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可用于游艇维修和调查的超声探伤仪,为您的旅途保驾护航

时间:2022-07-12 点击次数:99

在船舶行业中,超声检测(UT)可以无损方式探测到船只、游艇和其他海洋船舶的缺陷。常规UT检测有助于确保海运船舶符合监管要求和法律,以保障船员、乘客和货物的安全。

 

marineSOLUTIONS是一家主要以超声检测方式对游艇进行检测的国际游艇验船公司。

 

对新、旧海洋船舶进行检测

 

marineSOLUTIONS在东地中海地区提供游艇的验船、咨询和管理服务。该公司位于土耳其Turgutreis的Bodrum半岛,其主要工作是对新、旧海船进行检测,以验证海船的状况和价值,并确定和评估海船的损坏情况。验船工作可以为保险商提供详细的检测信息,以确定事故是否在承保范围之内,也可以为法律办公室提供详实的证据,以做好对船舶提出索赔的充分准备。

 

 

他们的验船工作包括使用EPOCH 650探伤仪对船舶进行超声检测。使用超声技术检测的船舶材料包括:

 

  • 由复合材料制成的船体和桅杆

  • 船板和船舶的其他部件

  • 焊缝

 

我们采访了材料科学工程师兼MarineSOLUTIONS的验船师Cem Baykent,了解了有关船舶行业超声检测的更多信息。

 

船舶检测和维护的挑战

 

国际船级社协会(IACS)提供了促进船舶和海上装置的安全、监管、合规和维护的系统。每个船级社都制定了技术标准规则。

 

尽管有这些标准,无损检测(NDT)在船舶行业中并不像在航空航天行业中那样要强制执行。此外,如果某个国际船级社(IACS)成员未对游艇或游船进行分类,则无需包括检测文件。由于游艇制造商大多具有工匠背景,许多建造技能并没有得到标准化。

 

大多数游艇在建造时也没有想到需进行检测。游艇的内部通常布满了衬里、设备、箱罐、线路和机械装置。这种设计可防止从游艇内部接触到船体外壳及其加固部位。因此,通常只有在强烈怀疑存在缺陷或损坏的情况下,才会对游艇进行拆卸。

 

船舶材料也为检测增加了挑战性。为了减轻重量,许多现代船只都由将纤维和树脂基质结合在一起的复合材料制成。纤维可以随机排列,然后压平成薄片(称为短切原丝毡)或编织成织物。纤维材料通常是玻璃、芳纶或碳;基体材料通常是聚合物,例如聚酯、乙烯基酯或环氧树脂。

 

由于纤维增强复合材料普遍用于船舶制造,而且船舶设计和材料的安全裕度不断降低(例如现代游艇的船体更薄),因此对材料进行表征和发现缺陷的需求也与日俱增。

 

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复合纤维层中的分层、瑕疵和缺陷

 

复合材料结构中隐藏的内部瑕疵和缺陷可能有多种来源:制造异常、施加的应力、弱点、事故或维修不当。瑕疵和缺陷会严重影响船舶结构的完整性。

 

MarineSOLUTIONS的检测人员通过无损超声检测来准确地定位和定量船只、游艇和其他海洋船舶中的缺陷、裂缝、孔隙、分层及其他缺陷。

 

了解超声检测在船舶工业中发挥的作用

 

简而言之,超声检测使用高频声能进行检查和测量。超声检测可用于探测和评估缺陷、进行尺寸测量和材料表征等工作。超声探伤仪使用可以产生声波的探头,并对声波离开探头,穿过被测材料,从反射体返回,并回到探头所用的时间进行测量。

 

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探头产生的声波脉冲在被测样件中传播,并从材料内侧或底面反射回来。

 

超声探伤仪可用于定位和定量各种材料和焊缝中的不连续性,例如:裂纹、孔隙、多孔性和脱粘等。几乎可以对任何工程材料进行缺陷检测。大多数检测涉及到钢和其他结构金属,不过,探伤仪也可以对塑料、复合材料、玻璃纤维及陶瓷成功进行检测。

 

探伤仪还可以相对准确地测量材料的厚度,不过,其设计目的并不是精密厚度测量。要了解更多信息,请参阅我们的超声缺陷探测辅导。无损检测技术(如探伤仪)是一种可在不造成任何损坏的情况下确定船舶部件或结构的完整性,并发现缺陷的有效方法。由于无损检测不会对材料造成损伤、施加应力或毁坏材料,因此在检测船舶的结构和部件时,可以节省时间和成本。无损检测可在船舶建造过程中、交付前、采购前、例行验船、损伤检测或作为维修后检测的一部分进行。在商用船舶行业中,会定期对钢制和铝制船舶进行超声无损检测,以探测并量化腐蚀情况。同样,超声无损检测也可用于测量复合材料结构的厚度和完整性。

