上海鼎徵儀器儀表設(shè)備有限公司
謝文清
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在溫度高于50oc或125of時(shí)的超聲厚度測(cè)量和探傷。
應(yīng)用:
在溫度高于50oc或125of時(shí)的超聲厚度測(cè)量和探傷。
背景:
雖然大多數(shù)的超聲探傷和厚度測(cè)量可在常溫環(huán)境下實(shí)施，但是，在許多情況是需要檢測(cè)熱的材料。這種情況經(jīng)常發(fā)生在加工行業(yè)，在那兒熱金屬管或容器必須在沒(méi)有停車?yán)鋮s下檢測(cè)，除此以外也包括涉及熱材料制造的場(chǎng)合，如擠壓的塑料管或在制造后立即熱態(tài)模制的塑料，或是金屬錠或鑄件*冷卻之前的檢測(cè)，常規(guī)的超聲探頭可以允許zui高50℃或125℉的溫度。在更高的溫度，由于熱膨脹導(dǎo)致的內(nèi)部脫粘，它們zui終會(huì)遭受*性損傷。如果被檢材料約高于50℃或125℉，那么必須應(yīng)用高溫探頭和特殊的檢測(cè)技術(shù)。
這些應(yīng)用注釋包括關(guān)于高溫探頭和耦合劑的選擇的快速參考信息，以及關(guān)于它們的使用的重要因素。它覆蓋了在溫度zui高約為500℃或1000℉下的材料的常規(guī)超聲檢測(cè)。在涉及高于此溫度的研究應(yīng)用中，使用非常專業(yè)的波導(dǎo)技術(shù)，它們已經(jīng)超出了本注釋的范圍。
1.探頭
panametrics-ndt高溫探頭分為兩類，雙晶探頭和延遲線探頭。在這兩種探頭中，延遲線材料（對(duì)雙晶探頭而言延遲線材料在內(nèi)部）在實(shí)際探頭晶片和熱檢測(cè)表面之間作為熱絕緣體。出于設(shè)計(jì)的原因，在標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品系列中沒(méi)有高溫的接觸式或水浸式探頭。高溫雙晶探頭和延遲線探頭可以用于厚度測(cè)量和探傷。由于在所有的超聲檢測(cè)中，對(duì)一個(gè)特定的應(yīng)用，*的探頭由特殊的檢測(cè)要求決定，包括材料、厚度范圍、溫度、以及在缺陷檢測(cè)的情況下，有關(guān)缺陷的類型和尺寸。欲得到探頭選擇幫助，請(qǐng)上海鼎徵儀器儀表設(shè)備有限公司
（a）厚度測(cè)量
高溫厚度測(cè)量的極普遍的應(yīng)用是腐蝕測(cè)量，熱的管和容器的殘余金屬厚度測(cè)量使用腐蝕測(cè)厚儀如37dl和mg2系列。設(shè)計(jì)用于泛美腐蝕測(cè)厚儀使用的探頭大多數(shù)適合用于高溫使用。普遍使用的d790系列探頭可用于表面溫度達(dá)500℃或930℉。
使用25系列儀器用于高精度厚度測(cè)量應(yīng)用，如熱塑料，在m200系列中的任意一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)miscroscan延遲線探頭都可配用高溫延遲線。dlht-1、-2和-3延遲線可用于表面溫度zui高為260℃或500℉。dlht-101、-201和-301延遲線能用于表面溫度zui高為175℃或350℉。這些延遲線都在探頭清單中列出。
在需要低頻探頭來(lái)增加穿透能力的富有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用中，videoscan 可替換保護(hù)膜探頭和適當(dāng)?shù)母邷匮舆t線也可能用于25系列測(cè)厚儀。此系列的探頭標(biāo)準(zhǔn)延遲線可與高達(dá)480℃或900℉的表面接觸，
（b）探傷
與在高溫厚度測(cè)量應(yīng)用中一樣，高溫探傷也普遍使用雙晶探頭或延遲線探頭。所有標(biāo)準(zhǔn)的泛美探傷雙晶探頭提供高溫性能。頻率為5mhz或小于5mhz的指尖雙晶探頭、平頭外殼雙晶探頭和擴(kuò)展范圍雙晶探頭可用于zui高約425℃或800℉，而且，更高頻率的雙晶探頭（7.5和10mhz）可用于zui高約175℃或350℉。
