船舶无损检测技术应用探讨

王国庆

中兴海陆工程有限公司 浙江舟山 316131

随着我国科学技术的不断发展，船舶业得到了良好的发展，关于船舶的技术层面也得到了相应的提升。无损检测技术是船舶制造中最常用的一种技术手段，随着船舶行业的发展，对船舶制造的要求也越来越高，这也是对船舶技术层面的高要求，需要不断的创新技术才能满足船舶业的发展需求。

1 船舶无损检测技术的应用对象

1.1 船体

船体是无损检测技术的主要应用部位，船体的主要构件分别是：肋板、强肋骨、强横梁、甲板和舷侧的纵桁以及强框架等部分，这些部位都是船舶生产制造中焊接的重要部位，如果其中的某一个部位发生焊接问题就会导致整个船体的质量受到影响。另外，除了船体的主要构件之外，还有船体的次要构件也有很多种类，都是需要用无损技术进行检测的[1]。

1.2 船舵

船舵主要是指船舶的舵系，特点和主要功能，是将脱机的动力传递给舵叶，让船舵整体产生舵效，船舵主要是由固定和运动两种构件组成的。固定的构件主要有舵杆舵承等等，运动构件主要是由舵杆和舵叶以及舵销等等组成。船舵一般都是在船舶尾部螺旋桨的正后方的位置，通常情况下只有在遭遇到很大的事故时，才会修理船舵，平时船舵很少会损坏修理的，修理的流程也是很繁琐的。在对船舵进行检修时，技术人员通常用随同轴系的方式展开检修。

1.3 螺旋桨

船舶的螺旋桨是船舶的推进器，它是一种反作用的结构模式，当螺旋桨转动的过程中，会推动水向后，进而受到水的反作用力推动船舶前进，浆叶和浆毂是构成螺旋桨的主要部分，同时也是无损检测的重要对象。

总的来说，无损检测技术适用于船舶设计和生产制造的全过程，设计者要保证船舶的前期规划能够符合无损检测的需求，分析船舶结构是否与无损检测的灵敏度，分辨力和可靠性一致。制造部门要考虑自身的生产是否符合设计需求，要及时与无损检测人员展开沟通，与技术紧密配合，保持相互依从的关系，积极引进新设备。

2 船舶无损检测传统技术及其应用

2.1 外观检测的应用

外观的检测是船舶检测中最常用的也是最简单的一种检测方式。在船舶制造完成后，使用人工目视、耳听以及用鼻子闻或者用手摸等方式进行外观的检测，这样的监测方式简单，需要检测人员有成熟的工作经验。但是这种方法是适用于外观的检测，不适用于船舶内部构造。

2.2 表面检测的应用

表面检测主要指的是检查船舶表面是不是有问题，在船舶的制造中因为各种制作工艺可能会导致船舶的表面有着分布不均匀等各种问题。在表面的检测中使用的技术是将特殊的材料涂在需要检测的位置上，比如常用的方法有磁粉法、液体渗透法还有涡流法等。具体的检测步骤是将特殊的材料涂抹到需要检测的部位，并让这些材料进行渗透到指定的开口处。在渗透好了之后，需要检测人员清除多余的渗透液体，并在需要检测的位置涂上显像剂。显像剂会不断的移动，有些缺陷的部位会有残留的特殊材料会吸附移动过来的显像剂。这时只需要将特殊的光源去进行照射，缺陷的部位因为吸附力显像剂被体现出来，这样通过人眼就能一眼观察到有缺陷的部位[2]。这种渗透检测的方式是一种使用时间比较长的方式，他的检测原理是毛细管作用，主要用于表面开口的一种无损检测方式，这种检测方式操作过程简单，使用的检测设备也很简单，并不需要电源和水源等外部条件，因此非常适合野外的检测。但是随着科学技术的不断创新，这种无损检测方式已经被逐渐的取代，因为使用这种检测方式检测时需要对检测的位置进行处理，保证检测表面的干净整洁。需要花费很长的时间，检测效率低下，也无法检测一些不规则的部位。此外因为渗透剂或者磁粉等都会对铁材质的部件产生影响，因此在使用渗透剂或磁粉等进行检测之后需要清洗该检测位置。

2.3 内部检测技术的应用

内部检测主要使用的是超声波、射线照相等技术，来检测传播的缺陷部位的大小和深度。超声波探伤具体的原理是利用超声探测仪在船舶需要检测的部位进行传播，当超声波束通过探头在传播的内部进行不断地反射，在当遇到有缺陷的部位和没有缺陷的部位时产生的脉冲波是不一样的，最终通过波形来判断缺陷的具体情况。射线探伤的具体原理是通过射线进行无损检测的方式，射线的衰减可以反映出缺陷的位置和大小[3]。这种射线探伤的方式不管是金属还是非金属都能使用。射线探伤可以对气孔裂纹还有金属内部缺陷都能有效的检测，通常情况下，就会用到X射线和γ射线两种，这两种射线有着不同的穿透力，但是因为X射线的速度更快，因此在船舶业中使用频率更高。射线照相探伤的原理是因为检测物体厚度和密度不同吸收的射线也会不同，因此会导致底片感光方面有不同。当检测的物体密度大时底片的感光较轻，检测的密度小时因为射线比较容易通过所以感光比较重，进而通过底片的感光轻重来判断质量。但是在使用射线检测时，需要检测人员找准射线和被检测部位的摄入角度，因为摄入角度的控制是使用射线检测技术的重要前提条件。根据检测检验和相关的文献记载，在使用射线检测时最好让X射线和裂纹的方向保持平行，这样的监测结果更精确。倘若x射线和裂纹的角度不正确，或者发生裂纹和x射线的方向出现交叉就会让检测结果变得不准确，进而影响到射线检测形成的图像。因为在x射线和裂纹的方向交叉以后，射线检测图像中会发生水平方向的变宽，还会影响到图像的清晰度，最终对检测结果产生不利的影响。如果x射线和裂纹的方向是垂直的，会很难从射线图像看出裂纹的缺陷。在使用射线进行船舶无损检测时，检测人员应该做好一定的防护措施，因为射线是危害人的身体健康[3]。

