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船舶結(jié)構(gòu)

Mohammad Omar博士目前正在研究無(wú)損檢測(cè)技術(shù)用于監(jiān)測(cè)加工過(guò)程和檢測(cè)最終產(chǎn)品方面的優(yōu)點(diǎn)。

他說(shuō)：“在進(jìn)入馬斯達(dá)爾理工學(xué)院之前，我在許多應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)都接觸過(guò)熱成像技術(shù)，包括在線檢測(cè)、自動(dòng)化和過(guò)程控制等領(lǐng)域。在這些應(yīng)用中，我已經(jīng)體會(huì)到熱成像技術(shù)是十分可靠并易于實(shí)現(xiàn)的。同理，將熱成像技術(shù)用于船舶建造檢測(cè)方面也會(huì)是如此”。

海洋船舶通常都是在惡劣環(huán)境中工作，并且需要準(zhǔn)確的測(cè)試程序和現(xiàn)代無(wú)損檢測(cè)技術(shù)幫助確保其結(jié)構(gòu)質(zhì)量，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)質(zhì)量最終會(huì)影響到船舶的使用壽命、使用安全可靠性、維修頻率以及總成本等。

熱成像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)就是這樣的一種技術(shù)，不僅會(huì)幫助檢測(cè)缺陷并將其量化，而且還易于實(shí)現(xiàn)。

這種檢測(cè)工具能夠用在許多海軍和海洋應(yīng)用中，對(duì)船舶的內(nèi)部和外部區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)。

熱成像技術(shù)用于焊接質(zhì)量控制方面

在船舶建造過(guò)程中，焊接質(zhì)量控制扮演著一個(gè)非常重要的角色。

無(wú)論是點(diǎn)焊、摩擦攪拌焊，還是金屬惰性氣體電弧焊等，最關(guān)鍵的地方還是在于以一種可靠的方式將兩塊金屬件結(jié)合在一起。

對(duì)于焊接質(zhì)量的傳統(tǒng)測(cè)試方法主要有利用錘子敲打和外觀檢驗(yàn)等。

然而，這些方法都是極其主觀的?，F(xiàn)在熱成像技術(shù)為相關(guān)工作人員在監(jiān)測(cè)焊接過(guò)程方面提供了一種更好的方法。

良好的焊接可以通過(guò)以一種均衡的加熱方式對(duì)金屬件加熱直至熔點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)。

在這一過(guò)程中，監(jiān)控溫度是至關(guān)重要的，因?yàn)闇囟葘?huì)提供焊接強(qiáng)度的相關(guān)信息。

而利用熱成像技術(shù)得到的熱圖像則會(huì)提供整個(gè)焊接過(guò)程中溫度變化的詳細(xì)信息。

（圖1：監(jiān)測(cè)焊接過(guò)程中的溫度變化可以很好地提供焊接強(qiáng)度相關(guān)信息）

熱成像技術(shù)用于噴漆表面檢測(cè)

“熱成像技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)就在于它能夠直接地呈現(xiàn)出船舶上大型表面的溫度曲線。

這一優(yōu)點(diǎn)使其非常適用于監(jiān)測(cè)船舶的涂漆過(guò)程。”Mohammad Omar博士這樣認(rèn)為。

熱成像技術(shù)實(shí)際上已被用于汽車(chē)工業(yè)中的油漆表面檢測(cè)，主要用來(lái)監(jiān)測(cè)自動(dòng)涂漆過(guò)程，這一過(guò)程包括在汽車(chē)油箱上涂上具有保護(hù)性的涂層，對(duì)水性薄膜的厚度測(cè)量等。

通過(guò)將熱圖像與油漆層厚相結(jié)合，在油漆干燥之前就可以實(shí)時(shí)地創(chuàng)建出適用于每個(gè)油箱的厚度圖，如圖2所示。

