船舶建造中的射线检测技术探讨 

引言

船舶建造时，质量与安全极为关键，科技发展进程中，射线检测技术作为一种非破坏性检测手段。在船舶工业中的运用越发普遍，它可有效地检测出船舶结构中存在的缺陷，并且能够对焊接质量进行精确的评定，从而保证整个船舶的性能达到设计标准。本文会细致探究射线检测技术的基本原理，分类以及在船舶建造中的具体应用情况，从而给船舶工业发展给予有益的参照。

1 射线检测的基本原理

射线检测技术依靠射线同物质之间相互作用的物理原理展开，高能量的射线（比如 X 射线或者 γ 射线），穿入被检测的物体时，它的强度会由于物质的原子序数，密度以及厚度等因素而出现衰减。这种衰减现象符合一定的物理规则，用公式 I=I0e^- μd 来表达，其中，I0 代表入射强度，I 是透射强度，μ 为线性衰减系数，d 是材料的厚度，材料内部存在的一些缺陷。比如说气孔，夹渣，未焊透之类的状况，就会改变局部的衰减情况，造成透射射线强度分布有所不同。通过记录这种强度上的差别，就可以得到反映材料内部结构的影像。在造船过程中，这一原理被大量地应用到对各种金属构件的质量检测当中，可以有效地找到内部存在的缺陷，保证结构的完整，而检测的灵敏程度则受到诸如射线能量、焦距以及胶片或者探测器种类等多种因素的影响，需要针对具体的检测对象及需求来做出相应的调整。

2 船舶建造中的射线检测技术

2.1 数字化射线检测技术

数字化射线检测技术是现代无损检测技术的发展方向，其使用数字探测器代替传统胶片，直接得到数字化的影像，并通过计算机软件对影像进行处理与分析。在船舶建造中，数字化检测有明显的优势，第一，检测效率大大提高，不需要化学处理的过程，可以实现即时成像，第二，图像质量可以通过数字处理的方式进行提高，增强对缺陷的识别能力，第三，检测的结果便于存储，传输，共享，能够实现远程评片，专家会诊，第四，减少了化学废物的产生，更加环保。但数字化检测也有一定的局限性，第一，设备投资大，第二，对操作人员的技术要求高，第三，在一些方面，分辨率仍不如胶片法，这些因素都需要我们在技术的选择上加以考虑。

2.2 计算机辅助检测与评估技术

计算机辅助检测与评定技术把人工智能，图像处理技术融入射线检测领域。做到了检测过程的自动化和智能化，依靠先进算法对射线图像展开分析，自动识别并标注疑似缺陷，而且执行定量评价。在船舶建造期间，此技术明显改善了检测的精确度和统一性，削减了人为因素引发的误差，系统可学习很多典型缺陷特征，形成智能识别模型，针对新得到的图像执行快速分析。而且，计算机辅助系统可以执行缺陷统计和质量趋向分析，给质量管理赋予数据支撑，不过，这项技术的成果好坏要看训练样本的品质和数目，而且对于复杂缺陷的识别能力仍需改进，系统的可靠性能验证和标准创建也是要着重关注的事项。

2.3 辐射安全防护技术

辐射安全在射线检测中要予以重视，现代辐射安全防护技术采取多层次，全方位的防护策略，就工程防护而言，包含固定式射线检测室的屏蔽设计，移动式防护装置的使用等等。就个人防护而言，配备剂量计，防护服等个人防护装备，就管理措施而言，制定严格的，安全操作规程和应急预案。近些年，智能安全监控系统得到广泛应用，借助于实时剂量监测，工作区域监控，自动报警等功能，明显提升了辐射安全管理水平。而且，新型防护材料的研发也一直在推进，纳米铅复合材料之类，在保证防护效果的同时减轻了防护设备的重量，这些技术的发展给船舶建造过程中的射线检测赋予了更为可靠的保障。

