在海洋工程领域中无损检测标准的应用探析

在海洋工程领域中无损检测标准的应用探析

李岩

必维嘉航检验技术（广东）有限公司 天津市 300457

摘要：随着国家工业科技的进步，工程领域的开发方向已经延伸向了海洋深处。为了获得更多的自然资源，国家海洋工程的技术研究也越来越复杂，为了应对复杂的海洋环境，就需要通过充分的检修维护技术来保证工程设备的可靠性。但是由于海洋工程装备多数性质坚硬、结构复杂，传统的检修方式难度大、效率质量低，不利于高效可靠地开展检测维修。因此就需要通过更加先进的技术来保证工程设备的安全。本文就基于海洋工程设备的维护需要，探究无损检测技术标准在实际工程中的应用，分析其具体应用方法和作用。

关键词：海洋工程领域；无损检测技术；应用方法

引言：

通常来讲，只要涉及到与海洋环境相关的工程都可以归属于海洋工程。而我们生活中经常可以了解到的海洋工程，如海洋平台、工程作业传播平台等。而不同的海洋平台又可以被划分为升降式、移动式、坐底式、固定式等多种平台类型。然后在平台内部的系统中，又会出现一些指浮式的海上系泊单点结构。建设在海上的输油、输气、输水管线，建造都是使用的双层管线或者是单层管线等，这类管线通常都是使用的钢制材料焊接而成的，所以要求的技术工艺十分苛刻，加之海上恶劣环境影响，所以工程装备的质量安全和运行稳定就成为一个十分重要的管控内容。

一、无损检测技术在海洋工程领域的重要作用

由于当前海洋工程建设涉及到的技术和设备越来越复杂，前期的建设与后期的维护都会面临许多的难题，因此当前阶段使用无损检测技术来监测此类海洋工程的装备设计、加工制造、成品检验等环节内容，起到了十分重要的作用。在一些工程的设计准备环节，就可以利用无损检测的方式来优化设施建设的整体思路和方案，也可以在加工制造一些材料设备过程中对各类原材料进行检测分析，保证材料的稳定可靠；在设备零件的加工中，可以通过无损技术来高效的评估产品设备的质量，分析各个产品工序中存在的一些不合理问题，或者是检测不合格产品，然后针对性地分析问题来优化具体的工艺技术。而将无损检测技术应用到海洋工程领域中，就可以高效便捷的对设施、仪器进行检测维护，确保各类工程装备使用中的可靠性^[1]。

此外由于海洋工程的特殊地理位置，工程装备通常都是使用的高强度的钢材。而这些钢材由于硬度问题，在焊接性方面较差，同时由于设计结构复杂，所以在环境十分恶劣的海洋当中，会受到海水的长期冲击、磨损、海洋微生物的污染等情况，所以经过一段时间之后设备的运行效率和质量就会受到影响，就需要及时的检修维护，了解设备中是否出现了裂缝、结构不稳定等问题，所以就需要通过无损检测技术来保证装备的可靠性。

二、无损检测技术在海洋工程中的特点和具体应用

1. 海洋工程设备特点

简单来看，海洋工程的建设结构形式大致可以被分为移动式和固定式。而内部的很多结构件都是使用的板状或者是管状的对接方式来进行全熔透焊缝，当然也会使用一些一些管状式TKY形的焊接结构来进行连接。这些结构点位都是平台工程中十分重要的结构点位，所以在结构的材料都是使用的高强度材料，如低合金高强度钢，板材的厚度大多是在20mm--200mm左右，加工焊接难度较大，需要设备工艺技术也较为复杂。而随着不同结构和质量安全的需要，装备设施的材料强度和板厚情况也会增加，相应的焊接的难度系数也在提升，从而导致了工程缺陷问题发生，出现一些热裂纹、冷裂纹等问题，所以需要检测时间的选择需要控制在48小时之后，检测方法也需要严格工艺和方法。

