在船舶行業(yè)中，超聲檢測(cè)（UT）可以無損方式探測(cè)到船只、游艇和其他海洋船舶的缺陷。常規(guī)UT檢測(cè)有助于確保海運(yùn)船舶符合監(jiān)管要求和法律，以保障船員、乘客和貨物的安全。

marineSOLUTIONS是一家主要以超聲檢測(cè)方式對(duì)游艇進(jìn)行檢測(cè)的國(guó)際游艇驗(yàn)船公司。

對(duì)新、舊海洋船舶進(jìn)行檢測(cè)

marineSOLUTIONS在東地中海地區(qū)提供游艇的驗(yàn)船、咨詢和管理服務(wù)。該公司位于土耳其Turgutreis的Bodrum半島，其主要工作是對(duì)新、舊海船進(jìn)行檢測(cè)，以驗(yàn)證海船的狀況和價(jià)值，并確定和評(píng)估海船的損壞情況。驗(yàn)船工作可以為保險(xiǎn)商提供詳細(xì)的檢測(cè)信息，以確定事故是否在承保范圍之內(nèi)，也可以為法律辦公室提供詳實(shí)的證據(jù)，以做好對(duì)船舶提出索賠的充分準(zhǔn)備。

他們的驗(yàn)船工作包括使用EPOCH 650探傷儀對(duì)船舶進(jìn)行超聲檢測(cè)。使用超聲技術(shù)檢測(cè)的船舶材料包括：

• 由復(fù)合材料制成的船體和桅桿

• 船板和船舶的其他部件

• 焊縫

我們采訪了材料科學(xué)工程師兼MarineSOLUTIONS的驗(yàn)船師Cem Baykent，了解了有關(guān)船舶行業(yè)超聲檢測(cè)的更多信息。

船舶檢測(cè)和維護(hù)的挑戰(zhàn)

國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)（IACS）提供了促進(jìn)船舶和海上裝置的安全、監(jiān)管、合規(guī)和維護(hù)的系統(tǒng)。每個(gè)船級(jí)社都制定了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則。

盡管有這些標(biāo)準(zhǔn)，無損檢測(cè)（NDT）在船舶行業(yè)中并不像在航空航天行業(yè)中那樣要強(qiáng)制執(zhí)行。此外，如果某個(gè)國(guó)際船級(jí)社（IACS）成員未對(duì)游艇或游船進(jìn)行分類，則無需包括檢測(cè)文件。由于游艇制造商大多具有工匠背景，許多建造技能并沒有得到標(biāo)準(zhǔn)化。

大多數(shù)游艇在建造時(shí)也沒有想到需進(jìn)行檢測(cè)。游艇的內(nèi)部通常布滿了襯里、設(shè)備、箱罐、線路和機(jī)械裝置。這種設(shè)計(jì)可防止從游艇內(nèi)部接觸到船體外殼及其加固部位。因此，通常只有在強(qiáng)烈懷疑存在缺陷或損壞的情況下，才會(huì)對(duì)游艇進(jìn)行拆卸。

船舶材料也為檢測(cè)增加了挑戰(zhàn)性。為了減輕重量，許多現(xiàn)代船只都由將纖維和樹脂基質(zhì)結(jié)合在一起的復(fù)合材料制成。纖維可以隨機(jī)排列，然后壓平成薄片（稱為短切原絲氈）或編織成織物。纖維材料通常是玻璃、芳綸或碳；基體材料通常是聚合物，例如聚酯、乙烯基酯或環(huán)氧樹脂。

由于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料普遍用于船舶制造，而且船舶設(shè)計(jì)和材料的安全裕度不斷降低（例如現(xiàn)代游艇的船體更薄），因此對(duì)材料進(jìn)行表征和發(fā)現(xiàn)缺陷的需求也與日俱增。

復(fù)合纖維層中的分層、瑕疵和缺陷

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中隱藏的內(nèi)部瑕疵和缺陷可能有多種來源：制造異常、施加的應(yīng)力、弱點(diǎn)、事故或維修不當(dāng)。瑕疵和缺陷會(huì)嚴(yán)重影響船舶結(jié)構(gòu)的完整性。

MarineSOLUTIONS的檢測(cè)人員通過無損超聲檢測(cè)來準(zhǔn)確地定位和定量船只、游艇和其他海洋船舶中的缺陷、裂縫、孔隙、分層及其他缺陷。

了解超聲檢測(cè)在船舶工業(yè)中發(fā)揮的作用

簡(jiǎn)而言之，超聲檢測(cè)使用高頻聲能進(jìn)行檢查和測(cè)量。超聲檢測(cè)可用于探測(cè)和評(píng)估缺陷、進(jìn)行尺寸測(cè)量和材料表征等工作。超聲探傷儀使用可以產(chǎn)生聲波的探頭，并對(duì)聲波離開探頭，穿過被測(cè)材料，從反射體返回，并回到探頭所用的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量。

