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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。在世界各地多个国家，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。”
