超声波测厚仪在定位钢板反面结构中的应用.pdf

第33卷第6期
江苏船舶
Vo.33 No 6
2016年12月
JIANGSU SHIIP
Dec.2016
超声波测厚仪在定位钢板反面结构中的应用
郭健
(中国船级社青岛分社,山东青岛26600
摘要;针对船舶建造中检査舱壁甲板两側结枃对位准确性问题,提出了一种操作简便快捷、适用性强、准确性
高的定位钢板反面结构位置的工艺方法一超声波测厚仪定位法。从理论分析和实践验证的角度论证了超声波
测厚仪定位法的可行性,从而在实际生产中为工艺改进和节省成本提供了有益的参考。
关词:超声波测厚仪;定位;反面结构;对位;钢板
中图分类号:U67L.9
文献标志码:A
0引言
1.4油溱烤痕法
油漆烤痕法是通过在一烤钢板,使反面油漆
船舶建造过程中经常会遇到要求舱壁或甲板两出现烤痕,再以烤痕为参照,测量反面结构的位置。
侧的结构精确对位的问题。然而,由于要求对位的缺点是准确度不高,且会破坏油漆
结构常常位于钢板的两侧,无法直接通过测量来检1.5钻孔法
査,这就为检査对位准确性带来了一定的困难。目
钻孔法是在钢板上钻个小孔,再以小孔为参考
前,虽然船厂有多种检査对位的方法,但准确性难以测量反面结构的位置。缺点是会破坏钢板。
保证。因此,为提高船舶建造质量,有必要研究一种
在实际生产过程中,检查线常常被破坏,以致无
用于舱壁或甲板两侧的结构精确对位的检査方法。法分辨。尤其对于较厚的板材来讲,两侧结构对位
本文介绍的超声波测厚仪定位法(以下称超声情况的检査就成了困难、繁琐而且准确性差的工作,
波定位法),所需工具仅为1台超声波测厚仪,可以例如,船舶主机及辅机基座与反面加强的对位,甲板
从钢板正面准确地定位出钢板反面的加强结构,而上系泊设备与甲板下加强的对位等。
且同样适用于常见的厚板。
2超声波测厚仪原理介绍
1船厂常用的检查方法
超声波洇厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进
目前在船厂常用的检査方法有以下5种。
行厚度测量的。当探头发射的超声波脉冲通过被测
1.1检查线法
物体到达材料分界面时,脉冲被反射回探头,通过精
检查线法要求在结构装配前画结枃线的同时也确漍量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料
画出检査线,具有准确直观的优勢,是目前船厂装配的厚度
精度控制的最主要方法。缺点是对船厂质量体系要
当钢板的反射面不平行于厚探头所在平面
求高,且检査线在后续施工中常被破坏难以识。时,由于反射的超声波脉冲回波脱离了探头的范围,
1.2击法
敲击法是通过敲击钢板听声音辨別反面结构的
构的这时候测厚仪接收不到有效回波,将不显示示数。
超声波定位法原理示意图如图1所示。图1显
位置。缺点是准确性较低,难以精确定位。
示,用超声波测厚仪的探头在甲板正面扫查,测厚仪
3涂刮法
将显示甲板厚度。将探头按图示方向绶缓移动,当
涂刮法是用粉笔或石笔涂刮钢板,反面已焊接
探头到达反面结构焊脚根部上方时,测厚仪示数将
的结构会显现在涂刮痕迹上。缺点是板厚超过
从甲板厚度变化为无示数;继续移动探头,当探头到
16mm时,则很难涂刮出反面结构的痕迹。
达角焊缝嫆深处,遡厚仪示数将从无示数变化为甲
收稿日期:20160428
板厚度;继续移动探头,按照同样方法可探测出另
作者筒介郭健(1982),男,注册验船师,从事船及海洋工釋面焊脚的熔深处和根部。这样就精确定位出角焊缝
目建造及营运检验工作
的位置,从而精确定位出反面结构的位置。
万方数据
江苏船舶
第3卷
数显示板厚が数显际板厚无示数示数显示板厚
探头摩头扫查方
甲板
面
图1超声波定位法原理示意图
3试验验证
图3实船测量反面结构位置
理论上可行,但实际的可操作性和精确度如何,
第2步,定位角焊縫最大嫆深位置。继慢
还需要实践来验证。为此,作者设计了3组试验,分移动探头,测厚仪持续一段距离无示数。当测厚仪
别来验证如下命题。
示数从无示数变化为甲板板厚时,用短铁丝标识下
(1)超声波脉冲主要是从圆探头圆心发射的
此时探头圆心的位置。
(2)实际探测时检验是否具有可行性并且操作
第3步,定位另一侧角焊缝最大熔深位置。继
简便。
续缓慢移动探头,测厚仪持续一段距离一直显示甲
(3)实际探测的结果是否准确可靠。
板厚度。当测厚仪示数从甲板板厚变成无示数时,
试验!:用厚度试块验证超声波脉冲主要是从用短铁丝标识出探头园心的位置
圆探头园心发射的
第4步,定位另一侧角焊缝焊脚根部。缓慢移
超声波能量主要集中在声源正前方以声轴为中动探头,测厚仪持续一段距离无示数。当测厚仪示
心的主声東,其余部分声束的能量很小,可以忽略不数从无示数变化为甲板板厚时,用短铁丝标识下此
计。对于圆探头来讲,超声波的声轴为圆心法线,超时探头圆心的位置。继续移动探头,测厚仪示数始
声波脉冲沿着圆心法线具有集中指向性,如图2所终显示甲板板厚,则说明已经脱离反面结构区域。
示。下面的试验将验证这一点。
第5步,根据做出的4个标识,来判定反面结构
近场区
的位置。
主声束
试验结论:实际操作过程简便,测厚仪示数的变
向角
声束轴线
化与理论分析一致,具有简便可操作性。
副瓣声束
试验3:在实船上验证超声波定位法的准确性。
图2圆探头声场指向性示意图
验证1,对某基座面板下可见的筋板进行超声
将探头从试块中心向外缓缓移动,测厚仪显示波定位,并与实际位置对照,如图4所示,定位非常
的是试块厚度。当探头圆心移出试块边缘,测厚仪准确。
显示屏变化为无示数。
试验结论:超声波脉冲是从圆探头圆心发射的,
当测厚仪示数发声变化时,探头圆心的位置即对应
着钢板反射面变化的位置。
试验2:在实船上试验超声波定位法的可行性
和操作简便性。
在甲板上某绞车基座处测量其反面加强结构的
对位情况,如图3所示。
第1步,定位角焊缝的焊脚根部。在测量部位
涂上水作耦合剂,用测厚探头从反面构件一侧开始
沿垂直于反面构件的方向缓慢移动,当测厚仪示数
从甲板板厚变成无示数时,用短铁丝标识出探头圆
图4对某基座面板下的筋板定位
心的位置。
验证2,对某工艺孔附近的甲板纵骨进行超声
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