2.4 特殊应用技术

关于船舶建造中的特殊检测需求，形成了一些特定的射线检测技术，对于复杂结构部分采用 panaromim 成像技术，能够做到 360 度全视角检测。针对大厚度材料使用了高能量的射线装置，例如直线加速器之类的高能射线设备，能够获取充足的穿透力度。针对某些特殊材质（复合材料，异种金属接头等）有着专属的检测工艺及评定标准，在检测已使用的船舶时，也有特定的技术手段可用，包含水下射线检测技术，远程操控射线检测系统之类的技术。在检测船舶建造过程中所面临的各种特殊情形时，这些特殊的检测应用拓宽了射线检测的应用范畴，并让它能够应对在船舶建造期间发生的种种复杂的检测状况，不过，这类技术一般都要配合适用的装置以及专业接受过特别培训的人员才能实行，而且实施费用比较高。

3 船舶建造中射线检测的应用

3.1 船舶结构材料的射线检测

船舶结构材料的质量直接决定了整船的安全性，射线检测在船用钢板、型材等原材料的检验中起到重要作用。对于船用钢板，主要检测轧制过程中产生的分层、夹渣等缺陷；对于型材，主要检测弯曲部位和连接处的质量情况。检测时要依据材料的厚度和合金成分来选定射线能量和曝光参数。现代船舶建造大量采用高强度钢和特种钢材，这些材料往往具有更高的强度和更复杂的微观结构，这对射线检测技术提出了新的要求，通过改良检测工艺，形成专门的质量评定标准，就可以保证结构材料的质量符合船舶建造的要求。而且，针对进口材料的检验也是射线检测的重要应用领域，经过严格的入厂检验，杜绝不合格材料混入生产流程。

3.2 船舶焊接结构的射线检测

焊接质量关乎船舶结构安全，射线检测在船舶焊接检验里运用得最多，包括对接焊缝，角焊缝，管节点焊缝这些重要部位的检测。在检测的时候，要依照焊缝种类，厚度，坡口形式这些要素来决定最合适的透照安排和工艺参数，对于厚板焊缝，一般采取双壁双影或者双壁单影的透照办法，而像管节点这种比较复杂的结构，就要用到特别的透照技术，评片的时候不但要看缺陷的类型和大小，还要联系焊接工艺和服役情况做全面评价。近些年来，自动化焊接技术得到推广使用，射线检测也朝着自动化方向发展，好比利用爬行器来做管道焊缝检测，靠机械手执行大型焊缝的自动扫描之类，这些改进使得检测效率和可靠性得到很大提升。

3.3 船舶其他部件的射线检测

除了主体结构以外，射线检测还被用于船舶其它重要部件的质量检测，压力容器和管道系统是重点检测对象，这些部件承受的压力较高，对缺陷的容忍度较低。通过射线检测，能够找出制造过程里产生的各类缺陷，保证使用安全，铸锻件的检测同样十分重要，像艉轴，舵杆，推进器这些关键部件，它们的结构比较复杂，出现的缺陷种类较多，要采取专门的检测工艺。在船舶维修和改造期间，射线检测被用来评价结构件的损伤程度以及修补状况，特别在船舶到达设计寿命之后的延寿评价当中，射线检测给予了关键的技术数据。伴随着船舶大型化和专业化的进程，对于一些特殊部件的检测需求也在不断增多，像LNG 船所用的低温材料，豪华邮轮上的装饰构件等等，这促使射线检测技术不断地更新和改善。

结语

射线检测技术在船舶建造当中有着无法被取代的重要意义。技术不断发展，检测方法也跟着改变，应用范围渐渐扩大起来，将来射线检测会变得愈加智能、自动，还会和其他无损检测技术结合得更好，从而构建起更为完备的质量保证体系，辐射安全始终是个重点问题，依靠技术进步与管理改善，可以做到检测工作安全可靠地开展下去，这些发展会给提升船舶建造品质给予更有力的支持。

参考文献：

[1] 施 振 宝 . 船 舶 轮 机 建 造 检 验 典 型 缺 陷 探 讨 [J]. 中 国 水 运 月刊 ,2022,(08):70-72+74.

[2] 李 中 合 . 船 舶 船 体 建 造 检 验 节 点 控 制 分 析 [J]. 珠 江 水运 ,2018,(18):68-69.

[3] 宋晗 , 邢建东 . 船体建造中焊接质量检验的控制要点探讨 [J]. 山东工业技术 ,2023,(09):27.