所有的videoscan可替換保護(hù)膜探頭可與合適的高溫延遲線配備用于探傷應(yīng)用中。此類型的探頭延遲線可與高達(dá)480℃或900℉的表面接觸。
涉及薄材料的應(yīng)用通常通過(guò)v200系列延遲線探頭來(lái)處理，其中任何一種都可以和高溫延遲線配套使用。dlht-1,-2,-3延遲線可用于表面溫度zui高為260℃或500℉。dlht-101、-201和-301延遲線能用于表面溫度zui高為175℃或350℉。
我們也提供特殊的用于斜探頭的高溫鍥塊，abwht系列用于260℃或500℉而abwht系列用于480℃或900℉。可用尺寸的詳細(xì)資料可從銷售部門獲得。欲得到耦合劑選擇幫助，請(qǐng)上海鼎徵儀器儀表設(shè)備有限公司
耦合劑 zui常用*如丙二醇、甘油和超聲凝膠體如果用于表面溫度高于近100℃或200℉會(huì)很快蒸發(fā)。因此，在高溫時(shí)超聲檢測(cè)需要特殊配方的耦合劑，它能保持為穩(wěn)定的液體或糊狀而不會(huì)汽化，燃燒或是釋放出毒煙。了解它們使用的特定溫度范圍，并且只能在這個(gè)范圍內(nèi)使用它們是很重要的。使用超出其預(yù)期范圍的高溫耦合劑可能導(dǎo)致差的聲學(xué)性能和/或安全危害。
在非常高的溫度時(shí)，即使是高溫耦合劑也必須快速使用，因?yàn)樗鼈儗?huì)變干或凝固而且不再傳送超聲波能量。在下一次測(cè)量前干的耦合劑殘留物應(yīng)該從試件表面和探頭表面擦除。
注意：垂直入射的橫波在高溫下通常無(wú)法耦合，因?yàn)樯虡I(yè)橫波耦合劑會(huì)液化而且高粘性會(huì)降低，而高粘性對(duì)于橫波的傳播是必須的。
我們提供兩種類型的高溫耦合劑：
耦合劑e—ultratherm
推薦在500of到1000of（260oc到540oc）使用
耦合劑g—中等溫度耦合劑
推薦在溫度zui高為600 of（315 oc）時(shí)使用
欲從泛美獲得全部耦合劑的清單及每種耦合劑的更多的注釋，請(qǐng)參考ultrasonic couplants上的ndt應(yīng)用注釋
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測(cè)試技術(shù)在為一個(gè)高溫應(yīng)用建立檢測(cè)工藝時(shí)必須始終考慮以下因素：
工作周期：所有的標(biāo)準(zhǔn)高溫探頭設(shè)計(jì)時(shí)都考慮到工作周期。雖然延遲線使探頭內(nèi)部絕緣，與高溫表面長(zhǎng)時(shí)間接觸會(huì)導(dǎo)致明顯的熱量堆積，而且，如果內(nèi)部溫度變得足夠高時(shí)，zui終會(huì)導(dǎo)致探頭*性損壞。對(duì)大部分的雙晶探頭和延遲線探頭，對(duì)表面溫度在約90oc到425oc（200of到800of）時(shí)，推薦的工作周期為接觸熱表面的時(shí)間不超過(guò)10秒（推薦5秒），接著是zui少1分鐘的空氣冷卻。注意這只是一個(gè)指導(dǎo)方針，在一個(gè)特定探頭的溫度范圍的上限，其接觸時(shí)間和冷卻時(shí)間的比率變得更加重要。通常，如果探頭外殼溫度高得無(wú)法光手舒適地拿著，那么探頭內(nèi)部溫度達(dá)到了一個(gè)潛在的損壞溫度，所以在繼續(xù)檢測(cè)前探頭必須冷卻下來(lái)。某些用戶用水來(lái)冷卻以加快冷卻過(guò)程，然而泛美沒(méi)有發(fā)布水冷的*指針，水冷卻的適用性必須由用戶決定。
泛美epoch系列探傷儀、37dl和mg2測(cè)厚儀都具有凍結(jié)功能，能用來(lái)凍結(jié)顯示波形和讀數(shù)。因?yàn)閮鼋Y(jié)功能允許操作者捕獲讀數(shù)并且快速將探頭移開(kāi)熱表面，所以它在高溫測(cè)量時(shí)非常有用。