 

检测金属材料中的结构焊缝是船舶工业中常见的超声无损检测应用。焊缝中的缺陷类型包括裂纹、未融合、未焊透、多孔性和夹渣。所有这些缺陷都可以通过超声检测方式探测。

 

将UT(超声检测)与NDT(无损检测)技术结合起来进行船舶检测

 

如果在船舶制造阶段没有NDT检测计划,通常就没有非商业船舶和游艇制造的参考标准。这就使得超声检测工作更具挑战性。

 

要迎接这些挑战,marineSOLUTIONS的检测人员必须运用他们的知识和经验。考虑到这一点,marineSOLUTIONS建立了一个小型实验室,以检测从多种复合材料类型到不同金属的不同船舶材料。

 

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Cem Baykent正在使用EPOCH 650探伤仪和M2008探头 对船舶的复合材料进行检测。

 

"在无损检测领域对复合材料进行超声检测仍然是一种鲜为人知、尚未开发的小众应用,因为没有任何法规或标准来指导人们如何和何时进行这种应用。因此,marineSOLUTIONS在很大程度上建立了自己的程序,并通过工程人员传授无损检测专业知识,”Cem说。

 

除了复合材料外,海洋船舶通常由铝或钢制成。几乎任何由金属制成的东西都会受到腐蚀,特别是在海洋环境中。

 

Cem指出,尽管船体完整性受损是一种主要的安全风险,但忽视金属船体检测的情况却出奇的普遍。简单地说,船体是部分浸在海里的船舶的外部结构外壳。它保护船上的货物、机械设备和住宿区免受天气、洪水和结构损坏的影响。

 

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Cem Baykent正在使用EPOCH 650超声探伤仪对一艘海船的船体进行检测

 

船舶定期会被吊上岸,从外部接受船板检测,即使只是进行目视检测和敲击检测。然而,游艇船体外部的填料、涂层和油漆层可能会使目视检测变得颇具挑战性。

 

除此之外,目视检测的洞察能力有限。腐蚀往往从内部开始,并逐步蔓延。只有在大部分材料因腐蚀而废掉后,才能通过常规方法从外部发现内部的损坏。

 

内部腐蚀主要发生在舱底检测时几乎无法观察到的区域。下到舱底进行目视检测常常会因箱罐、机械设备,及其他部件和结构的阻挡而受到限制。腐蚀情况如果未被发现或不加处理,会削弱船板,导致危险的泄漏,并最终导致结构故障。为了提高安全性并降低成本,必须要对船板进行定期检测。

 

在游艇验船中值得信赖的超声探伤仪

 

MarineSolutions不仅拥有一支经验丰富的团队,还拥有各种设备和标准样件,可以满足用户的各种要求。EPOCH 650探伤仪因为性能出色、使用方便,而脱颖成为设备中的中坚力量,深受团队信赖。

 

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奥林巴斯EPOCH 650超声探伤仪

 

对复合材料制成的船体和桅杆进行超声检测

 

在检测复合材料船舶结构和材料时,marineSOLUTIONS将EPOCH 650探伤仪与奥林巴斯M2008延迟块探头 (0.5 MHz,直径1英寸)配套使用。这款探头非常适合检测高衰减性复合材料结构。

 

“游艇的复合材料具有各向异性,从而使得检测更具挑战性。您可以使用M2008探头了解到各向异性材料的更多信息,”Cem解释道。“M2008非常强大,可使声波穿过厚厚的纤维增强聚合物(FRP)复合材料。这款探头不仅效力神奇,所提供结果也简单易懂。”

 

在检测复合材料时,超声检测可用于检测:

 

  • 层压板厚度的均匀性

  • 是否存在分层缺陷,并确定分层缺陷的类型

  • 是否存在孔隙和/或多孔性

  • 层压板的质量和粘接情况,以及修补部位的完整性

  • 层压板中的夹杂物和异物

 

对复合材料船舶和桅杆进行超声检测有许多优势,包括:

 

  • 从单侧接触被测部位,即可完成检测

  • 使用便携式设备,可在边远地区和高空中进行检测

  • 几乎无需或只进行少量的表面处理

  • 可非常准确地定位隐藏异常情况的准确位置,并确定其主要特征,如深度、大小和形状

  • 提供即时结果和数据

     

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Cem Baykent使用EPOCH 650探伤仪对复合材料船舶和桅杆进行超声检测

