基于規(guī)范和實(shí)船對(duì)無(wú)損檢測(cè)進(jìn)行研究

譚安全，涂佳琪

（1.中國(guó)船級(jí)社重慶分社，重慶 401121；2.重慶大學(xué)，重慶 401121）

基于規(guī)范和實(shí)船對(duì)無(wú)損檢測(cè)進(jìn)行研究

譚安全1，涂佳琪2

（1.中國(guó)船級(jí)社重慶分社，重慶 401121；2.重慶大學(xué)，重慶 401121）

介紹了無(wú)損檢測(cè)在船舶建造中的重要作用，對(duì)相關(guān)規(guī)范關(guān)于無(wú)損檢測(cè)的要求進(jìn)行了研究，梳理了船舶建造無(wú)損檢測(cè)工藝編制中容易疏忽的問題和值得特別關(guān)注的情況。結(jié)合船東、船廠的意見，對(duì)船舶無(wú)損檢測(cè)的控制方式提出了相關(guān)建議，希望有助于船舶建造無(wú)損檢測(cè)工藝設(shè)計(jì)更趨合理。

船舶；規(guī)范；超聲波檢測(cè)；射線檢測(cè)；無(wú)損檢測(cè)

0 引言

隨著中國(guó)造船業(yè)的崛起，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在船舶工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛[1]，技術(shù)要求也越來(lái)越高。船舶建造過程中，無(wú)損檢測(cè)工藝是指導(dǎo)船廠排查船舶焊接質(zhì)量安全隱患的重要工藝文件，是保障船舶焊接質(zhì)量的重要手段。作者對(duì)近年來(lái)船廠提供船舶無(wú)損檢工藝進(jìn)行了認(rèn)真梳理，同時(shí)結(jié)合規(guī)范和法規(guī)的要求，匯總了無(wú)損檢測(cè)工藝批編制中容易出現(xiàn)的典型問題，主要發(fā)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)點(diǎn)位布置區(qū)域和數(shù)量不滿足法規(guī)要求，對(duì)此不足之處進(jìn)行了探討，一方面有利于提高工藝文件的正確性，另一方面也能促進(jìn)船廠工藝的學(xué)習(xí)和提高，保障船舶的焊接質(zhì)量。

1 規(guī)范要求

對(duì)于船舶無(wú)損檢測(cè)，《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》和《材料與焊接規(guī)范》都有詳細(xì)要求，且有所區(qū)別，具體要求如下：

《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范(2015)》第1章、第4節(jié)1.4.6項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)[2]

1.4.6 無(wú)損檢測(cè)

1.4.6.3 船中部0.5 L范圍內(nèi)強(qiáng)力甲板和外板的射線拍片張數(shù)n，應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值的整數(shù)值：

式中，i為船中部區(qū)域內(nèi)縱橫向?qū)雍缚p交叉點(diǎn)的總數(shù)；WT為船中部區(qū)域內(nèi)橫向?qū)雍缚p的總長(zhǎng)，m；WL為船中部區(qū)域內(nèi)分段合攏的縱向?qū)雍缚p的總長(zhǎng)，m。

1.4.6.4 船中 0.5 L范圍以外的強(qiáng)力甲板和外板，拍片數(shù)量一般為本節(jié) 1.4.6.3規(guī)定區(qū)域數(shù)量的10%～20%，且允許采用適量的超聲波檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。

1.4.6.5 甲板、船底和舷側(cè)縱向構(gòu)件（縱桁和縱骨）的對(duì)接接頭，在船中部0.5 L范圍內(nèi)每5個(gè)檢查1個(gè)，0.5 L范圍外每10個(gè)檢查1個(gè)；當(dāng)上述部位的縱向構(gòu)件采用球扁鋼時(shí)，其對(duì)接接頭在船中部0.5 L范圍內(nèi)每10個(gè)檢查1個(gè)，0.5 L范圍外每20個(gè)檢查1個(gè)。

