海洋工程無損檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)探析

謝振

摘 要：在國際海洋汽油逐步向深海發(fā)展和推進(jìn)背景下，我國海洋工程即將迎來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和重大的機(jī)遇。海洋工程通常應(yīng)用高強(qiáng)度的鋼材裝備，因?yàn)楦邚?qiáng)度鋼材具有較差的焊接性，在加上復(fù)雜的裝備結(jié)構(gòu)，在惡劣的海洋環(huán)境中極易出現(xiàn)缺陷，降低了海洋工程裝備的使用性能和應(yīng)用期限。本文研究就針對(duì)海洋工程中無損檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行簡單闡述。

關(guān)鍵詞：海洋工程；無損檢測(cè)技術(shù)；特點(diǎn)；對(duì)策

在制造海洋工程裝備時(shí)，因?yàn)樾枰獙?duì)質(zhì)量進(jìn)行控制，為此，必須檢測(cè)各種使用材料、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物等，以此對(duì)其是否符合要求進(jìn)行判定，而采取的檢測(cè)方式必須保證其對(duì)檢測(cè)物無傷害，將其稱之為無損檢測(cè)[1]。近些年來，在我國科技水平不斷提升的趨勢(shì)下，無損檢測(cè)技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步和發(fā)展，現(xiàn)階段，該方式在海洋工程中被廣泛應(yīng)用，其中主要含有磁粉檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、滲透檢測(cè)、射線檢測(cè)等。

一、闡述無損檢測(cè)技術(shù)在海洋工程中的應(yīng)用和分類

（一）射線檢測(cè)法技術(shù)

經(jīng)過設(shè)備操作實(shí)施伽馬射線或X線穿透被檢試件，記錄試件后方膠片射線，經(jīng)過試件后實(shí)施的無損檢測(cè)方式，稱之為射線檢測(cè)法，其可謂是無損檢驗(yàn)中最基本且廣泛應(yīng)用的方式。其作為原理：采用伽馬射線或X線穿透被檢試件，經(jīng)過材料時(shí)，吸收部分輻射的能量，之后伽馬射線或X線射線的強(qiáng)度則會(huì)隨之減弱，減弱部分會(huì)在照射到不用膠片上，經(jīng)過顯微鏡成像后，材料的內(nèi)部缺陷等狀況則會(huì)在膠片上清晰呈現(xiàn)，含缺陷形狀、大小和數(shù)量等，并對(duì)其危害和性質(zhì)進(jìn)行判斷。射線檢測(cè)方式具備較高的定位準(zhǔn)確性，膠片能夠長時(shí)間保存，且具有較高的檢測(cè)總體成本價(jià)值，可射線會(huì)傷害人體健康，操作時(shí)間較長。現(xiàn)階段，在海洋工程中，射線檢測(cè)技術(shù)主要在焊縫內(nèi)部缺陷的檢測(cè)中應(yīng)用，尤其是具備較高焊接技術(shù)要求的產(chǎn)品。

（二）超聲波檢測(cè)技術(shù)

超聲波在受檢試件中互相作用傳播發(fā)生的散射、折射和投射為超聲波檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用原理。其經(jīng)過聲源發(fā)出超聲波，在操作探頭基礎(chǔ)上，超聲波經(jīng)過特定角進(jìn)入檢測(cè)試件，試件中超聲波不斷傳播，必定會(huì)導(dǎo)致試件內(nèi)部相互間作用，一旦試件內(nèi)部有缺陷出現(xiàn)，則會(huì)導(dǎo)致超聲波的傳播方向和特性發(fā)生改變，在檢測(cè)裝置收到回波之后，能夠分析和處理回波，進(jìn)而合理判斷試件內(nèi)部出現(xiàn)的狀況，將存在缺陷的試件信息獲得。超聲波具有較強(qiáng)的穿透能力，能夠在非金屬、金屬或者符合材料等各種材料的無損檢測(cè)中應(yīng)用，在定位缺陷方面，超聲波檢測(cè)方式十分準(zhǔn)確，尤其是對(duì)于面積性缺陷而言，具有較高的檢測(cè)率，二針對(duì)小尺寸的內(nèi)部缺陷試件，其具有較高的靈敏度[2]。另外，超聲檢測(cè)技術(shù)還具有環(huán)保型和經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)，檢測(cè)過程十分快捷方便。