 

利用超声检测技术对船板进行腐蚀测量

 

marineSOLUTIONS公司使用EPOCH 650探伤仪的另一种方法是测量船板的腐蚀情况。

 

Cem解释说:“船体和桅杆损坏相当普遍,超声检测使我们有办法确定损坏的空间范围。检测结果会使所有相关人员紧张的心情放松下来,并为我们估算维修成本提供了宝贵信息。两者都是宝贵的优势。”

 

金属板的厚度可以使用超声测厚仪在无需去除填料、油漆层或其他涂层的情况下进行无损评估。值得注意的是,在测量带有点蚀的板材时,测厚仪要通过预设的算法减去最小板材厚度,因而有时会产生误导。

 

在这种情况下,marineSOLUTIONS会转而使用EPOCH 650探伤仪和DL4R-6X20(4MHz)双晶探头对金属材料进行腐蚀检测。这种仪器可以在屏幕上显示超声回波频谱。根据波形、衰减和相位偏移情况,经验丰富的NDT验船师可以推断出有关板材或结构的大量信息。验船师还必须区分真正的回波、虚假反射和衍射等信号。

 

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EPOCH 650超声探伤仪在检测一块逐渐出现点蚀的铝制船板时,其屏幕上显示出声谱图。声谱图中明显的双峰(最高峰在左侧)表明存在严重的点蚀。右图中显示的是相关的船板部位,通过目视检测,没有发现任何点蚀迹象。损伤被带有涂层的流线型外表面,以及阻隔了内部的箱罐和其他内部结构隐藏起来。

 

对焊缝进行超声检测

 

marineSOLUTIONS也使用EPOCH 650探伤仪和奥林巴斯AM4R-8X9-70角度声束探头对焊缝进行检测。

 

垂直声束技术可以高效探测到分层缺陷,但是在检测很多普通类型的焊缝时却效果不佳,因为在这些焊缝中,不连续性的方向一般不会与工件表面平行。焊缝几何形状、缺陷方向,以及焊冠或焊道的存在这些因素综合在一起,要求使用以一定角度生成的声束,从焊缝的一侧,对焊缝进行检测。

 

横波检测,也被称为角度声束检测,是一种主要用于焊缝检测的UT技术。在检测焊缝时,要以选定角度将横波发送到板材中,然后再操控探头对整个焊缝进行扫查。

 

在一般的检测中,声束会以生成的角度向下传播到被测样件的底面,然后再以相同的角度向上反射。前后移动探头会使声束扫查到焊缝的整个高度。这种扫查运动可以对整个焊缝体积进行检测,而且可以探测到焊缝的融合线处以及焊缝体积内的不连续性缺陷。

 

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角度声束探头是一种单晶探头,与楔块一起使用时,可以将折射横波或折射纵波传输到被测工件中。图中显示使用的是45°楔块

 

超声检测可以探测到以下焊缝中的缺陷:

 

  • 焊缝区域中的裂纹

  • 焊缝接合处的不连续性和未焊透

  • 焊缝接合处的未熔合

  • 焊缝接合处的多孔性

  • 焊缝接合处的夹渣

  • 变形的区域

  • 焊缝金属的分层

 

协同合作的力量

 

Cem提到了过去的一次验船经历:他使用EPOCH 650探伤仪发现了碳复合材料桅杆中的分层缺陷。Cem将缺陷情况汇报给客户,船主基于marineSOLUTIONS和奥林巴斯的声望,决定对游艇部件进行破坏性检测。对碳桅杆进行破坏性检测会使桅杆无法修复,也无法再使用。Cem说:“虽然是船主做出的决定,但是目睹一个高价值的碳桅杆因为我们的发现而经受破坏性检测,还是压力很大。尽管如此,我们仍然对自己的专业知识和奥林巴斯设备的可靠性充满信心。”。

 

检测结果是在我们报告的确切位置发现了缺陷,经过进一步检测后,还发现了一个制造缺陷。此次验船导致制造商为游艇更换了价值约为25万美元的整个桅杆。

 

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桅杆被截断并用砂纸打磨后,露出一个缺陷。这个缺陷首先由EPOCH 650探伤仪发现。

 

marineSOLUTIONS将会继续投资购买奥林巴斯的产品。“我们从未对产品的现场支持和可靠性感到过失望,”Cem说。

 

Cem补充道:“在超声无损检测领域,奥林巴斯是一个口碑良好、久负盛名的品牌。在各地多个国家,我们的客户曾将我们提供的超声检测结果提交给法院,并取得了可复制的成功。”

 

 

 

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