1.4.6.6 強(qiáng)力甲板上且在船中部0.4 L范圍內(nèi)連續(xù)的艙口圍板，應(yīng)對(duì)圍板和面板的對(duì)接接頭進(jìn)行檢查。

《材料與焊接規(guī)范(2015)》第3篇、第5章、第3節(jié)5.3.2焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)[3]：

5.3.2 焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)

5.3.2.4 對(duì)于在船中0.6 L范圍內(nèi)的船體強(qiáng)力甲板和外板（除5.3.2.6規(guī)定加強(qiáng)檢驗(yàn)者外），無(wú)損檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)量n可以按下式計(jì)算：

式中，k為船中0.6 L內(nèi)板列的平均寬度，m，可按下式計(jì)算：k=(船中橫剖面處周長(zhǎng))/(橫剖面處板列數(shù))；i為船中0.6 L內(nèi)的縱、橫向?qū)雍缚p交叉處的總數(shù)；WT為船中0.6 L內(nèi)的橫向?qū)雍缚p的總長(zhǎng)，m；WL為船中0.6 L內(nèi)的分段合攏的縱向?qū)雍缚p的總長(zhǎng)，m。

5.3.2.5 在船中 0.6 L以外船體強(qiáng)力甲板和外板，拍片數(shù)量約為 5.3.2.4規(guī)定區(qū)域數(shù)量的10%～20%，且允許采用適量的超聲波檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。

其中，關(guān)鍵區(qū)域（如軸包板、艏艉柱區(qū)域、艏部波浪抨擊區(qū)和冰區(qū)加強(qiáng)區(qū)域等）的檢測(cè)密度應(yīng)大于其他區(qū)域。

5.3.2.6 重要部位的焊縫應(yīng)按下列要求采用射線或超聲波（除另有規(guī)定者外）進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)：

1）液艙水密艙壁、內(nèi)底板、底邊艙斜板上的焊縫交叉點(diǎn)，每4個(gè)檢測(cè)1個(gè)；

2）位于船底、舷側(cè)以及甲板上的縱骨和縱桁對(duì)接接頭，在船中0.4 L范圍內(nèi)每10個(gè)檢測(cè)1個(gè)，0.4 L范圍外每20個(gè)檢測(cè)1個(gè)；

3）強(qiáng)力甲板艙口角隅嵌補(bǔ)板周界對(duì)接焊縫，每一角隅轉(zhuǎn)角處至少進(jìn)行2處無(wú)損檢測(cè)。

2 規(guī)范比較

進(jìn)一步對(duì)兩個(gè)規(guī)范（2015）進(jìn)行比較分析，可以發(fā)現(xiàn)其對(duì)船舶無(wú)損檢測(cè)的要求存在相同和不同點(diǎn)，見表1。

表1 關(guān)于無(wú)損檢測(cè)要求對(duì)比情況

兩者要求的相同點(diǎn)：射線拍片位置明確為“強(qiáng)力甲板與外板”，即通過計(jì)算公式所得n值應(yīng)全部布置于計(jì)算區(qū)域內(nèi)的“強(qiáng)力甲板與外板”上。

兩者要求的不同點(diǎn)：

1）射線拍片數(shù)量要求不同

《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》要求船中0.5 L內(nèi)n=0.25(i+0.1WT+0.1WL）；而《材料與焊接規(guī)范》要求船中0.6 L內(nèi)n=0.16k(i+0.1WT)+ 0.04WL；k=(船中橫剖面處周長(zhǎng))/(橫剖面處板列數(shù))。

根據(jù)內(nèi)河船舶建造情況，外板普遍寬度為1.8 m或2 m，因此按k取1.8 m或2 m的外板寬度計(jì)算，0.16k為0.288或0.3，均大于0.25。由此可以看出《材料與焊接規(guī)范》所述計(jì)算公式中計(jì)算參數(shù)i、WT、WL前的系數(shù)均大于《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》的要求。