（三）磁粉檢測(cè)技術(shù)

該檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用原理主要是針對(duì)磁場(chǎng)的工程運(yùn)用，一旦受檢試件內(nèi)部有缺陷出現(xiàn)，則會(huì)致使材質(zhì)出現(xiàn)不連續(xù)性，而這種不連續(xù)性會(huì)致使穿透材質(zhì)的磁力線有所改變，磁粉檢測(cè)正是經(jīng)過對(duì)這種變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，才能對(duì)試件進(jìn)行有效檢驗(yàn)。在磁粉檢測(cè)時(shí)，第一步就是磁化試件或工件，而這些試件或工件具備鐵磁性，之后磁化試件表面，一旦試件內(nèi)部出現(xiàn)缺陷，則鋼材會(huì)出現(xiàn)不連續(xù)狀況，進(jìn)而導(dǎo)致試件的近表面和表面磁力線出現(xiàn)局部變化，在試件表面上放置磁粉，可將磁力線清晰反映出來，也就是磁場(chǎng)分布狀況，經(jīng)過具體的分布狀況，可對(duì)缺陷的形狀、大小和部位等明確判定。

（四）滲透檢測(cè)技術(shù)

該檢測(cè)技術(shù)的使用原力主要應(yīng)用于毛細(xì)現(xiàn)象的工程。第一步是在試件表面涂抹滲透液，過一段時(shí)間后，若試件表面出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象，毛細(xì)管效應(yīng)則會(huì)在試件表面的缺陷開口部位深入滲透液。之后采用清洗劑對(duì)試件表面的參與滲透液進(jìn)行清洗，等到其干燥后，在其表面涂抹現(xiàn)象試劑，在，毛細(xì)管的作用下，試件缺陷部位的滲透液會(huì)被顯像劑吸出，此時(shí)試件表面會(huì)呈現(xiàn)出顏色跡象，進(jìn)而有效對(duì)缺陷的分布狀況和形態(tài)進(jìn)行判斷。該檢測(cè)方式在檢測(cè)表面開口型缺陷時(shí)比較適用，而針對(duì)疏松材料、不光滑表面以及多孔試件等不適用。經(jīng)過滲透檢測(cè)后，只是單純將試件缺陷的分布狀況呈現(xiàn)出來，對(duì)于表面以下的缺陷大小和深度等信息不能給出詳細(xì)評(píng)價(jià)[3]。

例如某一海洋工程中無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，荔灣3-1項(xiàng)目中某一批制管母材存在明顯的裂紋，管件如圖1所示，其規(guī)格如Φ1460×40和Φ914×32。為了確保工程質(zhì)量，項(xiàng)目組對(duì)這些母材進(jìn)行全面排查，應(yīng)用磁粉檢測(cè)方式，可因?yàn)榍捌诘牟糠种乒芙Y(jié)構(gòu)已經(jīng)涂完油漆，若實(shí)施測(cè)分檢測(cè)，則要打磨掉全部油漆，組要浪費(fèi)大量的人力和物力，而且對(duì)工期進(jìn)度有著較大影響，經(jīng)業(yè)主和項(xiàng)目組共同決定，對(duì)已經(jīng)完成油漆作業(yè)的制管結(jié)構(gòu)應(yīng)用渦流檢測(cè)技術(shù)全面檢測(cè)。

圖1 存在問題的涂漆制管結(jié)構(gòu)

二、海洋工程中無損檢測(cè)技術(shù)實(shí)施的建議

（一）增強(qiáng)國內(nèi)無損檢測(cè)技術(shù)水平

提升我國無損檢測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵，就是讓其標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方法統(tǒng)一、術(shù)語統(tǒng)一、觀念統(tǒng)一。詳細(xì)的做法即為互相之間不斷引用，不可重新編寫相似或摘抄有關(guān)技術(shù)內(nèi)容，不可單獨(dú)形成標(biāo)準(zhǔn)體系。也就是常規(guī)來講的，任何兩種標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，都不會(huì)出現(xiàn)相反或相同的內(nèi)容，或者說有關(guān)這反面的內(nèi)容比較多見，標(biāo)準(zhǔn)的水平也就越高。因此，我國需要建立一個(gè)具有國際化水平，同時(shí)與我國海洋條件相符的標(biāo)準(zhǔn)體系。