探頭產(chǎn)生的聲波脈沖在被測(cè)樣件中傳播，并從材料內(nèi)側(cè)或底面反射回來。

超聲探傷儀可用于定位和定量各種材料和焊縫中的不連續(xù)性，例如：裂紋、孔隙、多孔性和脫粘等。幾乎可以對(duì)任何工程材料進(jìn)行缺陷檢測(cè)。大多數(shù)檢測(cè)涉及到鋼和其他結(jié)構(gòu)金屬，不過，探傷儀也可以對(duì)塑料、復(fù)合材料、玻璃纖維及陶瓷成功進(jìn)行檢測(cè)。

探傷儀還可以相對(duì)準(zhǔn)確地測(cè)量材料的厚度，不過，其設(shè)計(jì)目的并不是精密厚度測(cè)量。要了解更多信息，請(qǐng)參閱我們的超聲缺陷探測(cè)輔導(dǎo)。無損檢測(cè)技術(shù)（如探傷儀）是一種可在不造成任何損壞的情況下確定船舶部件或結(jié)構(gòu)的完整性，并發(fā)現(xiàn)缺陷的有效方法。由于無損檢測(cè)不會(huì)對(duì)材料造成損傷、施加應(yīng)力或毀壞材料，因此在檢測(cè)船舶的結(jié)構(gòu)和部件時(shí)，可以節(jié)省時(shí)間和成本。無損檢測(cè)可在船舶建造過程中、交付前、采購前、例行驗(yàn)船、損傷檢測(cè)或作為維修后檢測(cè)的一部分進(jìn)行。在商用船舶行業(yè)中，會(huì)定期對(duì)鋼制和鋁制船舶進(jìn)行超聲無損檢測(cè)，以探測(cè)并量化腐蝕情況。同樣，超聲無損檢測(cè)也可用于測(cè)量復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的厚度和完整性。

檢測(cè)金屬材料中的結(jié)構(gòu)焊縫是船舶工業(yè)中常見的超聲無損檢測(cè)應(yīng)用。焊縫中的缺陷類型包括裂紋、未融合、未焊透、多孔性和夾渣。所有這些缺陷都可以通過超聲檢測(cè)方式探測(cè)。

將UT（超聲檢測(cè)）與NDT（無損檢測(cè)）技術(shù)結(jié)合起來進(jìn)行船舶檢測(cè)

如果在船舶制造階段沒有NDT檢測(cè)計(jì)劃，通常就沒有非商業(yè)船舶和游艇制造的參考標(biāo)準(zhǔn)。這就使得超聲檢測(cè)工作更具挑戰(zhàn)性。

要迎接這些挑戰(zhàn)，marineSOLUTIONS的檢測(cè)人員必須運(yùn)用他們的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。考慮到這一點(diǎn)，marineSOLUTIONS建立了一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)室，以檢測(cè)從多種復(fù)合材料類型到不同金屬的不同船舶材料。

Cem Baykent正在使用EPOCH 650探傷儀和M2008探頭 對(duì)船舶的復(fù)合材料進(jìn)行檢測(cè)。

"在無損檢測(cè)領(lǐng)域?qū)?fù)合材料進(jìn)行超聲檢測(cè)仍然是一種鮮為人知、尚未開發(fā)的小眾應(yīng)用，因?yàn)闆]有任何法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)來指導(dǎo)人們?nèi)绾魏秃螘r(shí)進(jìn)行這種應(yīng)用。因此，marineSOLUTIONS在很大程度上建立了自己的程序，并通過工程人員傳授無損檢測(cè)專業(yè)知識(shí)，”Cem說。

除了復(fù)合材料外，海洋船舶通常由鋁或鋼制成。幾乎任何由金屬制成的東西都會(huì)受到腐蝕，特別是在海洋環(huán)境中。

Cem指出，盡管船體完整性受損是一種主要的安全風(fēng)險(xiǎn)，但忽視金屬船體檢測(cè)的情況卻出奇的普遍。簡(jiǎn)單地說，船體是部分浸在海里的船舶的外部結(jié)構(gòu)外殼。它保護(hù)船上的貨物、機(jī)械設(shè)備和住宿區(qū)免受天氣、洪水和結(jié)構(gòu)損壞的影響。

Cem Baykent正在使用EPOCH 650超聲探傷儀對(duì)一艘海船的船體進(jìn)行檢測(cè)

船舶定期會(huì)被吊上岸，從外部接受船板檢測(cè)，即使只是進(jìn)行目視檢測(cè)和敲擊檢測(cè)。然而，游艇船體外部的填料、涂層和油漆層可能會(huì)使目視檢測(cè)變得頗具挑戰(zhàn)性。

