在船舶行業(yè)中,，超聲檢測（UT）可以無損方式探測到船只,、游艇和其他海洋船舶的缺陷。常規(guī)UT檢測有助于確保海運船舶符合監(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方式對游艇進行檢測的國際游艇驗船公司。
對新,、舊海洋船舶進行檢測
marineSOLUTIONS在東地中海地區(qū)提供游艇的驗船,、咨詢和管理服務。該公司位于土耳其Turgutreis的Bodrum半島,，其主要工作是對新,、舊海船進行檢測，以驗證海船的狀況和價值,，并確定和評估海船的損壞情況,。驗船工作可以為保險商提供詳細的檢測信息，以確定事故是否在承保范圍之內,，也可以為法律辦公室提供詳實的證據,，以做好對船舶提出索賠的充分準備。
他們的驗船工作包括使用EPOCH 650探傷儀對船舶進行超聲檢測,。使用超聲技術檢測的船舶材料包括：
由復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工程師兼MarineSOLUTIONS的驗船師Cem Baykent,，了解了有關船舶行業(yè)超聲檢測的更多信息。
船舶檢測和維護的挑戰(zhàn)
國際船級社協(xié)會（IACS）提供了促進船舶和海上裝置的安全,、監(jiān)管,、合規(guī)和維護的系統(tǒng)。每個船級社都制定了技術標準規(guī)則,。
盡管有這些標準,，無損檢測（NDT）在船舶行業(yè)中并不像在航空航天行業(yè)中那樣要強制執(zhí)行。此外,，如果某個國際船級社（IACS）成員未對游艇或游船進行分類,，則無需包括檢測文件,。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準化。
大多數(shù)游艇在建造時也沒有想到需進行檢測,。游艇的內部通常布滿了襯里,、設備、箱罐,、線路和機械裝置,。這種設計可防止從游艇內部接觸到船體外殼及其加固部位。因此,，通常只有在強烈懷疑存在缺陷或損壞的情況下,，才會對游艇進行拆卸。
船舶材料也為檢測增加了挑戰(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結合在一起的復合材料制成,。纖維可以隨機排列，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。
由于纖維增強復合材料普遍用于船舶制造,，而且船舶設計和材料的安全裕度不斷降低（例如現(xiàn)代游艇的船體更?。虼藢Σ牧线M行表征和發(fā)現(xiàn)缺陷的需求也與日俱增,。
復合纖維層中的分層,、瑕疵和缺陷
復合材料結構中隱藏的內部瑕疵和缺陷可能有多種來源：制造異常、施加的應力,、弱點,、事故或維修不當。瑕疵和缺陷會嚴重影響船舶結構的完整性,。
MarineSOLUTIONS的檢測人員通過無損超聲檢測來準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。
了解超聲檢測在船舶工業(yè)中發(fā)揮的作用
簡而言之,，超聲檢測使用高頻聲能進行檢查和測量,。超聲檢測可用于探測和評估缺陷、進行尺寸測量和材料表征等工作,。超聲探傷儀使用可以產生聲波的探頭,，并對聲波離開探頭，穿過被測材料,，從反射體返回,，并回到探頭所用的時間進行測量。
探頭產生的聲波脈沖在被測樣件中傳播,，并從材料內側或底面反射回來,。
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。幾乎可以對任何工程材料進行缺陷檢測,。大多數(shù)檢測涉及到鋼和其他結構金屬,，不過,，探傷儀也可以對塑料、復合材料,、玻璃纖維及陶瓷成功進行檢測,。
探傷儀還可以相對準確地測量材料的厚度，不過,，其設計目的并不是精密厚度測量,。要了解更多信息，請參閱我們的超聲缺陷探測輔導,。無損檢測技術（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構的完整性,，并發(fā)現(xiàn)缺陷的有效方法。由于無損檢測不會對材料造成損傷,、施加應力或毀壞材料,，因此在檢測船舶的結構和部件時，可以節(jié)省時間和成本,。無損檢測可在船舶建造過程中,、交付前、采購前,、例行驗船,、損傷檢測或作為維修后檢測的一部分進行。在商用船舶行業(yè)中,，會定期對鋼制和鋁制船舶進行超聲無損檢測,，以探測并量化腐蝕情況。同樣,，超聲無損檢測也可用于測量復合材料結構的厚度和完整性,。
