Ultrazvukové testování (UT) může v lodním průmyslu nedestruktivně odhalit vady v lodích, jachtách a dalších lodních plavidlech. Díky rutinním kontrolám pomocí UT je možné zajistit, aby lodní plavidla splňovala regulační požadavky a normy, aby byla posádka, pasažéři i náklad v bezpečí.
Jedna společnost, pro kterou je ultrazvukové testování prioritou, je marineSOLUTIONS – mezinárodní kontrolor jachet.
Jachetní posudky nových i použitých lodních plavidel
Společnost marineSOLUTIONS poskytuje posudky, poradenství a správu jachet ve východním Středomoří. Tato společnost se nachází na poloostrově Bodrum ve městě Turgutreis v Turecku a provádí posudky použitých i nových námořních plavidel pro ověření jejich stavu a hodnoty i pro určení a vyhodnocení škod. Tyto posudky mohou poskytnout podrobné informace o kontrole pro pojistitele, jehož úkolem je určit, zda je událost finančně krytá, nebo pro zákonné úřady připravující na plavidlo pohledávku.
Fotografie Cema Baykenta
Jejich posudky plavidel zahrnují ultrazvukové testování pomocí našeho defektoskopu EPOCH™ 650. Kontroly UT lodních materiálů zahrnují:
Popovídali jsme si s Cemem Baykentem, inženýrem materiálových věd a kontrolorem společnosti marineSOLUTIONS, abychom zjistili více o ultrazvukovém testování v lodním průmyslu. |  |
Výzvy při kontrole a údržbě lodí
Mezinárodní asociace klasifikačních společností (IACS) poskytuje systém na podporu bezpečnosti, regulování, shody s nařízeními a údržby lodí a pobřežních jednotek. Každá společnost zavádí pravidla s technickými normami.
Navzdory těmto normám není nedestruktivní testování (NDT) v lodním průmyslu povinné jako v leteckém a kosmonautickém průmyslu. Dále není pro jachtu ani vyjížďkovou loď zahrnuta dokumentace o kontrole, pokud je člen IACS neklasifikuje. Kvůli tomu, že jsou výrobci jachet původem většinou řemeslníci, mnoho stavebních schopností není standardizováno.
Většina jachet se ani nestaví s ohledem na kontrolu. Vnitřek často přetéká vybavením, nádobami a stroji. To brání přístupu k plášti trupu a jeho vyztužení zevnitř. Výsledkem je, že rozmontování je často opodstatněné jen při silném podezření na vadu nebo poškození.
I materiály lodi mohou být pro kontrolu výzvou. Aby se minimalizovala hmotnost, mnoho moderních lodí je postaveno z kompozitních materiálů, které kombinují matrice vláken a pryskyřice. Vlákna mohou být náhodně uspořádána, potom se vyrovnají do desky (známé jako rohož ze střiže) nebo se utkají do tkaniny. Materiálem vláken je často sklo, aramid nebo uhlík; matrice je často založená na polymerech, jako je polyester, vinyl ester nebo epoxidové pryskyřice.
Kvůli kompozitům vyztuženým vlákny, které se běžně používají v lodích, a v důsledku snižující se míry bezpečnosti lodních designů a materiálů (např. tenčí trupy u moderních jachet) se potřeba charakterizovat a najít vady v materiálech zvýšila.
Delaminace-odlepení mezi vrstvami, vady a defekty v kompozitních vrstvách vláken
Skryté vnitřní vady a defekty v kompozitní struktuře mohou mít mnoho zdrojů: výrobní anomálie, aplikované napětí nebo chatrnost, nehody nebo nesprávné opravy. Vady a defekty mohou mít výrazný dopad na celistvost konstrukce lodi.
Kontroloři, jako je společnost marineSOLUTIONS, používají NDT ultrazvukové testování k tomu, aby přesně určili místa a velikosti vad, trhlin, dutin, delaminací a dalších defektů v lodích, jachtách a jiných lodních plavidlech.
Pochopení ultrazvukového testování v lodním průmyslu
Jednoduše řečeno, ultrazvukové testování využívá při zkoumání a měření vysokofrekvenční zvukovou energii. UT lze použít k odhalení a zhodnocení vad, na měření rozměrů, na provádění charakterizace materiálu a další.
Ultrazvukový defektoskop používá sondu, která generuje zvukové vlny a měří, jak dlouho trvá, než zvuk opustí sondu, projde materiálem, odrazí se od odrazky a vrátí se do sondy.