由此可得，對(duì)于射線拍片數(shù)量，《材料與焊接規(guī)范》要求稍多。

2）骨材對(duì)接接頭探傷檢測(cè)數(shù)量不同。

《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》要求甲板、船底和舷側(cè)縱向構(gòu)件（縱桁和縱骨）的對(duì)接接頭，在船中部0.5 L范圍內(nèi)每5個(gè)檢查1個(gè)，0.5 L范圍外每10個(gè)檢查1個(gè)；當(dāng)上述部位的縱向構(gòu)件采用球扁鋼時(shí)，其對(duì)接接頭在船中部0.5 L范圍內(nèi)每10個(gè)檢查1個(gè)，0.5 L范圍外每20個(gè)檢查1個(gè)；《材料與焊接規(guī)范》要求位于船底、舷側(cè)以及甲板上的縱骨和縱桁對(duì)接接頭，在船中0.4 L范圍內(nèi)每10個(gè)檢測(cè)1個(gè)，0.4 L范圍外每20個(gè)檢測(cè)1個(gè)。

根據(jù)分析可得，《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》對(duì)骨材對(duì)接接頭的檢測(cè)數(shù)量要求更多，幾乎是《材料與焊接規(guī)范》要求數(shù)量的2倍。

3 實(shí)船存在問題

結(jié)合近年來(lái)船廠提供無(wú)損檢測(cè)工藝中存在的問題，對(duì)無(wú)損檢測(cè)工藝中比較突出、普遍的問題進(jìn)行了分析。

1）由于最近幾年建造船舶均為雙底雙殼結(jié)構(gòu)，為了對(duì)船舶焊縫全面覆蓋，船廠會(huì)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)內(nèi)底板和內(nèi)舷板上的對(duì)接焊縫布置射線片位，但這部分拍片數(shù)量并沒有單獨(dú)統(tǒng)計(jì)，往往包含在規(guī)范公式計(jì)算所得強(qiáng)力甲板與外板拍片數(shù)量的n值內(nèi)，導(dǎo)致0.5 L或0.6 L范圍內(nèi)強(qiáng)力甲板和外板布片數(shù)量少于實(shí)際計(jì)算n值，不滿足規(guī)范要求。

2）實(shí)際船舶拍片總量滿足規(guī)范要求，但具體某些區(qū)域內(nèi)拍片數(shù)量小于規(guī)范要求數(shù)量，這種情況往往出現(xiàn)在0.5 L或0.6 L的分界處，由于0.5 L或0.6 L（內(nèi)/外）布置較多，導(dǎo)致0.5 L或0.6 L（外/內(nèi)）數(shù)量不足。

規(guī)范中強(qiáng)調(diào)船體焊縫無(wú)損檢測(cè)的數(shù)量和位置可根據(jù)實(shí)際情況由船廠和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)船師商定。實(shí)際操作中，應(yīng)該在滿足規(guī)范明確要求各個(gè)區(qū)域探傷數(shù)量的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際焊縫情況，船廠應(yīng)對(duì)局部焊縫較差區(qū)域增加無(wú)損檢測(cè)數(shù)量，增加無(wú)損檢測(cè)總數(shù)量；而不是在無(wú)損檢測(cè)總數(shù)量不變的情況下，增加某些局部焊縫質(zhì)量較差的無(wú)損檢測(cè)數(shù)量，如若這樣調(diào)整，就會(huì)造成其他區(qū)域無(wú)損檢測(cè)數(shù)量不足。

3）對(duì)于客船、客滾船等多層甲板船舶，沒有區(qū)分強(qiáng)力甲板和非強(qiáng)力甲板，比較常見的是將主甲板和上甲板的拍片數(shù)量都計(jì)入計(jì)算所得強(qiáng)力甲板的拍片數(shù)量中，導(dǎo)致實(shí)際布置于強(qiáng)力甲板和外板的片位少于規(guī)范要求。

給出如下建議。首先明確強(qiáng)力甲板，并在強(qiáng)力甲板和外板上布置不少于規(guī)范計(jì)算數(shù)量的檢測(cè)片位，然后根據(jù)實(shí)際焊縫情況，在非強(qiáng)力甲板上布置適量片位。