檢測金屬材料中的結構焊縫是船舶工業(yè)中常見的超聲無損檢測應用。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方式探測,。
將UT（超聲檢測）與NDT（無損檢測）技術結合起來進行船舶檢測
如果在船舶制造階段沒有NDT檢測計劃，通常就沒有非商業(yè)船舶和游艇制造的參考標準,。這就使得超聲檢測工作更具挑戰(zhàn)性。
要迎接這些挑戰(zhàn),，marineSOLUTIONS的檢測人員必須運用他們的知識和經驗,。考慮到這一點,，marineSOLUTIONS建立了一個小型實驗室,，以檢測從多種復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 對船舶的復合材料進行檢測。
"在無損檢測領域對復合材料進行超聲檢測仍然是一種鮮為人知,、尚未開發(fā)的小眾應用,，因為沒有任何法規(guī)或標準來指導人們如何和何時進行這種應用。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專業(yè)知識，”Cem說,。
除了復合材料外,，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險,，但忽視金屬船體檢測的情況卻出奇的普遍,。簡單地說，船體是部分浸在海里的船舶的外部結構外殼,。它保護船上的貨物,、機械設備和住宿區(qū)免受天氣、洪水和結構損壞的影響,。
Cem Baykent正在使用EPOCH 650超聲探傷儀對一艘海船的船體進行檢測
船舶定期會被吊上岸,，從外部接受船板檢測，即使只是進行目視檢測和敲擊檢測,。然而,，游艇船體外部的填料、涂層和油漆層可能會使目視檢測變得頗具挑戰(zhàn)性,。
除此之外,，目視檢測的洞察能力有限。腐蝕往往從內部開始,，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)內部的損壞,。
內部腐蝕主要發(fā)生在艙底檢測時幾乎無法觀察到的區(qū)域,。下到艙底進行目視檢測常常會因箱罐、機械設備,，及其他部件和結構的阻擋而受到限制,。腐蝕情況如果未被發(fā)現(xiàn)或不加處理，會削弱船板，導致危險的泄漏,，并最終導致結構故障,。為了提高安全性并降低成本，必須要對船板進行定期檢測,。
在游艇驗船中值得信賴的超聲探傷儀
MarineSolutions不僅擁有一支經驗豐富的團隊,，還擁有各種設備和標準樣件，可以滿足用戶的各種要求,。EPOCH 650探傷儀因為性能出色,、使用方便，而脫穎成為設備中的中堅力量,，深受團隊信賴,。
奧林巴斯EPOCH 650超聲探傷儀
對復合材料制成的船體和桅桿進行超聲檢測
在檢測復合材料船舶結構和材料時，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高衰減性復合材料結構。
“游艇的復合材料具有各向異性,，從而使得檢測更具挑戰(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非常強大,，可使聲波穿過厚厚的纖維增強聚合物（FRP）復合材料。這款探頭不僅效力神奇,，所提供結果也簡單易懂,。”
在檢測復合材料時，超聲檢測可用于檢測：
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
層壓板的質量和粘接情況,，以及修補部位的完整性
層壓板中的夾雜物和異物
對復合材料船舶和桅桿進行超聲檢測有許多優(yōu)勢，包括：
從單側接觸被測部位,，即可完成檢測
使用便攜式設備,，可在邊遠地區(qū)和高空中進行檢測
幾乎無需或只進行少量的表面處理
可非常準確地定位隱藏異常情況的準確位置，并確定其主要特征,，如深度,、大小和形狀
提供即時結果和數(shù)據
Cem Baykent使用EPOCH 650探傷儀對復合材料船舶和桅桿進行超聲檢測
