船舶钢结构检测中对无损探伤技术的应用

船舶钢结构检测中对无损探伤技术的应用

巫文杰 韩强

扬州中远海运重工有限公司 江苏 扬州 225200

摘要：随着我国现代经济的发展，船舶已成为市场经济中最重要的运输方式之一。近年来，我国船舶和海洋工程整体不断发展，随着我国生产技术的不断提高，船舶钢结构也得到了优化。近年来，无损检测已成为我国船舶材料检验的流行趋势。本文主要介绍无损探伤检测的目的和意义，为我国船舶钢结构检测技术提供参考意见。

关键词：无损探伤技术；船舶钢结构；检测工艺；应用

引言

NDT在中国称为无损检测，在国际上称为非破坏性检查。通常，无损检测测试涉及工程技能和科学研究。狭义的无损检测是利用电、磁、声、光等特性对物体进行物理测量或材料质量检测，而不损坏或影响物体性能的综合性技术科学。其主要内容是发现材料中的缺陷，明确定位、量化和定性发现的缺陷，然后对材料或部件进行评价或对使用中的设备进行动态安全监测。就材料而言，是测量和测试温度、应力和硬度等物理和机械性能的测试范围。

1.无损检测的概念

所谓无损检测的定义是，在不影响原使用性能的情况下，借助一些化学或物理手段，如光波、声波、电磁波等，借助先进的技术和设备，进行设备整体检测，检查对象的内部和表面范围。这些检查不仅可以发现设备材料的明显缺陷，还可以对整个设备的结构进行评估，对设备使用进行动态安全监控。

2.无损检测的重要意义

随着现代工业的不断发展，各种机械设备的使用在我国越来越普遍，但在设备的检验和缺陷检测存在一定的不足。无损探伤技术可以更好地保证我国机械设备在要求的领域内安全运行，不仅可以提高工程的竣工效率，而且对我国经济的发展也具有重要的意义。无损检测的重要意义在于大致归纳为以下四类：

2.1 检测意义

无损检测可以根据相关部门的质量认可标准对被检机器进行相应的实时监测，该技术不仅可以检测机器表面结构问题，还可以探索更深层次的结构问题。通过无损探伤控制设备质量，更能保证设备的顺利运行，为完善整体质量和效果提供可靠保证。

2.2 经济意义

无损检测可以实时监控整个设备的材质和结构，所以无损检测可以提前防止设备损坏，可以显着降低整个设备的制造成本，并在出现问题时在测试期间及时发现，可以采取有效措施，降低设备返工成本。无损探伤检测可以为维护人员在设备未来运行出现问题时提供重要依据，方便拆解使用，避免废弃材料的浪费。可进行重复使用，使整个机械工艺得到可持续发展。

2.3公益性意义

在我国机械制造中，科学合理的制造技术和方法对整个设备的完整性具有重要意义。无损检测技术利用电磁波、光波、声波来检测设备缺陷和人员无法看到的极微小的结构不合理状况，无损检测的实时动态监测可以检测到这些问题。适时的调整或修改可为以后的设备处理提供参考，为整体设备设计和工艺处理的协调和改进奠定基础。

2.4维护性意义

设备在工作和施工过程中经常会出现一些损坏，另外，设备损坏也会给工人的安全带来很大的隐患，而无损检测技术可以对设备进行定期监测。使隐患可以实时发现，起到预防作用，这对于设备的顺利运行和操作人员的人身安全非常重要。

3.无损检测无损检测目的分析

完善的检测设备和先进的无损检测技术是保证设备安全运行和产品质量的重要前提，在该领域的实践可以提高经济效益。一般情况下，主要从以下四个方面分析无损检测NDT的目的： （1）侦探目的。无损检测参照相关产品的质量认可标准进行，可达到控制产品质量、提高产品安全可靠性的效果。（2）技术目的。在检验过程中，需要对工艺的可靠性和合理性进行附加分析，要特别注意热处理工艺、焊接工艺等工艺中隐藏问题的挖掘。可以借助无损检测技术检测肉眼无法观察到的缺陷，掌控设计和加工工艺的细节，提高产品质量。（3）经济目的。无损检测可以预防产品故障和问题，员工可以根据检测结果及时解决具体问题。即使产品需要返工和返修，这方面的检查也可以为返修工作提供参考，这方面的优化实践可以在降低生产成本的前提下提高生产效率。（4） 维护目的。无损检测可以对设备在运行条件下的安全进行全方位、立体的监控。

