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结合完整性的环向测试
2013-01-06 08:13:36 来源:谢文清
应用:超声波鉴定外层高阻抗材料,比如金属或者陶瓷,和内层低阻抗材料,比如塑料,复合材料或者橡胶之间结合的存在或者缺少。这个技术也应用于很多金属与金属间的胶合连接。
背景,当声阻抗(密度乘以声速)相似的材料彼此连接,像金属焊接或者铜焊到金属上,或者塑料熔融到塑料上,接合面的存在与缺失通常由界面的*反射幅度来决定。典型地在结合和非结合情形时反射信号幅度会有一个重大的不同。不管怎样,如果在两个材料的声阻抗上有很大的不同,比如在金属和聚合物之间结合的情况,然后由于声阻抗不匹配,将会有一个重大的反射来自接合面,即使材料是机械化结合的。结合和非结合情形下的回波幅度变化可能很小,很难探测,特别在探头耦合情况不好的状况下。同样的状况经常发生在金属结合到金属时,意味着环氧或者其他低阻抗粘合剂。除非粘合层非常薄,将会有一个低阻抗结合线,来自好的接缝处的重要反射。
注意:测试必须从结合处的高阻抗侧进行,在操作说明树立描述的振荡技术经常是*好的方法。这包括获取来自分界面的一系列多次反射,寻找比率的不同,在结合和非结合情形下连续回波幅度,或者振荡包络改变。当声波在金属或者其他高阻抗材料上反冲,每次振动幅度变化都要增加,因此举例,在*回波时,在非结合和结合情形下只有很难看到的5%的幅度下降,在第五回波时变成25%的下降,在第十回波时编程50%的下降。单个回波情况下变化可能很小,经过一些列多次回波后的综合变化会变大一点,也容易辨认。在典型的接缝处,结合和非结合情况将各自产生它们自己的与众不同的振荡图像。
设备:这个测试可用通过任何标准的超声波探伤仪来实现,比如Panametrics-NDT Epoch XT,Epoch 4, Epoch 4B, Epoch 4 PLUS, 或者Epoch LT。超声波脉冲发生/接收器同样可以使用。探头通常为常用的延迟探头,频率范围在2.25 MHz和20 MHz之间,比如V207-RB, V206-RB, V202-RM,或者V208-RM。用于给定测试的特殊探头基于材料厚度,外形和声学性能来选择。
程序:当使用任何超声波探伤仪程序时,设置这些测试需要描述被检测情形的参考标准,在这个案例下,结合已知的好结合件和坏结合件,特殊材料和外形的样块被讨论。
一个延迟(或者水浸)探头通常用于这种类型的测试,因为它能典型地产生来自高阻抗测试件的更多多次回波,相对于耐磨面与目标紧密接触的接触式探头来说。选择一个至少产生5个多次回波的延迟探头,更多更好,回波来自外层材料的背面结合面。选择仪器时基要足够达的范围来显示一系列至少5个多次回波在屏幕上。耦合探头到一个描述非结合材料参考标准,尽可能的调整衰减,滤波器和整流以产生清楚和尖锐的波峰。设置增益使*底面回波达到满屏高度。在下面的波形上,*波峰是延迟块界面回波,后面的波峰是来自0.1" (2.5 mm)钢标准块的多次回波。因为金属是空气底面的,多重回波以一个相关的缓慢速度减小。
来自非结合金属的缓慢振荡图像:然后耦合探头到结合参考标准块上,获取波峰减小高度的变化速率。下面的波形再现了一个钢结合到聚合物上的0.1" (2.5 mm)结合钢标准块。波峰减小速率在*个波形上变快。
被结合的金属快速振荡图像注意多次回波幅度超屏幕的右侧减小的非常快。在钢背面的结合聚合物相当与一个机械化的阻尼装置,导致多次回波衰减更快。在结合和非结合情况下振荡图像精确的变化,也是衰减因素,当时在原理上,这个测试可以用于任何情形,包括一个高阻抗材料结合到一个低阻抗材料。通过记录在参考标准块上得到的两个特征图像,比较它们和测试件的波形,测试件结合的存在与缺失可以确定。
当使用有距离幅度校正(DAC)软件的仪器时,使用DAC功能对在屏幕上画目标结合件振荡轮廓是很有用的。DAC曲线可以用于快速鉴定结合的缺失,通过下面看到的在线上升起的一系列的波峰来显示。更多的,仪器报警可以在高于曲线的回波上设置触发,以进一步的识别不可信的结合情形。
标记好的结合的振荡轮廓的DAC曲线,结合来自不好的结合的波形通过这种测试类型,记录考核结合的存在或者缺失的结果是非常重要的,而不是结合的强度。同样,材料必须用一种粘结剂或者相似的替代物在声学上结合。仅仅有压力很少足够用于产生一个声学结合。