利用超聲檢測技術對船板進行腐蝕測量
marineSOLUTIONS公司使用EPOCH 650探傷儀的另一種方法是測量船板的腐蝕情況。
Cem解釋說：“船體和桅桿損壞相當普遍,，超聲檢測使我們有辦法確定損壞的空間范圍,。檢測結果會使所有相關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,。”
金屬板的厚度可以使用超聲測厚儀在無需去除填料、油漆層或其他涂層的情況下進行無損評估,。值得注意的是,，在測量帶有點蝕的板材時，測厚儀要通過預設的算法減去最小板材厚度,，因而有時會產生誤導,。
在這種情況下，marineSOLUTIONS會轉而使用EPOCH 650探傷儀和DL4R-6X20（4MHz）雙晶探頭對金屬材料進行腐蝕檢測,。這種儀器可以在屏幕上顯示超聲回波頻譜,。根據波形、衰減和相位偏移情況,，經驗豐富的NDT驗船師可以推斷出有關板材或結構的大量信息,。驗船師還必須區(qū)分真正的回波、虛假反射和衍射等信號,。
EPOCH 650超聲探傷儀在檢測一塊逐漸出現(xiàn)點蝕的鋁制船板時,，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）表明存在嚴重的點蝕,。右圖中顯示的是相關的船板部位,，通過目視檢測，沒有發(fā)現(xiàn)任何點蝕跡象,。損傷被帶有涂層的流線型外表面,，以及阻隔了內部的箱罐和其他內部結構隱藏起來。
對焊縫進行超聲檢測
marineSOLUTIONS也使用EPOCH 650探傷儀和奧林巴斯AM4R-8X9-70角度聲束探頭對焊縫進行檢測,。
垂直聲束技術可以高效探測到分層缺陷,，但是在檢測很多普通類型的焊縫時卻效果不佳，因為在這些焊縫中,，不連續(xù)性的方向一般不會與工件表面平行,。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,，對焊縫進行檢測,。
橫波檢測，也被稱為角度聲束檢測,，是一種主要用于焊縫檢測的UT技術,。在檢測焊縫時，要以選定角度將橫波發(fā)送到板材中,，然后再操控探頭對整個焊縫進行掃查,。
在一般的檢測中，聲束會以生成的角度向下傳播到被測樣件的底面，然后再以相同的角度向上反射,。前后移動探頭會使聲束掃查到焊縫的整個高度,。這種掃查運動可以對整個焊縫體積進行檢測，而且可以探測到焊縫的融合線處以及焊縫體積內的不連續(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，可以將折射橫波或折射縱波傳輸?shù)奖粶y工件中,。圖中顯示使用的是45°楔塊
超聲檢測可以探測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船經歷：他使用EPOCH 650探傷儀發(fā)現(xiàn)了碳復合材料桅桿中的分層缺陷,。Cem將缺陷情況匯報給客戶，船主基于marineSOLUTIONS和奧林巴斯的聲望,，決定對游艇部件進行破壞性檢測,。對碳桅桿進行破壞性檢測會使桅桿無法修復，也無法再使用,。Cem說：“雖然是船主做出的決定,，但是目睹一個高價值的碳桅桿因為我們的發(fā)現(xiàn)而經受破壞性檢測，還是壓力很大,。盡管如此,，我們仍然對自己的專業(yè)知識和奧林巴斯設備的可靠性充滿信心。”,。
檢測結果是在我們報告的確切位置發(fā)現(xiàn)了缺陷,，經過進一步檢測后，還發(fā)現(xiàn)了一個制造缺陷,。此次驗船導致制造商為游艇更換了價值約為25萬美元的整個桅桿,。
桅桿被截斷并用砂紙打磨后，露出一個缺陷,。這個缺陷首先由EPOCH 650探傷儀發(fā)現(xiàn),。
marineSOLUTIONS將會繼續(xù)投資購買奧林巴斯的產品。“我們從未對產品的現(xiàn)場支持和可靠性感到過失望,，”Cem說,。
Cem補充道：“在超聲無損檢測領域，奧林巴斯是一個口碑良好,、久負盛名的品牌,。在各地多個國家，我們的客戶曾將我們提供的超聲檢測結果提交給法院,，并取得了可復制的成功,。”
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