Zvukový impulz generovaný sondou prochází testovým kusem a odráží se zpět od vnitřní (tady spodní) plochy.
Ultrazvukový defektoskop lze použít k určení místa a velikosti nespojitostí, jako jsou trhliny, dutiny, pórovitost a uvolnění v různých materiálech a svařených spojích. Defektoskopii lze aplikovat na téměř jakýkoliv technický materiál. Většina testů zahrnuje ocel a další konstrukční kovy, ale defektoskopy se mohou použít s velkým úspěchem i na plasty, kompozity, sklolaminát a keramiku.
Defektoskop může také vcelku přijatelně měřit tloušťku materiálu, ale není navržen na měření přesné tloušťky. Získejte více informací v našem Výukovém materiálu k ultrazvukové defektoskopii.
Technologie NDT, jako je defektoskop, představuje účinný způsob, jak zajistit integritu součástí nebo konstrukce lodi a objevit vady, aniž by způsoboval poškození. Jelikož NDT materiály nepoškozuje, nenamáhá ani neničí, šetří při kontrole konstrukcí a součástí lodi čas i náklady.
NDT kontroly lze provádět během procesu stavby plavidla, před dodáním, před koupí, jako rutinní posudky, kontroly škod nebo jako součást kontrol po opravě. V průmyslu komerčních námořních plavidel se ultrazvukové NDT pravidelně provádí na ocelových a hliníkových plavidlech k odhalení a kvantifikování koroze. Podobnými způsoby se ultrazvukové NDT může použít na měření tloušťky a celistvosti kompozitních konstrukcí.
Kontrola strukturálních svarů v kovech je běžnou ultrazvukovou aplikací NDT v námořním průmyslu. Mezi typy vad ve svarech patří trhliny, studené spoje, neprůvary, pórovitost a struskové vměstky. Všechny tyto vady jsou potenciálně odhalitelné pomocí ultrazvukového testování.
Kombinování UT s expertizou NDT pro kontroly lodí
Bez kontrolního programu NDT ve výrobní fázi často neexistují žádné referenční normy pro výrobu nekomerčních plavidel či vyjížďkových lodí. Proto práce s ultrazvukovým testováním představuje ještě větší výzvu.
Kontroloři, jako je společnost marineSOLUTIONS, musí použít své znalosti a zkušenosti. S touto myšlenkou založila společnost marineSOLUTIONS malou laboratoř na zkoumání různých lodních materiálů – od četných typů kompozitních materiálů po různé kovy.
Cem Baykent používá na prozkoumání kompozitních materiálů lodních plavidel defektoskop EPOCH 650 se sondou M2008.
„Ultrazvukové testování na kompozitech je stále nadstandardní, neobjevená a nevyužitá oblast ve světe NDT, protože neexistují žádná nařízení ani normy, které by určovaly, co dělat a kdy. Takže marineSOLUTIONS převážně buduje vlastní postup a přináší odborné znalosti o NDT prostřednictvím technického personálu,“ říká Cem.
Kromě kompozitních materiálů jsou lodní plavidla často postavená z hliníku nebo oceli. A jako všechno, co je vyrobené z kovu, i tyto konstrukce podléhají korozi, obzvláště v lodním prostředí.
Cem poznamenává, že přehlížení kontrol kovových trupů je překvapivě běžné, ačkoliv oslabená celistvost trupu představuje velké bezpečnostní riziko. Stručně řečeno, trup je vnější konstrukční kostra plavidla, která je částečně ponořená v moři. Chrání náklad, stroje a ubytovací prostor plavidla před počasím, zaplavením a před poškozením struktury.
Cem Baykent kontroluje trup lodního plavidla pomocí ultrazvukového defektoskopu EPOCH 650
Lodě se pravidelně zvedají na břeh, aby se zkontrolovalo plátování trupu z vnějšku, a to i když jen za účelem vizuální kontroly a poklepání. Avšak tmely, povrchové vrstvy a vrstvy barev na vnějších stranách trupů jachet mohou vizuální kontroly ztížit.
A hlavně – vizuální kontrola poskytuje jen omezenou představu. Koroze často postupuje zevnitř. Až jakmile většina materiálu zchátrá korozí, je možné prostřednictvím konvenčních metod odhalit vnitřní poškození zvenčí.
