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无损检测新技术在舰船维修领域的发展及应用

 

    现代舰船已发展为集复杂化、模块化、信息化、智能化于一体的海上运输工具,由于其常年在海上运行,所以需要经常对舰船进行维修,其中,无损检测方法在维修中发挥的作用,越来越受到人们的重视。

    本文先介绍几种在舰船维修中常用的无损检测方法:

    (1)人工检测:人工检测即通过目视、耳听、鼻闻、手摸等方法,进行直接检查,这一方法简单、快捷,其缺点在于无法检测一些复杂构件,如带有包覆层、绝热层的舰船管道等,人工检测较为复杂。

    (2)表面及近表面检测:对被测物的表面及近表面进行检测,通常采用磁粉法、液体渗透法及涡流法,其缺点在于检测速度慢,必须对构件表面进行预先清洁,这一方法很难检测表面结构复杂的构件。

    (3)体积检测:体积检测即指对被测物的内部较深缺陷进行检测,通常会采用的无损检测方法包括超声波、射线照相检验等技术,其中超声检测需要进行耦合,容易漏检,对操作人员的技术水平要求较高;射线检测对人体有害,必须进行严格保护措施。

    以上所述的检测方法,都属于常规的无损检测技术,由于舰艇维修会遇到很多复杂问题,对无损检测技术提出了新的要求,因此有必要研究无损检测新技术、新方法,以弥补传统检测技术的不足。

    所谓无损检测新技术,即指在常规检测方法的技术上,结合现代先进技术,如物理、机械、电子、材料科学、计算机技术、传感器、信号处理技术及缺陷识别技术等,这些新技术的融合,使无损检测技术更加完善。目前,无损检测新技术主要包括:电磁声传感器方法、激光超声方法、光全息摄影或干涉技术、磁致伸缩传感器方法、混合超声技术、静电传感器技术及空气耦合传感器方法等,本文将介绍几种在舰艇维修中,应用最为广泛的技术。

(1)空气耦合

    常规超声检测需要进行耦合,然而,耦合剂并不适用于任何一种材料,如有些材料吸水或极容易被污染。根据这一特点,人们提出了超声波浸润检测技术,这一技术是一种研究许多新材料性能的比较流行的方法。

    这一方法最大的改进之处是传感器,人们发明了空气耦合超声波传感器代替传统的空气耦合传感器,这一传感器最大的优点在于使用空气偶和介质可以避免弄脏被检测物体,不需要液体耦合剂,实现快速扫描。这一方法的局限性在于灵敏度较低,然而,这一方法仍将成为未来材料无损评价技术中极为重要的方法之一。

(2)激光超声

    常规的超声检测中,超声波换能器无法产生很窄的单个超声脉冲,因此,人们提出了激光超声这一新技术,这一方法不仅可以重复产生很窄的超声脉冲,而且在时间和空间均具有极高的分辨率。

    激光超声不需要任何耦合剂,能够用于粉末、多孔材料、胶体及薄膜等通常接触式换能器不能激发超声的材料的检测。激光超声对被测试件要求较低,对表面粗糙、曲率大和几何形状十分复杂的物体均能检测,且易于在高温、高压、有毒和放射性等恶劣环境下进行超声检测,适合于超薄材料的检测和物质微结构的研究。

(3)磁致伸缩技术

     被测物在外磁场中被磁化后,其外形尺寸会发生变化,从而在铁磁体内激发弹性导波,其导磁率也将发生变化,反过来使波的传播特性发生变化,进而导致铁磁体内磁感应强度发生变化。这时,通过测量电压信号,即可检测出铁磁体构件中是否存在腐蚀、裂纹、破损等缺陷。

    磁致伸缩无损检测技术具有装置简单、操作容易、价格适中,并适用于铁磁性、非铁磁性、铁氧体等物质,能够实现非接触、大范围、长距离、快速检测。

    近年来,舰船装备工业正处于发展的转型期,正在由高能耗、高污染向绿色可持续方向发展,这对舰船维修技术同样提出了更高的要求,无损检测技术在其中起着不可替代的作用。相信随着无损检测新技术的不断应用,舰船维修领域将取得更大的突破。

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