」和「惡性」之分。

就像人類的「良性腫瘤」和「惡性腫瘤」一樣，「良性腫瘤」的是不會(huì)死亡的，「惡性腫瘤」(癌癥)的會(huì)很快死亡的。

在實(shí)際工作時(shí)，對(duì)「惡性」的立即拆除更換，「良性」的定期監(jiān)控使用，可以成功為客戶輸贏得時(shí)間和金錢，同時(shí)在不影響生產(chǎn)的情況下也保障了安全使用。

我是根據(jù)我長期的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)中得到的結(jié)果，并且應(yīng)用后得到證明在某些情況下是完全可行的。

例如：香港的電車公司總工告訴我他們的軸斷裂到剩下30%還能用。

2005 年我在澳門某建筑工地的塔式吊機(jī)的上檢測齒輪軸，出現(xiàn)第一幅圖1所示的一個(gè)典型的由周向開始向軸心擴(kuò)展的疲勞裂紋，兩個(gè)吊機(jī)共有8個(gè)同樣的齒輪，其中一個(gè)已斷裂掉落下來，另外7個(gè)我用超檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)全部有這樣周向裂紋(整圈裂紋)。

只是裂紋的深淺程度不同，客戶開始時(shí)還并不相信我們的檢測結(jié)果，執(zhí)意要拆卸一個(gè)看看是否真的有裂紋，結(jié)果拆開后再用磁粉驗(yàn)證看到整圈是裂紋，客戶無話可說。

看到這樣結(jié)果，我認(rèn)為作為無損檢測能找出裂紋已經(jīng)完成任務(wù)了。

可我的客戶頭痛了，因?yàn)楣こ滩荒苎诱`，他告訴我如有過期每天是10萬港元的罰款。

問我怎么辦?

我告訴他們我不是疲勞失效的專家我是不懂的，我叫他們向原生產(chǎn)廠家查詢或者找疲勞失效專家請(qǐng)教。

他告訴我：原生產(chǎn)廠家已倒閉了，專家提出了十幾個(gè)可能性，卻沒有一個(gè)能用的方法。

看到這種情況我就提出了一個(gè)大膽的建議，明知有裂紋的情況下監(jiān)控使用，每星期一次超聲波檢測，防止「良性裂紋」擴(kuò)展超出極限或者變成「惡性裂紋」，再對(duì)每個(gè)齒輪做個(gè)鋼罩套住，以防萬一斷裂時(shí)有個(gè)罩子接著不會(huì)從高空墜下傷人，另外指定二個(gè)熟練的有牌(有資格)的駕駛員操作吊機(jī)。

最后，原本三個(gè)月工程，結(jié)果做了半年，卻完全沒有事，事實(shí)證明我的這個(gè)概念是可行的。

（圖 1）

圖1疲勞裂紋紋絡(luò)呈圓周狀，向軸心方向擴(kuò)展，是良性的，疲勞裂紋擴(kuò)展速率較慢，瞬斷區(qū)比例較小，可在一定時(shí)間內(nèi)，監(jiān)督控制下使用；

（圖2）

圖2偏心疲勞斷裂，沙灘狀裂紋明顯，疲勞裂紋擴(kuò)展速率較快，瞬斷區(qū)比例較大(約占70%)，此類裂紋擴(kuò)展情況，不可預(yù)測，是惡性的。超聲波檢測發(fā)現(xiàn)后，應(yīng)立即拆除。

另外「惡性」的裂紋就是圖2這樣的斷口形狀。

2007 年某日我在超聲波檢測一個(gè)齒輪箱軸時(shí)發(fā)現(xiàn)有偏心裂紋約1/3周長，馬上將報(bào)告交給客戶，客戶轉(zhuǎn)告給制造廠家，這家外國名牌齒輪箱廠家，不相信我們的檢測結(jié)果，還發(fā)出電郵警告我們。

客戶問我還能堅(jiān)持使用2星期嗎? 

