超声精确检测附有异质薄层的材料的方法

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  [摘 要]在工业生产和在役设备检测中,经常遇到材料表面存在异质材料的薄层(如油漆、镀膜等),若不除去表面的薄层将会使检测准确性降低,在对这类材料进行检测时总是优先考虑射线检测或除去薄层后进行超声检测。本文将给出一种使用超声波方法检测又可以不除去表面薄层的与除去薄层后进行检测的准确性相当的方法。
  [关键词]薄层 在役 超声波检测
  中图分类号:TB 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0063-01
  1.引言
  在工业生产和设备设施使用中经常会遇到一些需要进行内部检测的表面附有异质薄层的材料,如表面镀膜、涂层等,尤其是在役的设备或结构需要进行内部检测等。由于被检的设备或结构所处的环境和状态的限制,一般优先使用超声检测材料内部,使得检验对生产和安全的影响能够降到最低。但表面附有异质的薄层会对超声波检测带来很多的影响,以至于我们很多的标准都要求去除工件表面的异质薄层之后才进行检测,以降低薄层对检验的影响。去除薄层一般采用打磨、喷砂等方法,易产生火花、静电、材料本身厚度可能减少、对工件表面易产生划痕等一系列问题。对于在重视质量、安全、环保的今天,去除薄层进行检测所带来的增加的安全风险、对材料本身产生的损伤、增加工时成本和对周围环境的影响等不利因素亟需消除,使得如何能采取一种可以在使用超声波检测的同时又能不去除影响检测的薄层的情况下对材料进行精确可靠的检测就是笔者撰写该文的目的。
  2.基本原理
  修正的原理是把表面附有的异性材料薄层当做探头的晶片的一部分,把探头晶片增厚的部分进行修正,探头晶片的厚度改变使得探头的始脉冲和入射点发生改变。只要对始脉冲和入射点进行修正就能使这种附有异性薄层的材料进行正常检测。
  3. 修正方法
  3.1 修正基础
  能够在不去除薄层进行检测的基础条件是超声波声束不能够因薄层的存在使声束方向发生改变,该条件不需要任何修正即可满足,具有超声波基础知识的人都知道超声波入射角度公式,可以根据该公式得出入射角度不因入射到母材过程中存在多层异性材料薄层而影响声束在材料内部的传输。
  3.2 仪器定标的修正
  对仪器水平定标的修正采取平移的方法,即对水平定标的仪器进行平移,使对被检测材料检测时水平线性不发生改变。使仪器时机线进行平移的方法就是增加或减少始脉冲时间,最终通过平移时机线使得仪器的水平线性在被检测材料相匹配,即声波的反射点的声程与仪器上显示的声程等比例。这种方法的原理与探头粘附保护晶片的原理等同,即把表面所附有的异性材料薄层在仪器上进行忽略而便于对材料进行检测。
  首先,根据标准对所使用数字超声检测仪和探头在试块上进行正常定标和灵敏度曲线等制作;然后,在材料上用对准被检测材料的端角或能够反射最大回波的轮廓的位置,找到最大回波,条件仪器的起始脉冲的始脉冲时间,使仪器上的反射回波达到被检测材料的正确声程位置;量取反射回波到探头前沿的实际位置,读取仪器上显示的反射点的水平距离,求出应该补偿修正的差值,在探头前沿中修正探头前沿。
  3.3 仪器灵敏度的修正
  灵敏度的补偿修正可以采用各个标准中介绍的表面补偿方法进行修正,这里不进行介绍。对该种材料进行检测的补偿修正属于表面补偿修正范畴,但必须实际测试得出,这与表面的异性材料薄层的属性差异非常大。
  4. 结论
  采用文中给出的修正方法前需要采用直探头对被检区域两侧进行扫查,已确定薄层完全附着在材料上,避免薄层附着不良带来的影响。该种方法可以有效的规避表面异性薄层对检测的影响,可以使对材料检测的方法和可靠性达到和常规材料一样的级别,不会因为缺陷定位和灵敏度问题使缺陷内部的缺陷误判或遗漏。
  参考文献
  [1] 超声检测.北京:中国劳动社会保障出版社,2008.
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