除此之外，目視檢測(cè)的洞察能力有限。腐蝕往往從內(nèi)部開始，并逐步蔓延。只有在大部分材料因腐蝕而廢掉后，才能通過常規(guī)方法從外部發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的損壞。

內(nèi)部腐蝕主要發(fā)生在艙底檢測(cè)時(shí)幾乎無法觀察到的區(qū)域。下到艙底進(jìn)行目視檢測(cè)常常會(huì)因箱罐、機(jī)械設(shè)備，及其他部件和結(jié)構(gòu)的阻擋而受到限制。腐蝕情況如果未被發(fā)現(xiàn)或不加處理，會(huì)削弱船板，導(dǎo)致危險(xiǎn)的泄漏，并最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)故障。為了提高安全性并降低成本，必須要對(duì)船板進(jìn)行定期檢測(cè)。

在游艇驗(yàn)船中值得信賴的超聲探傷儀

MarineSolutions不僅擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)，還擁有各種設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)樣件，可以滿足用戶的各種要求。EPOCH 650探傷儀因?yàn)樾阅艹錾⑹褂梅奖悖摲f成為設(shè)備中的中堅(jiān)力量，深受團(tuán)隊(duì)信賴。

奧林巴斯EPOCH 650超聲探傷儀

對(duì)復(fù)合材料制成的船體和桅桿進(jìn)行超聲檢測(cè)

在檢測(cè)復(fù)合材料船舶結(jié)構(gòu)和材料時(shí)，marineSOLUTIONS將EPOCH 650探傷儀與奧林巴斯M2008延遲塊探頭 （0.5 MHz，直徑1英寸）配套使用。這款探頭非常適合檢測(cè)高衰減性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。

“游艇的復(fù)合材料具有各向異性，從而使得檢測(cè)更具挑戰(zhàn)性。您可以使用M2008探頭了解到各向異性材料的更多信息，”Cem解釋道。“M2008非常強(qiáng)大，可使聲波穿過厚厚的纖維增強(qiáng)聚合物（FRP）復(fù)合材料。這款探頭不僅效力神奇，所提供結(jié)果也簡(jiǎn)單易懂。”

在檢測(cè)復(fù)合材料時(shí)，超聲檢測(cè)可用于檢測(cè)：

• 層壓板厚度的均勻性

• 是否存在分層缺陷，并確定分層缺陷的類型

• 是否存在孔隙和/或多孔性

• 層壓板的質(zhì)量和粘接情況，以及修補(bǔ)部位的完整性

• 層壓板中的夾雜物和異物

對(duì)復(fù)合材料船舶和桅桿進(jìn)行超聲檢測(cè)有許多優(yōu)勢(shì)，包括：

• 從單側(cè)接觸被測(cè)部位，即可完成檢測(cè)

• 使用便攜式設(shè)備，可在邊遠(yuǎn)地區(qū)和高空中進(jìn)行檢測(cè)

• 幾乎無需或只進(jìn)行少量的表面處理

• 可非常準(zhǔn)確地定位隱藏異常情況的準(zhǔn)確位置，并確定其主要特征，如深度、大小和形狀

• 提供即時(shí)結(jié)果和數(shù)據(jù)

   

Cem Baykent使用EPOCH 650探傷儀對(duì)復(fù)合材料船舶和桅桿進(jìn)行超聲檢測(cè)

利用超聲檢測(cè)技術(shù)對(duì)船板進(jìn)行腐蝕測(cè)量

marineSOLUTIONS公司使用EPOCH 650探傷儀的另一種方法是測(cè)量船板的腐蝕情況。

Cem解釋說：“船體和桅桿損壞相當(dāng)普遍，超聲檢測(cè)使我們有辦法確定損壞的空間范圍。檢測(cè)結(jié)果會(huì)使所有相關(guān)人員緊張的心情放松下來，并為我們估算維修成本提供了寶貴信息。兩者都是寶貴的優(yōu)勢(shì)。”

金屬板的厚度可以使用超聲測(cè)厚儀在無需去除填料、油漆層或其他涂層的情況下進(jìn)行無損評(píng)估。值得注意的是，在測(cè)量帶有點(diǎn)蝕的板材時(shí)，測(cè)厚儀要通過預(yù)設(shè)的算法減去最小板材厚度，因而有時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)。

在這種情況下，marineSOLUTIONS會(huì)轉(zhuǎn)而使用EPOCH 650探傷儀和DL4R-6X20（4MHz）雙晶探頭對(duì)金屬材料進(jìn)行腐蝕檢測(cè)。這種儀器可以在屏幕上顯示超聲回波頻譜。根據(jù)波形、衰減和相位偏移情況，經(jīng)驗(yàn)豐富的NDT驗(yàn)船師可以推斷出有關(guān)板材或結(jié)構(gòu)的大量信息。驗(yàn)船師還必須區(qū)分真正的回波、虛假反射和衍射等信號(hào)。

