中國船級社江蘇分社 但家梭 沈 通 羅鋼華

船舶貨艙蓋是保證船體密性和船艙內(nèi)貨物安全的一種封閉設(shè)備，同時(shí)還具有一定的抵抗壓力的能力。由于貨艙蓋關(guān)閉的艙口尺寸較大，其密封性、強(qiáng)度和可靠性關(guān)系到貨物運(yùn)輸質(zhì)量和船舶的安全。

在新造船檢驗(yàn)過程中，普遍采用沖水試驗(yàn)對貨艙蓋的密性進(jìn)行檢驗(yàn)，但是沖水試驗(yàn)受氣候因素制約（例如雨天、0℃以下無法進(jìn)行），而且試驗(yàn)時(shí)濺起的大量水花影響周圍區(qū)域施工作業(yè)，還可能對靠泊水域造成污染。利用超聲波檢測技術(shù)對貨艙蓋進(jìn)行密性檢查，普遍應(yīng)用于船舶保險(xiǎn)行業(yè)，由于其具有精確定位泄漏點(diǎn)位置、靈敏度高和操作便捷等特點(diǎn)，目前受到越來越多的關(guān)注，在船舶檢驗(yàn)工作中應(yīng)用的前景廣闊。

技術(shù)簡介

1、工作原理

超聲波泄漏檢測技術(shù)是一種無損檢測方法，在測試過程中將超聲波發(fā)射源置于貨艙（空艙或裝載貨物）內(nèi)部，使超聲波信號充滿整個被測區(qū)域，當(dāng)關(guān)閉貨艙蓋后，使用超聲波接收器在貨艙蓋外部檢測可能泄露的超聲波信號，通過泄漏的超聲波信號強(qiáng)度判斷貨艙蓋泄漏的具體位置以及泄漏點(diǎn)的大小。貨艙蓋超聲波泄漏檢測示意圖如圖1所示。

圖1 貨艙蓋超聲波泄漏檢測示意圖

2、超聲波檢測設(shè)備

超聲波泄漏檢測設(shè)備是一套便攜式檢測工具，主要由超聲波發(fā)射器、超聲波接收器、耳機(jī)、麥克風(fēng)和伸縮桿等組成，如圖2所示。

圖2 便攜式超聲波泄漏檢測儀

超聲波發(fā)射器上設(shè)置多個發(fā)射極（呈半球形分布），通過不同的功率檔位調(diào)節(jié)超聲波信號發(fā)射強(qiáng)度。

麥克風(fēng)探測可能泄露的超聲波信號，接收器對探測的信號進(jìn)行處理，并顯示接收到的超聲波聲能級別，聲能級別用dB（分貝）或帶有條形圖的OH（Open Hatch）表示。

在尋找超聲波泄露點(diǎn)的過程中，檢測人員佩戴耳機(jī)，沿著貨艙艙口接合處進(jìn)行掃描，在看到接收器上顯示有超聲波數(shù)據(jù)前會聽到超聲波的聲音，一旦聽到超聲波的聲音，檢測人員可在聲音來源區(qū)域?qū)ふ?、定位并?biāo)識泄露點(diǎn)。

3、 操作步驟

（1）貨艙蓋保持全開狀態(tài)，將超聲波發(fā)射器置于貨艙內(nèi)，開機(jī)，通過遙控調(diào)節(jié)發(fā)射器的功率；

（2）在艙口圍四周不同位置沿著發(fā)射源方向移動麥克風(fēng)，探測超聲波信號，調(diào)節(jié)發(fā)射源功率，使接收器獲得一個穩(wěn)定的dB數(shù)值，這個數(shù)值稱為“開口值”（Open Hatch Value，OHV），為確保探測辨識度，廠家一般推薦OHV不小于40dB；

（3）完全關(guān)閉并鎖定貨艙蓋，檢測人員佩戴耳機(jī)并手持麥克風(fēng)，如果在艙口蓋接合處探測到泄漏的超聲波信號，接收器會顯示超聲波數(shù)值，同時(shí)耳機(jī)會聽到超聲波的聲音，此時(shí)可以定位并標(biāo)識泄露區(qū)域；

（4）為確認(rèn)在檢測過程中不是由于發(fā)射器故障或意外關(guān)閉，導(dǎo)致探測讀數(shù)偏低或?yàn)?dB，檢測完畢后，完全打開貨艙蓋，再檢測一次OHV，與檢測前的初始OHV對比，如兩者相差不大，則表明在檢測過程中發(fā)射器工作良好，超聲波信號源穩(wěn)定。

檢驗(yàn)要求

1、密性試驗(yàn)要求

IACS URS 14（Rev.5，Jan，2015）明確規(guī)定了船舶結(jié)構(gòu)及設(shè)備的密性（Watertight）試驗(yàn)方法及程序，提出兩種試驗(yàn)類型：結(jié)構(gòu)試驗(yàn)（Structural Test）和滲漏試驗(yàn)（Leak Test），相關(guān)試驗(yàn)要求見表1。