Vnitřní koroze postupuje hlavně na místech, která je během kontrol nejspodnější části lodi téměř nemožné vidět. Přístup k nejspodnějším částem lodi pro vizuální kontrolu je často omezen kvůli nádržím, strojům a dalším prvkům a konstrukcím, které stojí v cestě. Pokud se koroze neodhalí a neošetří, může oslabit plátování trupu, vést k nebezpečným netěsnostem a posléze k selhání konstrukce. Pravidelná kontrola plátování trupu je pro zlepšení bezpečnosti a minimalizaci nákladů důležitá.
Důvěryhodný ultrazvukový defektoskop na průzkum jachet
Společnost marineSOLUTIONS má spolu se zkušeným týmem také sortiment vybavení a normalizovaných vzorků, aby bylo splněno mnoho požadavků. Spoléhá se na defektoskop EPOCH 650 jako na hlavní součást vybavení, a to díky jeho kombinaci výkonu a použitelnosti.
Ultrazvukový defektoskop Olympus EPOCH 650
Společnost marineSOLUTIONS používá defektoskop třemi způsoby:
1. Ultrazvukové testování kompozitních lodí a ráhnoví
Společnost marineSOLUTIONS používá pro kontrolu konstrukcí a materiálů kompozitních plavidel defektoskop EPOCH 650 se sondou s předsádkou Olympus M2008 (0,5 MHz, průměr 1 palec = 2,54 cm). Tato sonda je ideální pro vysoce zeslabené kompozitní struktury.
„Kompozitní materiály pro jachty jsou anizotropní. Proto je to ještě větší výzva. Pomocí sondy M2008 můžete o anizotropních materiálech zjistit více,“ vysvětluje Cem. „Sonda M2008 je velmi účinná, aby se dostala skrze kompozitní materiály z polymeru vyztuženého silnými vlákny (FRP). Funguje zázračně a nabízí jednoznačné výsledky. Vyzkoušeli jsme i sondy jiných renomovaných firem navržené pro stejný účel, ale nedosáhli jsme ani podobných výsledků.“
U kompozitů se ultrazvukové testování může použít k odhalení:
- rovnoměrnosti tloušťky materiálu
- přítomnost a typ delaminací
- přítomnosti dutin a/nebo pórovitosti
- kvality a slepení laminátu a celistvosti oprav
- vměstků a cizího materiálu, které jsou přítomny v laminátu
Ultrazvukové testování kompozitních lodí a ráhnoví má mnoho výhod, včetně:
- potřeby přístupu pouze z jedné strany
- přenosného vybavení pro kontroly na vzdálených místech a pro práci ve výškách
- minimální nebo žádné potřeby přípravy povrchů
- vysoké přesnosti při určování přesného bodu skryté anomálie a jejích hlavních vlastností, jako je hloubka, velikost a tvar
- poskytnutí okamžitých výsledků a údajů
Cem Baykent provádí ultrazvukové testování kompozitních lodí a ráhnoví pomocí defektoskopu EPOCH 650
2. Měření koroze plátů trupu pomocí ultrazvukového testování
Další způsob, jak marineSOLUTIONS používá defektoskop EPOCH 650, je k měření koroze plátů trupu.
Cem vysvětluje: „Poškození trupu a stěžně je docela běžná věc a ultrazvukové testování nám dává prostředek, jak určit prostorový rozsah poškození. Když to víme, máme všichni klid na duši a dává nám to cenné informace pro odhadnutí ceny oprav. Oboje jsou to neocenitelné výhody.“
Tloušťku kovových plátů lze pomocí ultrazvukových tloušťkoměrů odhadnout nedestruktivně bez sundávání tmelů, vrstev barev nebo jiných povrchových vrstev. Důležité je poznamenat, že při zhodnocování důlkovitých plátů tato zařízení dedukují minimální tloušťku plátů podle předem nastavených algoritmů a mohou tedy někdy klamat.
Společnost marineSOLUTIONS se pro potřeby kontroly koroze u kovů obrací na defektoskop EPOCH 650 se sondou s duálním měničem DL4R-6X20 (4 MHz). To umožňuje zobrazení spektra ultrazvukového echa. Z tvaru vlny, útlumu a fázových posunů může zkušený kontrolor NDT vyvodit vcelku hodně informací o plátu nebo konstrukci. Kontrolor musí také rozlišovat mezi skutečnými echy, falešnými odrazy, difrakcemi a tak dále.