這也使得操作人員能夠較輕易的對(duì)帶有涂層的油箱進(jìn)行修理，此外，基于熱像儀的反饋，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流程設(shè)置的自動(dòng)化調(diào)控。

（圖2：熱像儀能夠提供有關(guān)油漆層厚的信息，這樣能在油漆干燥之前實(shí)時(shí)對(duì)每個(gè)油箱創(chuàng)建一個(gè)厚度圖）

熱成像技術(shù)在海洋船舶建設(shè)中的另一個(gè)應(yīng)用是檢測(cè)壓載水艙中的漏鍍面。

在這項(xiàng)應(yīng)用中，熱成像技術(shù)可以檢測(cè)出不同尺寸的未鍍層點(diǎn)，因?yàn)椴煌笮〉狞c(diǎn)具有不同的發(fā)射率和熱性能。

這項(xiàng)技術(shù)可以與其他的成像方法結(jié)合使用，例如熒光成像法。

熒光成像法涉及到利用紫外線來(lái)研究含有熒光顏料的油漆材料。

“熱成像技術(shù)相比于其他的技術(shù)而言最主要的優(yōu)勢(shì)在于，你可以將溫度監(jiān)控過(guò)程整合到涂漆工藝中。

利用這種方法可以直接發(fā)現(xiàn)哪塊區(qū)域需要重新上漆，哪塊區(qū)域已經(jīng)完成上漆。

這種方法比超聲波法更加有效，因?yàn)槔贸暡ǚ?，你不得不先進(jìn)行噴漆，事后再進(jìn)行檢測(cè)。”Mohammad Omar博士介紹道。

（圖3：在鍍有海洋級(jí)防護(hù)涂料的樣品上人為施加針孔[在頂部和底部]，熱成像技術(shù)的過(guò)程圖像能夠顯示出施加的小孔位置）

熱成像技術(shù)用于底漆腐蝕檢測(cè)方面

一些油漆材料在2-5µm的紅外波段內(nèi)是透明的，然而，利用熱成像技術(shù)可以在不需要去除油漆的情況下，檢查到底物是否腐蝕或者變形了。

“我們?cè)脽嵯駜x進(jìn)行壓載水艙的維護(hù)檢查。

郵輪有時(shí)候從中東國(guó)家返回時(shí)壓載艙內(nèi)會(huì)裝滿(mǎn)石油，但是當(dāng)在去這些目的地時(shí)，這些同樣的艙內(nèi)則會(huì)充滿(mǎn)鹽水，這都是為了保證這些船舶在單程旅行中的平衡。

問(wèn)題是這些鹽水具有非常強(qiáng)的腐蝕性，這種腐蝕性介質(zhì)可能會(huì)破壞掉船表面的涂層。

通過(guò)利用紅外熱像儀，工作人員能夠在不需要去除表面涂層的情況下清楚的看到腐蝕點(diǎn)在哪？”Mohammad Omar博士說(shuō)。

熱成像技術(shù)用于難以觸及部位的檢測(cè)

熱成像技術(shù)非常適用于造船廠對(duì)船舶上昏暗的，或者難以觸及的地方進(jìn)行檢測(cè)。這項(xiàng)技術(shù)能夠以一種非接觸式的模式對(duì)一些隱蔽的，難以檢測(cè)的地方進(jìn)行檢測(cè)。

由于海洋船舶通常具有非常大的尺寸規(guī)模，該技術(shù)的二維掃描特性就顯得非常有益。

利用這種技術(shù)，不需要樣品制備和表面處理過(guò)程，并且還可以在許多不同配方的涂料和材料上面進(jìn)行。

因此，該技術(shù)并不受某些材料的特性限制，例如材料的磁導(dǎo)率等。

熱成像技術(shù)還使得研究人員能夠通過(guò)調(diào)整焦平面陣列和棱鏡的空間維度進(jìn)而控制檢測(cè)的分辨率。這也就意味著利用一個(gè)紅外成像儀就可以解決大量的船舶檢測(cè)問(wèn)題。