表1 IACS URS 14（Rev.5,Jan,2015）密性試驗(yàn)要求（部分）

2、超聲波試驗(yàn)要求

IACS URZ 17 (Rev.12，Nov，2016)針對提供超聲波密性測試的服務(wù)供方的組織管理、檢測人員資質(zhì)、檢測設(shè)備和試驗(yàn)程序提出一般要求，某些船級社（DNV GL、ABS、BV）一致規(guī)定了超聲波密性試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

表2 船級社（DNV GL、ABS、BV）超聲波密性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

實(shí)船測試

1、測試方案

選擇某新造82000DWT散貨船的貨艙蓋、鋼質(zhì)風(fēng)雨密小艙口蓋（720×720mm）、鋼質(zhì)風(fēng)雨密門（1700×700mm）作為試驗(yàn)對象，進(jìn)行現(xiàn)場超聲波測試。貨艙蓋為側(cè)移滾移式，艙口蓋整體尺寸為15380×17652mm。

為測試超聲波泄漏檢測儀的探測能力，制定對比試驗(yàn)的方案：

（1）將不同直徑的鋼絲間隔一定距離置于貨艙蓋、小艙口蓋、風(fēng)雨密門的密封接合處，人為設(shè)置一系列泄漏點(diǎn)，鋼絲直徑為Φ0.8、Φ1.0、Φ1.5、Φ2.0、Φ3.0mm，見圖3；

（2）在相同試驗(yàn)條件下，先后對貨艙蓋、小艙口蓋、風(fēng)雨密門進(jìn)行超聲波泄漏試驗(yàn)和沖水試驗(yàn)，對兩者試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析。

2、 影響因素分析及控制

（1）超聲波檢測幾乎不受環(huán)境溫度的影響，測試當(dāng)天的天氣晴好、微風(fēng)，故可忽略自然環(huán)境因素影響；

（2）電流聲、一定流速的氣流聲（如壓縮空氣、氧乙炔氣體等）會干擾超聲波試驗(yàn)，故暫停現(xiàn)場及附近區(qū)域的施工作業(yè)，以消除現(xiàn)場環(huán)境因素影響；

（3）為避免技術(shù)因素影響，在試驗(yàn)前已校準(zhǔn)超聲波檢測設(shè)備；

（4）檢測人員的技能熟練程度，對超聲波檢測儀的了解程度，對檢測標(biāo)準(zhǔn)的理解深度等，都直接影響檢測結(jié)果。另外還要考慮在操作過程中個體差異性，如缺乏責(zé)任感，工作馬虎，自身嚴(yán)謹(jǐn)性不強(qiáng)等因素。為盡量控制人為因素影響，設(shè)置復(fù)查復(fù)檢程序，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行可靠的二次確認(rèn)。

圖3 在貨艙蓋密封接合處設(shè)置泄漏點(diǎn)示意圖

表3 超聲波試驗(yàn)與沖水試驗(yàn)的對比試驗(yàn)

3、試驗(yàn)結(jié)果

分別對貨艙蓋、風(fēng)雨密小艙口蓋和風(fēng)雨密門先后進(jìn)行超聲波試驗(yàn)和沖水試驗(yàn)，對比測試，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3的測試數(shù)據(jù)表明在相同的試驗(yàn)條件下，超聲波試驗(yàn)對泄漏的辨識能力比沖水試驗(yàn)的檢測能力強(qiáng)，而且超聲波試驗(yàn)?zāi)軠?zhǔn)確定位泄漏的位置，測量泄漏區(qū)域的物理長度。對不同類型、不同尺寸的試驗(yàn)對象（貨艙蓋、風(fēng)雨密小艙口蓋和風(fēng)雨密門）進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)，得出的試驗(yàn)結(jié)論一致，表明超聲波檢測方法的可靠性。

超聲波泄漏檢測的工藝方法可靠性高，操作簡單方便，可快速全面檢測船舶艙口蓋的密封性能，準(zhǔn)確查找泄漏部位，測量泄漏區(qū)域長度。不同于沖水試驗(yàn)，超聲波檢測不受天氣因素制約，而且試驗(yàn)過程中不影響船上其他人員正常工作，不對周圍環(huán)境造成污染。

超聲波試驗(yàn)與沖水試驗(yàn)的對比測試是對嘗試數(shù)字化檢驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用的一次積極探索，通過數(shù)字感知技術(shù)，利用量化數(shù)據(jù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)檢驗(yàn)的定性分析，實(shí)現(xiàn)量化評價(jià)，使檢驗(yàn)結(jié)論更具說服力。