因?yàn)閺S家要2星期后才能送條新的軸來更換，而且每天使用兩次(兩個(gè)周期)。

我可不敢答應(yīng)??！

貨柜碼頭上的大吊臂，長40米重200噸，在40米的高度，這要是倒下來可不是開玩笑的，其它國家曾發(fā)生過倒塌事故的，我有見過動(dòng)態(tài)的錄像是非常恐怖的事故。

一星期后客戶要求我檢再檢測一次，檢測后嚇我一跳，這個(gè)「惡性」裂紋快速地?cái)U(kuò)展了，反過來只剩下1/3周長。

我立即要求他們停止使用和拆卸，拆卸后用磁粉和滲透方法可以清楚看到大大的裂紋。

所以說偏心的裂紋是「惡性」的疲勞裂紋，像癌癥一樣擴(kuò)散得很快是不能等的。

當(dāng)然啦！

我也知道，NDT是檢測Testing，不是做分析的Analysis，客戶的這種要求完全超出了NDT范疇。

可是在現(xiàn)實(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，如果只是找出問題卻不能為客戶解決問題是無法得到客戶長久關(guān)照的，也是無法生存的。

    我們不是疲勞失效分析專家，但是我們可以與他們合作，相互合作互補(bǔ)起來就能做到安全可靠。

有一次我們?cè)跒橐患夜緳z測風(fēng)扇葉片斷軸時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)了裂紋，而且是有兩個(gè)源頭的偏心「惡性」裂紋(見圖3)。

客戶問我還能用多久？我坦白地告訴他我不知道。

他很生氣地說那找你們來做檢測有什么意義？！

我說，我們只是做檢測的不是做疲勞失效分析和壽命評(píng)估的。

我問他們明知道有裂紋了為什么不馬上更換? 

他們說風(fēng)扇廠家訂貨要一年后才能交貨。

我們正在爭辨時(shí)疲勞失效專家出現(xiàn)了，他說對(duì)不起我遲到，這個(gè)問題等我來解釋。

他叫我把之前的斷口圖片調(diào)出來投影在螢?zāi)簧?見圖3)，然后他指著斷口上可見到的疲勞裂紋沙灘紋，一道一道地?cái)?shù)著有十幾個(gè)，他接著說：一道紋路就是一個(gè)周期，這里可以看到有十幾個(gè)周期，您們的風(fēng)扇一年也才用2、3次，也就是每年2、3個(gè)周期，等一年后廠家送貨來沒問題。

（圖 3 有兩個(gè)源頭的疲勞裂紋）

原來是緊急通風(fēng)用的風(fēng)扇，只是在隧道出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)啟動(dòng)快速地把隧道里的煙霧吹抽出來，明火很少機(jī)會(huì)燒死人的，煙霧才是造成大量人員死亡的主要原因。

為了保證風(fēng)扇緊急使用時(shí)安全可靠，所以他們每年都會(huì)進(jìn)行一兩次緊急演習(xí)。

最后就這樣客戶滿意地接受疲勞失效專家的解釋了。

多年后來也證明疲勞失效專家的分析判斷是正確的，事實(shí)上也應(yīng)該這樣的。

我在香港也是經(jīng)常與疲勞失效專家合作的。

他們有時(shí)候還要靠我們給他提供準(zhǔn)確的位置、缺陷的大小(量化)、缺陷的形態(tài)、定性(良性和惡性)和數(shù)量等等數(shù)據(jù)，他們才能進(jìn)行壽命評(píng)估呢。

用超聲波檢測時(shí)若發(fā)現(xiàn)裂紋是整圈的而且深淺接近的就是「良性」裂紋，若是局部的偏向一則(偏心)的就是「惡性」裂紋。

也只有我們做NDT的人員，通過超聲波檢測才能判斷出什么「良性」什么是「惡性」的疲勞裂紋，其它人是無法看到的。

值得注意的是我所說的「良性」疲勞裂紋并不是真的不會(huì)斷裂的，只不過是不會(huì)很快出現(xiàn)斷裂，這樣就可以讓客戶有充裕的時(shí)間去準(zhǔn)備訂購新的零件更換。

