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技術文章

結合完整性的換向探傷

閱讀:318發布時間:2013-1-10

 

超聲波鑒定外層高阻抗材料,比如金屬或者陶瓷,和內層低阻抗材料,比如塑料,復合材料或者橡膠之間結合的存在或者缺少。這個技術也應用于很多金屬與金屬間的膠合連接。

 


應用:超聲波鑒定外層高阻抗材料,比如金屬或者陶瓷,和內層低阻抗材料,比如塑料,復合材料或者橡膠之間結合的存在或者缺少。這個技術也應用于很多金屬與金屬間的膠合連接。


背景,當聲阻抗(密度乘以聲速)相似的材料彼此連接,像金屬焊接或者銅焊到金屬上,或者塑料熔融到塑料上,接合面的存在與缺失通常由界面的*反射幅度來決定。典型地在結合和非結合情形時反射信號幅度會有一個重大的不同。不管怎樣,如果在兩個材料的聲阻抗上有很大的不同,比如在金屬和聚合物之間結合的情況,然后由于聲阻抗不匹配,將會有一個重大的反射來自接合面,即使材料是機械化結合的。結合和非結合情形下的回波幅度變化可能很小,很難探測,特別在探頭耦合情況不好的狀況下。同樣的狀況經常發生在金屬結合到金屬時,意味著環氧或者其他低阻抗粘合劑。除非粘合層非常薄,將會有一個低阻抗結合線,來自好的接縫處的重要反射。


注意:測試必須從結合處的高阻抗側進行,在操作說明樹立描述的振蕩技術經常是的方法。這包括獲取來自分界面的一系列多次反射,尋找比率的不同,在結合和非結合情形下連續回波幅度,或者振蕩包絡改變。當聲波在金屬或者其他高阻抗材料上反沖,每次振動幅度變化都要增加,因此舉例,在*回波時,在非結合和結合情形下只有很難看到的5%的幅度下降,在第五回波時變成25%的下降,在第十回波時編程50%的下降。單個回波情況下變化可能很小,經過一些列多次回波后的綜合變化會變大一點,也容易辨認。在典型的接縫處,結合和非結合情況將各自產生它們自己的與眾不同的振蕩圖像。


設備:這個測試可用通過任何標準的超聲波探傷儀來實現,比如Panametrics-NDT Epoch XT,Epoch 4, Epoch 4B, Epoch 4 PLUS, 或者Epoch LT。超聲波脈沖發生/接收器同樣可以使用。探頭通常為常用的延遲探頭,頻率范圍在2.25 MHz和20 MHz之間,比如V207-RB, V206-RB, V202-RM,或者V208-RM。用于給定測試的特殊探頭基于材料厚度,外形和聲學性能來選擇。


程序:當使用任何超聲波探傷儀程序時,設置這些測試需要描述被檢測情形的參考標準,在這個案例下,結合已知的好結合件和壞結合件,特殊材料和外形的樣塊被討論。


一個延遲(或者水浸)探頭通常用于這種類型的測試,因為它能典型地產生來自高阻抗測試件的更多多次回波,相對于耐磨面與目標緊密接觸的接觸式探頭來說。選擇一個至少產生5個多次回波的延遲探頭,更多更好,回波來自外層材料的背面結合面。選擇儀器時基要足夠達的范圍來顯示一系列至少5個多次回波在屏幕上。耦合探頭到一個描述非結合材料參考標準,盡可能的調整衰減,濾波器和整流以產生清楚和尖銳的波峰。

設置增益使*底面回波達到滿屏高度。在下面的波形上,*波峰是延遲塊界面回波,后面的波峰是來自0.1" (2.5 mm)鋼標準塊的多次回波。因為金屬是空氣底面的,多重回波以一個相關的緩慢速度減小。


來自非結合金屬的緩慢振蕩圖像:

然后耦合探頭到結合參考標準塊上,獲取波峰減小高度的變化速率。下面的波形再現了一個鋼結合到聚合物上的0.1" (2.5 mm)結合鋼標準塊。波峰減小速率在*個波形上變快。


被結合的金屬快速振蕩圖像

注意多次回波幅度超屏幕的右側減小的非常快。在鋼背面的結合聚合物相當與一個機械化的阻尼裝置,導致多次回波衰減更快。在結合和非結合情況下振蕩圖像的變化,也是衰減因素,當時在原理上,這個測試可以用于任何情形,包括一個高阻抗材料結合到一個低阻抗材料。通過記錄在參考標準塊上得到的兩個特征圖像,比較它們和測試件的波形,測試件結合的存在與缺失可以確定。

當使用有距離幅度校正(DAC)軟件的儀器時,使用DAC功能對在屏幕上畫目標結合件振蕩輪廓是很有用的。DAC曲線可以用于快速鑒定結合的缺失,通過下面看到的在線上升起的一系列的波峰來顯示。更多的,儀器報警可以在高于曲線的回波上設置觸發,以進一步的識別不可信的結合情形。


標記好的結合的振蕩輪廓的DAC曲線,結合來自不好的結合的波形

通過這種測試類型,記錄考核結合的存在或者缺失的結果是非常重要的,而不是結合的強度。同樣,材料必須用一種粘結劑或者相似的替代物在聲學上結合。僅僅有壓力很少足夠用于產生一個聲學結合。

 


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