4.无损探伤检测技术应用于船舶钢结构检测中的具体分析

4.1外观直接检测

焊接是船舶钢结构连接最常用的方法，外观检验因其简单性在实际生产中得到了比较广泛的应用。这种方法常用于相关产品的成品检验，检查的一个重要环节是寻找焊缝的表面缺陷和尺寸偏差，这通常是通过目视观察来完成的，在某些情况下会使用标准模板、量规和放大镜等辅助工具。因此，外观的直接检查有时也称为“观察法”或“目视法”。

4.2 表面缺陷检测

表面缺陷无损检测，又称“渗透检测”，是船舶钢结构制造领域早期的一种表面缺陷检测方法。具体方法如下。首先，将含有荧光染料或有色染料的渗透溶液施加到零件表面。之后，观察变化，在“毛细管作用”下，渗透液体或有色染料可以渗透到表面有孔隙的缺陷中。在完成上述工作的基础上，需要去除零件表面多余的渗透剂，并将显影液涂抹在检测位置。利用相同的“毛细作用”，显影剂可以吸引残留在缺陷或部分裂纹中的渗透剂，使渗透剂返回显影剂。最后，通过使用特定的光源，可以在缺陷部位显示渗透液的踪迹，从而确定缺陷的形状和分布。

该方法操作简单，灵活性高，适应性强，可适用于各类零件的检测。虽然实践证明该方法对表面裂纹等缺陷的检测具有较高的灵敏度，但无法检测到非开口性缺陷和皮下缺陷。目前，船舶钢结构检验中应用最广泛的表面缺陷检测方法有以下三种：（1）煤油白粉检测法，煤油为渗透剂，石灰粉为显影剂。这是一种起步较早但仍在推广应用的检测方法，相对经济实用，但精度仍有待提高。 （2）颜色检验法，该法使用的渗透剂含有红色素、溶剂和渗透剂。由于该渗透剂为工业产品，因此具有更好的性能、更强的穿透力、更快的速度和更清晰的图像。在实施该方法时，应注意控制穿透时间，强调穿透时间应控制在合理范围内，以获得清晰的图像。（3）荧光检测是指用残留在零件表面的荧光渗透剂照射紫外线来完成探伤的方法。这里使用的渗透剂主要由荧光物质、溶剂和渗透剂组成。这种方法虽然具有操作简单、灵敏度高等特点，但需要在暗室中长期观察。长时间暴露在紫外线辐射下会对工人的身体产生不利影响。

4.3 焊缝内部缺陷的检测

超声波探伤和磁粉探伤主要用于检测焊缝内部缺陷。实践证明，这种技术克服了内部检查中难以实施的缺点，通过相关实践可以达到预期的效果。具体来说，超声波是一种频率在20000Hz以上的声波，具有很强的渗透性和渗透性，在现有工艺中具有明确的方向。超声波探伤方法主要是利用超声波的特性穿透金属材料，通过材料边缘的反射来检测材料中的结构缺陷。当超声波对材料内部结构造成问题时，超声波检测屏幕上会出现脉冲波形，并根据采集到的波形形状显示设备材料的缺陷、结构位置和范围。超声波不仅可以在非均匀介质中传播，而且可以在所有弹性介质中传播。依靠超声波进行内部缺陷检测，可以准确标记缺陷位置。磁粉探伤通常被称为“磁探”，因为它可以用于检查船舶钢由于铁磁材料的高磁导率而导致的内部缺陷。该方法虽然具有操作简单、精度高等特点，但仅适用于铁磁性材料的检测。而对于一些形状复杂的机器或表面材料比较粗糙的机器，超声波探伤技术无法检测出机器缺陷。

结语

随着我国现代科技和社会的发展，建筑业不断向船舶和海洋工程扩展，通信和海洋的制造技术也在不断提高，但船舶的检测方法仍局限于传统的检测方法，这些检测方法已不能满足当前船舶工业的生产规模和技术水平。船舶的整套设备和后续维护在未来将不断发展和完善，在我国的工业发展中，无损探伤技术对我国未来的工业发展具有十分重要的意义。

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