EPOCH 650超聲探傷儀在檢測(cè)一塊逐漸出現(xiàn)點(diǎn)蝕的鋁制船板時(shí)，其屏幕上顯示出聲譜圖。聲譜圖中明顯的雙峰（最高峰在左側(cè)）表明存在嚴(yán)重的點(diǎn)蝕。右圖中顯示的是相關(guān)的船板部位，通過目視檢測(cè)，沒有發(fā)現(xiàn)任何點(diǎn)蝕跡象。損傷被帶有涂層的流線型外表面，以及阻隔了內(nèi)部的箱罐和其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)隱藏起來。

對(duì)焊縫進(jìn)行超聲檢測(cè)

marineSOLUTIONS也使用EPOCH 650探傷儀和奧林巴斯AM4R-8X9-70角度聲束探頭對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)。

垂直聲束技術(shù)可以高效探測(cè)到分層缺陷，但是在檢測(cè)很多普通類型的焊縫時(shí)卻效果不佳，因?yàn)樵谶@些焊縫中，不連續(xù)性的方向一般不會(huì)與工件表面平行。焊縫幾何形狀、缺陷方向，以及焊冠或焊道的存在這些因素綜合在一起，要求使用以一定角度生成的聲束，從焊縫的一側(cè)，對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)。

橫波檢測(cè)，也被稱為角度聲束檢測(cè)，是一種主要用于焊縫檢測(cè)的UT技術(shù)。在檢測(cè)焊縫時(shí)，要以選定角度將橫波發(fā)送到板材中，然后再操控探頭對(duì)整個(gè)焊縫進(jìn)行掃查。

在一般的檢測(cè)中，聲束會(huì)以生成的角度向下傳播到被測(cè)樣件的底面，然后再以相同的角度向上反射。前后移動(dòng)探頭會(huì)使聲束掃查到焊縫的整個(gè)高度。這種掃查運(yùn)動(dòng)可以對(duì)整個(gè)焊縫體積進(jìn)行檢測(cè)，而且可以探測(cè)到焊縫的融合線處以及焊縫體積內(nèi)的不連續(xù)性缺陷。

角度聲束探頭是一種單晶探頭，與楔塊一起使用時(shí)，可以將折射橫波或折射縱波傳輸?shù)奖粶y(cè)工件中。圖中顯示使用的是45°楔塊

超聲檢測(cè)可以探測(cè)到以下焊縫中的缺陷：

• 焊縫區(qū)域中的裂紋

• 焊縫接合處的不連續(xù)性和未焊透

• 焊縫接合處的未熔合

• 焊縫接合處的多孔性

• 焊縫接合處的夾渣

• 變形的區(qū)域

• 焊縫金屬的分層

協(xié)同合作的力量

Cem提到了過去的一次驗(yàn)船經(jīng)歷：他使用EPOCH 650探傷儀發(fā)現(xiàn)了碳復(fù)合材料桅桿中的分層缺陷。Cem將缺陷情況匯報(bào)給客戶，船主基于marineSOLUTIONS和奧林巴斯的聲望，決定對(duì)游艇部件進(jìn)行破壞性檢測(cè)。對(duì)碳桅桿進(jìn)行破壞性檢測(cè)會(huì)使桅桿無法修復(fù)，也無法再使用。Cem說：“雖然是船主做出的決定，但是目睹一個(gè)高價(jià)值的碳桅桿因?yàn)槲覀兊陌l(fā)現(xiàn)而經(jīng)受破壞性檢測(cè)，還是壓力很大。盡管如此，我們?nèi)匀粚?duì)自己的專業(yè)知識(shí)和奧林巴斯設(shè)備的可靠性充滿信心。”。

檢測(cè)結(jié)果是在我們報(bào)告的確切位置發(fā)現(xiàn)了缺陷，經(jīng)過進(jìn)一步檢測(cè)后，還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)制造缺陷。此次驗(yàn)船導(dǎo)致制造商為游艇更換了價(jià)值約為25萬美元的整個(gè)桅桿。

桅桿被截?cái)嗖⒂蒙凹埓蚰ズ螅冻鲆粋€(gè)缺陷。這個(gè)缺陷首先由EPOCH 650探傷儀發(fā)現(xiàn)。

marineSOLUTIONS將會(huì)繼續(xù)投資購買奧林巴斯的產(chǎn)品。“我們從未對(duì)產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)支持和可靠性感到過失望，”Cem說。

Cem補(bǔ)充道：“在超聲無損檢測(cè)領(lǐng)域，奧林巴斯是一個(gè)口碑良好、久負(fù)盛名的品牌。在各地多個(gè)國(guó)家，我們的客戶曾將我們提供的超聲檢測(cè)結(jié)果提交給法院，并取得了可復(fù)制的成功。”