非破壞檢測概要
營建工程系副教授 江支弘
牙痛時走進牙醫診所,醫師拿起工具在病人的口腔內照照看看敲敲聽聽之後,很可能會提醒病人要勤刷牙、定期檢查,以長保牙齒健康等等,同樣地,汽車或電梯的定期保養一定也先要由技術人員檢查後再決定是否例行更換潤滑油之外,有沒有作進一步整修的需要。大地震一過,我們必然會擔心家裡的牆壁會不會裂開,梁柱等重要部位的裡外有沒有受損,瓦斯管、水管是否產生滲漏,以上這些也許甚為平常的事件,其實都有兩個共同點:安全檢查(或健康檢查)與現況評估,而且沒有絕對必要的話,最好只作診斷、不作修復或治療,因為完整的修復往往須先作拆除破壞的動作,內外科治療也很難免不吃藥打針甚至開刀,也許你不一定聽過「非破壞檢測」,但是以上的敘述其實在工程上都屬於非破壞檢測的相關議題,只是在不同的場合可能有不同的講法,與醫師診療雖然對象不同,但觀念相近的是,通常會先作目視檢測與工程設計圖的調閱(問診與病例調閱),再考慮某些進行儀器檢測(照胃鏡或X光)。
從應用的角度來說,非破壞檢測是跨領域的整合性科技,泛指不損害材料或設施主要功能的檢測技術,凡是涉及品質保證與公共安全的產業都需要它,結合資訊系統與決策管理的目的,它的主要功能包括:
(一) 材料特性評估:金屬、混凝土、航太複合材料、木材等的強度、彈性係數、均質性等等;
(二) 損害評量:結構的表面裂縫、內部缺陷的評估,如雜質、孔隙、龜裂等等。
(三) 現況評估:公路、橋梁、機場、電廠、水管、溝渠、瓦斯管等重要設施或機械設備,屬於營運管理與預防保養中的一環。
非破壞檢測之所以有如此廣泛的應用,其中很重要的原因在於與一般人生活息息相關的公共建設,在長時間運轉使用之後,可能跟人體一樣,產生老化的現象,進而損及正常運作甚至公共安全,即使正常使用與保養,也必須未雨綢繆,對可能發生的地震、火災、風災、水災等等災害的防治預作準備,而捷運、公路、機場等等設施不但造價高昂,啟用後只要暫停服務即造成大眾極大的不便,更不要說維護不當可能引起的重大問題,因此在預防災變或老劣化管理上必須結合對正常運轉較無影響的非破壞檢測與自動化監測技術,以確保這些重要設施的服務品質,正如醫療科技不斷進步,使得人類延年益壽一樣,各種超音波、紅外線、雷射,與其他影像處理、訊號判讀的科技,也必須與時俱進,才能滿足我們對通訊、交通與能源等服務品質的需要,有鑑於此,本校營建工程系成立了非破壞實驗室,逐步添購儀器設備,投入土木營建非破壞檢測相關技術的研究與推廣,目前直接參與的有兩個研究群,計六位教授、研究生二十餘人,本年度進行中的包括六項國科會計畫與若干業界委託計畫。