4 實(shí)例說(shuō)明

某新造船，建造時(shí)適用《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范(2009)》及 2012修改通報(bào)、《材料與焊接規(guī)范(2009)》及2012修改通報(bào)，強(qiáng)力甲板為上甲板。

船廠提交無(wú)損檢測(cè)工藝中描述：按照《材料與焊接規(guī)范》第5.3.2.4要求，船舶0.6 L內(nèi)強(qiáng)力甲板和外板拍片數(shù)量，公式計(jì)算n=105張。

實(shí)際無(wú)損檢測(cè)圖中片位布置為：主甲板片數(shù)為7張；內(nèi)底板片數(shù)為7張；內(nèi)舷板片數(shù)為6張；0.6 L內(nèi)上甲板（強(qiáng)力甲板）片數(shù)為19張；0.6 L外強(qiáng)力甲板片數(shù)為3張；0.6 L內(nèi)外板片數(shù)為72張；0.6 L外外板片數(shù)為7張。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：實(shí)船總片數(shù)為7+7+6+19+3+72+7=121張；0.6 L內(nèi)強(qiáng)力甲板+外板片數(shù)為19+72=91張，小于n=105張；0.6 L外強(qiáng)力甲板+外板片數(shù)為3+7=10張，小于105×(10%-20%)張。

可見實(shí)船0.6 L內(nèi)、0.6 L外的強(qiáng)力甲板+外板拍片數(shù)均小于規(guī)范要求數(shù)量。

出現(xiàn)該問題的原因，分析如下：

1）雖然總片數(shù)121張，看似遠(yuǎn)超出規(guī)范計(jì)算所得拍片數(shù)量，卻忽略了船舶強(qiáng)力甲板和外板片數(shù)的要求。根據(jù)無(wú)損檢測(cè)圖，主甲板布片7張，內(nèi)底板布片7張，內(nèi)舷板布片6張，在這些位置布片并沒有問題，問題在于這部分片位數(shù)量20張不能包含在“強(qiáng)力甲板和外板”的片位數(shù)量中，應(yīng)單獨(dú)納入船舶總的無(wú)損檢測(cè)數(shù)量。

2）此船上甲板為強(qiáng)力甲板，因此在主甲板上布置的片位不能計(jì)入強(qiáng)力甲板的拍片數(shù)量中。

對(duì)上述問題修改后，工藝滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)論

根據(jù)對(duì)上述規(guī)范梳理，各個(gè)規(guī)范對(duì)船舶無(wú)損檢測(cè)的要求存在差異，但各有側(cè)重點(diǎn)。此處簡(jiǎn)單歸納如下：

1）《材料與焊接規(guī)范》主要針對(duì)焊接工藝認(rèn)可、焊工資格考核以及焊接材料的認(rèn)可。《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》要求，焊縫設(shè)計(jì)適用該規(guī)范規(guī)定的船體結(jié)構(gòu)焊縫，而鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能以及船體結(jié)構(gòu)焊接工藝應(yīng)符合《材料與焊接規(guī)范》規(guī)定。《焊接檢驗(yàn)指南》主要適用于滿足《材料與焊接規(guī)范》中規(guī)定的船體結(jié)構(gòu)焊接，對(duì)焊工考試、焊接工藝設(shè)計(jì)、無(wú)損檢測(cè)方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)作了要求。《河船法定建造檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》[4]是法定要求，無(wú)損檢測(cè)相關(guān)規(guī)定同《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范(2009)》一致。

2）通過規(guī)范追溯梳理，關(guān)于無(wú)損檢測(cè)規(guī)定從包含與被包含關(guān)系可得出，《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范(2009)》與《河船法定建造檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程(2011)》要求相同，均屬于近些年版本較老，要求較低，數(shù)量較少的規(guī)定。《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》通過不斷修改，至今已更新到2015版本，且涉及無(wú)損檢測(cè)的修改均呈現(xiàn)要求更高、數(shù)量增加和位置增多等趨勢(shì)。但《河船法定建造檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》至今4年未更新，因此實(shí)船采用《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》確定無(wú)損檢測(cè)位置和數(shù)量，必定高于法定要求，即高于按照《河船法定建造檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》所確定的位置和數(shù)量。