（二）提升無損檢測(cè)技術(shù)的更新和制定標(biāo)準(zhǔn)

我國海洋工程領(lǐng)域在應(yīng)用我國無損檢測(cè)技術(shù)時(shí)，需要不斷對(duì)國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)成就進(jìn)行追蹤和學(xué)習(xí)，及時(shí)進(jìn)行研究和改進(jìn)，不斷更新國內(nèi)行業(yè)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，提升無損檢測(cè)技術(shù)的更新速度。

（三）增強(qiáng)無損檢測(cè)技術(shù)服務(wù)的信息化

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)模式不斷出現(xiàn)在人們的視野中，未來發(fā)展的必然趨勢(shì)則是數(shù)據(jù)集成的標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化。國內(nèi)的無損檢測(cè)技術(shù)需要和資源共享這一信息特征相適應(yīng)，符合技術(shù)的發(fā)展需求和技術(shù)的更新速度，增強(qiáng)無損檢測(cè)技術(shù)的服務(wù)信息化水平，可大大提升其信息服務(wù)質(zhì)量。

（四）大力推進(jìn)無損檢測(cè)技術(shù)

在海洋工程技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展的趨勢(shì)下，海洋工程逐步向深海發(fā)展，而海上鉆采平臺(tái)則成為今后的發(fā)展潮流。就目前而言，我國將要建設(shè)的項(xiàng)目來講，僅僅依靠導(dǎo)管架這一項(xiàng)目，就需要大約2萬噸以上，其高度設(shè)置為200m。以3m為導(dǎo)管的最大直徑，其管壁厚度達(dá)到100mm。無損檢測(cè)技術(shù)的廣泛推廣，在焊接縫檢測(cè)、厚度較大平板、卷管接縫等檢測(cè)上均發(fā)揮著重大的作用，而在檢測(cè)質(zhì)量和檢測(cè)速度取得了顯著的成效。另外，在海洋平臺(tái)中應(yīng)用相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)，可有效檢測(cè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)中的奧氏體不銹鋼、異種鋼結(jié)構(gòu)焊縫以及相不銹鋼工藝管線焊縫等，將射線照相檢測(cè)和超聲常規(guī)檢測(cè)方式取代。

三、結(jié)束語

綜上而言，因?yàn)閲?yán)重海水的腐蝕和巨大海浪的沖擊等惡劣環(huán)境影響，對(duì)海洋中應(yīng)用構(gòu)件質(zhì)量提出嚴(yán)格高要求。評(píng)估其質(zhì)量的關(guān)鍵方式就是無損檢測(cè)技術(shù)，只有對(duì)海洋中應(yīng)用構(gòu)件的基本構(gòu)造詳細(xì)掌握，才能合理有效的選擇無損檢測(cè)方式，將適當(dāng)?shù)臒o損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)建立，進(jìn)而有效對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行控制，保證結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，為此，必須建立完善的海洋無損檢測(cè)技術(shù)，將當(dāng)下的低標(biāo)準(zhǔn)改變，逐漸向國際化的無損檢測(cè)技術(shù)制度靠攏，不斷改進(jìn)和提升我國的無損檢測(cè)技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]刁海波， 馬晶晶. 渦流檢測(cè)技術(shù)在海洋工程鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J]. 無損探傷， 2015， 39（4）：47-48.

[2]張曙光， 邵建華. 海洋工程無損檢測(cè)的特點(diǎn)分析[J]. 中國海洋平臺(tái)， 2014， 29（2）：1-3.

[3]翟蓮娜. 無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)在海洋工程領(lǐng)域中的應(yīng)用方法[J]. 無損檢測(cè)， 2015， 37（11）：41-43.