Ultrazvukový defektoskop EPOCH 650 zobrazuje spektrum na hliníkovém plátování trupu s pokročilou důlkovou korozí. Zřetelný dvojitý hrbol s vysokým vrcholem nalevo značí vážnou důlkovou korozi. Vizuální kontrola související části plátování trupu napravo neukazuje žádný náznak důlkové koroze. Poškození je schované pod kryty a potahem vnějšího povrchu a za nádržemi a jinými vnitřními konstrukcemi, které blokují vnitřek.
3. Ultrazvukové testování svarů
Společnost marineSOLUTIONS používá defektoskop EPOCH 650 také s úhlovou sondou Olympus AM4R-8X9-70 na kontrolu svarů.
Zatímco techniky s přímým svazkem mohou být vysoce účinné při hledání laminárních vad, při testování mnoha běžných svarů, kde nespojitosti obvykle nejsou rovnoběžné s povrchem, účinné nejsou. Kombinace geometrie svaru, natočení vad a přítomnosti vyboulení svaru nebo svarové housenky vyžaduje kontrolu ze strany svaru pomocí svazku generovaného pod úhlem.
Testování pomocí příčné vlny, známé také jako kontrola úhlovým svazkem, je technika UT používaná primárně na kontroly svarů. Kontrola svaru se provede zavedením příčných vln do plátu pod zvoleným úhlem a manipulováním se sondou, aby se oskenoval celý svar.
Při obvyklých kontrolách zvukový svazek prochází pod generovaným úhlem na dno testovaného kusu a poté se odrazí vzhůru pod stejným úhlem. Pohyb sondy tam a zpět způsobuje, že zvukový svazek projde celou výškou svaru. Tento skenovací pohyb umožňuje zkontrolovat celý objem svaru a odhalit nespojitostí v liniích natavení i v samotném svaru.
Úhlové sondy mají jeden měnič a používají se spolu s klínem, aby přenesly příčné či podélné vlny do testovaného kusu. Zde je zobrazen 45° klín.
Kontrola UT může ve svarech odhalit následující defekty:
- trhliny v zóně svaru
- nespojitosti a neúplnou penetraci svarových spojů
- neprůvar ve svařených spojích
- pórovitost ve svařených spojích
- struskové vměstky ve svařených spojích
- oblasti s deformacemi
- vrstevnatost svarového kovu
Pracování se společností Olympus jako s dodavatelem vybavení pro NDT
Když se společnost marineSOLUTIONS rozhodla investovat do zařízení pro ultrazvukovou kontrolu, kontaktovala několik dodavatelů vybavení pro NDT. Společnost Olympus vynikala díky své pověsti vysoce kvalitních výrobků a informovaného personálu.
Cem zmiňuje posudek z minulosti, kdy objevil delaminaci v uhlíkovém kompozitním stěžni pomocí defektoskopu EPOCH 650. Cem ohlásil tuto vadu zákazníkovi a na základě pověsti společností marineSOLUTIONS a Olympus se majitel rozhodl destruktivně zkontrolovat část jachty. Destruktivní kontrola uhlíkového ráhnoví způsobuje, že se stěžeň stane neopravitelným a nepoužitelným.
„Když se majitel rozhodl, bylo docela stresující na základě našich zjištění sledovat destruktivní kontrolu uhlíkového stěžně, který má vysokou cenu. Přesto jsme důvěřovali naší odbornosti a spolehlivosti vybavení firmy Olympus,“ říká Cem.
Vada byla zjištěna přesně na ohlášeném místě a další kontrola vedla k objevení výrobního defektu. Výsledkem posudku byla výměna celého stěžně výrobcem. Hodnota stěžně byla asi 250 000 dolarů.
 |  |  |
Stěžeň se zničil a obrousil, aby se vada odhalila. Vada byla nejprve objevena pomocí defektoskopu EPOCH 650. |
Společnost marineSOLUTIONS stále investuje do výrobků firmy Olympus. „Podpora v terénu a spolehlivost výrobků nás nikdy nezklamala,“ říká Cem.
Cem dodává: „Vybavení pro ultrazvukové testování od firmy Olympus nabízí nepopiratelné a spolehlivé výsledky. Olympus je renomovaný a osvědčený název pro ultrazvukové NDT. Někteří naši zákazníci šli s informacemi, které jsme pomocí ultrazvuku zjistili, k soudu v několika zemích po celém světě s opakovaným úspěchem.“
Související obsah
Detekování laminárních prasklin ve sklolaminátu pomocí ultrazvukové defektoskopie
Výukový materiál k ultrazvukové defektoskopii
Kontaktujte nás