我把這個(gè)概念向電廠、核電廠、集裝箱碼頭以及地鐵推薦得到他們的認(rèn)同。

因?yàn)橛行┰O(shè)備在快到達(dá)其設(shè)計(jì)年限準(zhǔn)備更換時(shí)，如果突然發(fā)現(xiàn)裂紋就立即停機(jī)更換，打亂了原來的更換計(jì)劃，會(huì)帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。

但是，如果通過我們的NDT(NDE)檢測再配合疲勞失效專家分析評(píng)估，就可以保證在安全的情況下運(yùn)作，直到新設(shè)備到達(dá)后按原計(jì)劃再進(jìn)行更換，為客戶贏取了寶貴的時(shí)間和金錢，同時(shí)我們做NDT(NDE)也會(huì)得到客戶的認(rèn)同和贊賞，才能充分體現(xiàn)出NDT檢測的價(jià)值。

2015年，我在遠(yuǎn)東無損檢測資訊網(wǎng)發(fā)帖討論這個(gè)問題時(shí)，強(qiáng)天鵬先生對(duì)這個(gè)話題，也發(fā)表了他的一點(diǎn)意見。他的解說比我更精確更清楚！大家請(qǐng)往下看。

《也說裂紋的「良性」和「惡性」》

1.欣賞黃先生提出的問題和他的觀點(diǎn)論述。

2.關(guān)于疲勞裂紋的「良性」和「惡性」，可以引入結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析「安定」和「不安定」概念; 所謂安定，是指結(jié)構(gòu)經(jīng)反復(fù)加載后，其變形趨于穩(wěn)定，或者說不再出現(xiàn)漸增的非彈性變形，則認(rèn)為結(jié)構(gòu)是安定的; 反之，所謂不安定，是指結(jié)構(gòu)會(huì)在反復(fù)加載卸載中不斷產(chǎn)生新的塑性變形，則可能因塑性疲勞或大變形而發(fā)生破壞。

3.結(jié)構(gòu)極限分析設(shè)計(jì)和疲勞設(shè)計(jì)中有很多關(guān)于結(jié)構(gòu)安定的分析，其中最重要判據(jù)是：大于結(jié)構(gòu)不安定; 小于等于結(jié)構(gòu)安定。有興趣者可以查閱有關(guān)資料。

4.不是所有裂紋都可怕，有些裂紋是沒有危險(xiǎn)的。當(dāng)然，判斷哪些裂紋危險(xiǎn)，哪些裂紋不危險(xiǎn)需要更多的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

我在這里給幾個(gè)最基本的依據(jù)：

• 運(yùn)行過程中產(chǎn)生的裂紋比制造過程中產(chǎn)生的裂紋危險(xiǎn)；

• 垂直于應(yīng)力方向的裂紋比不垂直應(yīng)力方向的裂紋危險(xiǎn)；

• 向深度方向擴(kuò)展的裂紋比向長度方向擴(kuò)展的裂紋危險(xiǎn)；

• 處于結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中點(diǎn)的裂紋比不在結(jié)構(gòu)點(diǎn)的裂紋危險(xiǎn)；

• 交變載荷下的裂紋比靜載荷下的裂紋危險(xiǎn)。

5.開展“無損檢測+缺陷分析+安全評(píng)定”，可以豐富無損檢測技術(shù)內(nèi)涵，提高無損檢測的地位，擴(kuò)大無損檢測市場，增加無損檢測人員的收入。對(duì)無損檢測高級(jí)人員進(jìn)行有關(guān)培訓(xùn)是可行的。

/ END /