3 船舶无损检测新技术的应用

3.1 TOFD检测技术的应用

TOFD无损检测技术是在声波衍射的基础上研发出的一种更加先进的监测技术。声波的衍射是一种物理现象，当声波的波面遇到障碍物或者孔洞后，声波波面会发生散射传播。经过详细的分析研究可知，每一种介质上的波阵面中的数不清的点可以当作波源来发射子波，当这些波源发射以后会变成一个新的波面。TOFD检测技术在使用时，会用到两个宽带窄脉冲的探头，这两个探头的主要作用是用来收发和检测声波的，在检测时，可以将探头放在焊接的中心线上。在进行工作时，发射探头会发出纵波波束，并且这些纵波波束不是聚集的状态，在找到合适的角度进行船舶构件中，波束会沿着构件的表面进行传播，在传播了一段时间之后，负责接收的探头会接收传回来的波束。这时检测人员可以将收集到的波束数据进行整理和分析，就可以清楚地知道船舶构件中是否存在缺陷，以及缺陷的具体位置和情况。TOFD检测技术的检测速度很快，并且可以检测的范围很广，重复性很强，和传统的船舶无损方式相比有着很多的优势[4]。再将TOFD检测技术和计算机技术进行连接以后，可以自动的分析搜集的数据，并将监测的结果进行自动的存储。此外还有扫描成像的功能，使得检测人员可以直观地看到船舶内部构件的问题，提高了船舶检测的质量和效率。但是该项技术也有一定的缺点，比如会受到信号的干扰，在接近表面时会产生信号的盲区，因此在实际的使用中需要和其他的检测技术相结合，才能完成船舶的检测任务[4]。

3.2 PAUT检测技术的应用

PAUT检测技术是超声相控阵技术，其应用的范围比较广，发展的时间也很长，距今已有近30年的发展时间了。在这项技术刚开始的使用阶段，主要是在医学方面去使用，因为PAUT检测技术本身很复杂，成本也很高，所以很难在船舶业中进行投入使用。随着我国科学技术的飞速发展，这项技术已经有了很大的进步和改变，在各行业的无损检测中都能够使用PAUT检测技术，在我国的核工业和航空事业中也会用到该项技术。目前我国的信息技术不断地改进和优化，可以让信号数字形式进行随意的转换和识别，这对于现代化的建设来说有着重大的意义，所以在船舶检测中也会经常使用PAUT检测技术。在我国目前的船舶无损检测中该项技术被广泛应用的同时也取得了良好的使用效果。PAUT检测技术是很多个探头晶片组成的，这些探头晶片的排列是有规律的，在使用中会按照规定的时间逐个的激活晶片，进而形成波阵面去控制超声束，体现出超声波的波束扫描和聚焦的功能。

4 船舶修造无损检测技术应用的基本要求

4.1 保证质量和效率

质量保证本身就是无损检测必须满足的条件，是一个有序的管理过程，能够保证技术应用结果的客观性与可靠性，船舶生产更是对无损检测的质量提出了严格的要求。具体来讲，工作人员必须具备相对应的资格和能力，要按照国家的规定和行业标准执行操作，要参考具体法律法规参与培训考核和鉴定取证等活动，只能从事与证书相关的检测工作。在使用无损检测设备的工具的时候，除了要保证生产厂家的资格之外，还需要认真检查设备与仪器的质量保证书和使用说明，并定期展开保养和维修，排查潜在的风险和隐患，在规定的间隔内重新校验或者是鉴定。另外，工作人员要保证自身的操作步骤符合行业标准，不能随意进行改动或者是调整，否则要承担相应的责任[5]。

4.2 作业的质量控制

影响无损检测作业质量的原因是多种多样的，工作人员要认真分析主客观因素，避免出现失误。具体来讲，法律法规，规程，规范中标注的内容，工作人员要认真解读，熟悉基本的流程和步骤，在必要的情况下参与实践演练。同同时，从业人员的资格鉴定与认证也不可忽视，这一环节直接影响工作人员自身的素质和能力，鉴定机构好热认证机构必须秉持自身的理念，针对从业人员的知识，技能，经验等方面进行全方位评估，给予客观公正的认证。另外，由于无损检测的对象并不完全统一，涉及到船舶的各个部位，所以对设备和仪器的使用也提出了多元化的要求，在这种情况下，必须要针对不同的工具进行性能测试。在使用消耗性材料的时候，必须要保证受检件自身的质量，确保消耗性材料性能的合格。而且，必须要针对工作人员的作业情况进行全方位的监督和管理，及时记录在案，防止出现不合格的操作行为。

5 结语

在船舶业中需要使用无损检测的部位很多，对于检测技术的要求比较高，充分的利用无损检测技术保证船舶的正常使用。在实际的船舶无损检测中由传统检测技术和新检测技术的应用，每一项船舶无损检测技术都是有着各自的优点和缺点，但是随着我国科学技术的不断进步，新的检测技术已经被广泛的应用到船舶检测中，有效的提升了船舶检测的效率和质量，进而保证了船舶今后的正常使用。