3）根據(jù)近年內(nèi)河船舶建造情況，船體外板普遍寬度為1.8 m或2 m，按照《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》和《材料與焊接規(guī)范》中的公式分別計(jì)算，可得出所述計(jì)算公式中計(jì)算參數(shù)i、WT、WL前的系數(shù)均為后者較大，即拍片數(shù)量較多。并綜合分析可得：《材料與焊接規(guī)范(2015)》關(guān)于無(wú)損檢測(cè)方面高于《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范(2015)》。并且隨著船體外板寬度的增加，拍片數(shù)量逐漸增多。從規(guī)范對(duì)無(wú)損檢測(cè)的要求，包括數(shù)量和位置，相對(duì)而言，《材料與焊接規(guī)范》要求最高，其次為《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》，而《河船法定建造檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》與前者2009版本要求一致。

4）對(duì)內(nèi)河船舶無(wú)損檢測(cè)工藝給出個(gè)人建議

對(duì)于CSAD船舶，無(wú)損檢測(cè)工藝建議按照《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》確定檢測(cè)位置和數(shù)量，相關(guān)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)按照《材料與焊接規(guī)范》執(zhí)行。

對(duì)于非CSAD船舶，無(wú)損檢測(cè)工藝建議按照《河船法定建造檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》確定檢測(cè)位置和數(shù)量。根據(jù)實(shí)船計(jì)算（此處省略），按照《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》計(jì)算的數(shù)量大于按照《河船法定建造檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》計(jì)算數(shù)量，因此，非CSAD船舶亦可按照《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》確定檢測(cè)位置和數(shù)量。

5）無(wú)損檢測(cè)工藝確定射線檢測(cè)位置和數(shù)量需注意：

（1）公式計(jì)算數(shù)量n值只針對(duì)船體外板和強(qiáng)力甲板射線檢測(cè)數(shù)量，船舶實(shí)際布片時(shí)，要確保0.5 L或0.6 L（內(nèi)/外）的射線檢測(cè)數(shù)量不小于規(guī)定數(shù)量；

（2）對(duì)于多層甲板船，注意區(qū)分主甲板和上甲板，明確強(qiáng)力甲板位置；

（3）對(duì)于內(nèi)舷板、內(nèi)底板、非強(qiáng)力甲板等區(qū)域布片數(shù)量應(yīng)單獨(dú)計(jì)算，要與強(qiáng)力甲板和外板拍片數(shù)量計(jì)算值n區(qū)分開。

[1]景艷.無(wú)損檢測(cè)在船舶焊接中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2012(5)： 32-34.

[2]中國(guó)船級(jí)社.鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范[S].2015.

[3]中國(guó)船級(jí)社.材料與焊接規(guī)范[S].2015．

[4]中國(guó)海事局.河船法定建造檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程[S].2011．

[5]屠耀元.無(wú)損檢測(cè)在船舶工業(yè)中的應(yīng)用[J].金屬加工：熱加工,2008(16)： 41-44.

Study of Non-destructive Test Based on Rules and Real Ship

TAN Anquan1，TU Jiaqi2
(1.China Classification Society Chongqing Branch,Chongqing 401121,China; 2.Chongqing University,Chongqing 401121,China)

The paper describes the importance of non-destructive testing in ship construction.The provision of the relevant rules is studied.It summarizes the common problem of the non-destructive testing scheme in the process of ship construction,and collects some deserve special attention.Some advices are given about the control of the non-destructive testing for the ship,which could be helpful for the non-destructive testing technology design in the ship construction to be more reasonable.

ship; rule; ultrasonic test; radiographic inspection; non-destructive test

U665

A

10.14141/j.31-1981.2017.05.001

譚安全（1986—），男，工程師，碩士研究生，研究方向：船舶建造檢驗(yàn)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析。