2.无损检测技术特点

海洋工程项目的特点与一般的船厂工程标准不同，所以在检测的方法和工艺方面也会有所区别。比如常用的超声波检测技术，就需要控制好探头的发射角度，而且还要依据钢板的具体厚度抢矿、焊接工程中接头的具体坡口形式的区别因素，就需要控制适当的组合方式来使用如0°、45°或者是60°的探头^[2]。检测的时候需要至少同时应用三个以上的不同角度的探头来进行探测才能准确的保证监测数据的准确可靠；而在一些复杂的节点焊缝的监测中，就需要提前的利用工艺技术来对结构缺陷位置进行定位分析，甚至有的结构位置较深，还需要使用一些特殊的附加工具来进行作图分析后才能准确探查，对于人员技术要求较高，尤其是当前使用了TMCP钢和Z向板，提升了裂纹的出现概率，需要就需要通过无损检测技术来提高检测维护的效率和精确度。

三、无损检测技术在海洋工程中的具体应用

1. 传统检测技术的应用

比如使用无损检测技术来分析海洋工程装备，主要是检测一些设备内部结构是否完整、是否出现漏洞、裂缝、损坏等问题，也可以检测设备在维护后的具体情况。当前常用的一些检测方法有PT渗透检测、UT超声检测、RT射线检测等。渗透检测的技术方法主要有限在于监测的灵敏度较高，而且图像显示较为直观，仪器的操作也十分简便，不过多数情况下只能是用于测定一些设备的表面缺陷；超声监测的技术主要优点在于通过超声波来监测设备，灵活性较高、穿透力强、成本消耗低，可以由于大多数的设备结构的检测；而射线检测的方式主要是适合检测一些设备的深度结构位置，因为射线检测都是利用的X射线的方法来直观的分析成像，检测深度高，但是一般成本消耗高，而且人员需要做好防辐射工作。

2. 新检测技术的应用

当前所使用的一些无损检测新技术，比如已经广泛应用的相控阵超声监测技术，简称为PAUT技术^[3]；超声波视差衍射法，简称为TOFD技术，国内外的海洋工程平台都已经在积极应用此类新技术方法。比如在国内的中远船务集团企业，建成的“开拓者”号钻井船，其中所涉及到的一些重要的结构框架、关节结构的位置等，都加入了PAUT和TOFD的检测技术，通过定期地使用这些新检测技术来保证设备的安全稳定。比如对钻井平台中的动力模块进行探测分析，就需要深入地了解其中的结构十分出现松动、焊缝是否有问题，由于这些钢材的厚度普遍都在50mm以上，所以就需要通过两类新技术的组合使用，才能更加准确的探测出结构中的缺陷，保证作业效率。PAUT技术还可以用于监测全船管系的管环焊缝，也获得较为理想的效果，可以有效地替代以往的射线探测方法。

3. 针对管状TKY节点焊缝的检测技术应用

在海洋工程中，TKY节点的焊缝是非常重要的内容，但是依靠传统的超声波检测技术并不能百分百确定技术可靠性，所以工程研究人员就通过深入研究相控阵技术在TKY节点中的检测应用。利用PAUT技术来对奥氏体和双相不锈钢的管线进行焊缝，以及对异种的钢结构焊缝进行研究分析，而在近年来研究的不断深入，利用超声多维成像来进行C扫描、D扫描、P扫描来作为成像技术，发展效率极高，而且利用相控阵探头的方式来提升可编程的控制特性，对于一些不规则的工件表面和界面进行扫查，也不需要在检查中移动探头，降低了以往空间问题对于检测技术的限制性；还有现阶段超声导波检测系统，可以用于快速检测一些设备的外部腐蚀、裂纹情况，可以检测横断面金属裂纹、损失在3%以上的节点位置。

结语

海洋工程的建设规模越来越广，相关装备制造业行业也在大力的发展建设。而无损检测技术在现阶段和未来的行业发展中，应用需求和范围也在提升。所以就需要在分析当前海洋工程特点和无损检测技术的特点的共同需求特点上，明确无损技术的应用现状，并且积极引入新的技术和工艺方法来提升检测的效率和质量，保证海洋工程设备的稳定可靠。

参考文献：

[1] 杨光. 无损检测技术和标准在海洋工程领域中的实践探究[J]. 商品与质量, 2019, 000(019):83.

[2] 国华 陈. 无损检测技术在压力管道检验中的应用分析[J]. 工程技术研究, 2020, 1(4).

[3] 潘晨银, 李绪清, 沈继鹏,等. 压力管道无损检测技术的发展现状和应用探讨[J]. 商品与质量, 2019, 000(003):83.