使用測(cè)厚儀時(shí)，應(yīng)該使用快速屏幕更新模式來(lái)使接觸時(shí)間zui小化。
耦合方法：探頭工作周期需求和耦合劑在適用厚度范圍上*凝固或汽化的趨向要求操作者在工件上快速工作。許多用戶發(fā)現(xiàn)的方法是將一滴耦合劑滴在探頭表面然后將探頭穩(wěn)穩(wěn)地壓在試樣表面，不需要扭曲或磨它（這可能導(dǎo)致探頭磨損）。在兩次測(cè)量之間，任何干的耦合劑殘留物都必須從探頭表面除去。
增益增加：和所有的epoch探傷儀一樣，37dl和mg2儀器有增益增加功能。因?yàn)楦咚p和高溫測(cè)量在一起，因此在測(cè)量前增加增益是很有用的。
聲速變化：在所有的材料中聲速隨溫度改變，當(dāng)材料加熱時(shí)聲速會(huì)慢下來(lái)。溫度高的材料的厚度測(cè)量始終需要聲速重新校準(zhǔn)。在鋼中，聲速隨溫度改變約為每55oc改變1％（準(zhǔn)確值隨合金成份而改變）。在塑料和其他聚合物，改變會(huì)更大，在溫度接近熔點(diǎn)時(shí)每改變55oc或100of聲速能改變近50％。如果沒(méi)有材料的溫度/聲速變化圖，那么在實(shí)際檢測(cè)溫度下必須在對(duì)試塊樣品做聲速校準(zhǔn)。
零點(diǎn)重新校準(zhǔn)：當(dāng)使用雙晶探頭做厚度測(cè)量時(shí)，要記住對(duì)一個(gè)特定的探頭，當(dāng)它變熱時(shí)由于通過(guò)延遲線的傳播時(shí)間改變，其零點(diǎn)偏移值會(huì)改變。因此，為保持測(cè)量精度，定期做一個(gè)重新零點(diǎn)校準(zhǔn)是必要的。使用泛美腐蝕測(cè)厚儀（37dl和mg2），通過(guò)儀器的自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)功能，只要按zero鍵就可以快速而輕易地做到。
增加的衰減：在所有材料中的聲波衰減會(huì)隨著溫度增加，而且這個(gè)效應(yīng)在塑料中比在鋼中或陶瓷中更加顯著。在典型的細(xì)的晶粒碳素合金鋼中，室溫下，5m下的衰減約為2db/100mm。在500oc或930of，衰減增加到約每100mm 聲程為15 db。在高溫檢測(cè)大聲程材料時(shí)，這個(gè)效應(yīng)需要使用顯著增加的儀器增益，而且也需要調(diào)整在室溫下制定的距離/增幅校正曲線（dac）或tvg（深度補(bǔ)償）程序。在聚合體物溫度/衰減效應(yīng)很高程度上取決于材料，有代表性的是在數(shù)值上比上述碳素合金鋼大幾倍。特別地，一個(gè)被加熱的長(zhǎng)的高溫延遲線可能就代表了在一次檢測(cè)中總衰減的重要來(lái)源。
斜鍥中的角度變化：使用任意高溫斜鍥，當(dāng)它加熱時(shí)，在斜鍥材料中的聲速會(huì)降低，因此斜鍥變熱時(shí)在金屬中的折射角也會(huì)增加。如果涉及一個(gè)給定的檢測(cè)，那么在實(shí)際操作溫度下必須校驗(yàn)折射角。作為一個(gè)實(shí)踐，在檢測(cè)過(guò)程中的熱變化使得對(duì)實(shí)際折射角做測(cè)定變得困難。
超聲波測(cè)厚儀用高溫耦合劑zgm/sono600/sono900/sono950/so00/gr60
德國(guó)kk公司
zgm
測(cè)厚應(yīng)用：～600℃
計(jì)價(jià)單位：100克/支
美國(guó)sonotech公司sono600
測(cè)厚應(yīng)用（小于15秒接觸）：-18～315℃
探傷應(yīng)用（1~5分鐘接觸）：10～260℃
煙點(diǎn)：343℃
包裝：4盎司/支（膠狀）
的抗腐蝕特性
緩慢變干
生物可降解成分
可選擇膠狀和液體
美國(guó)sonotech公司sono900
測(cè)厚應(yīng)用（小于15秒接觸）：315～482℃
探傷應(yīng)用（1~5分鐘接觸）：315～343℃
煙點(diǎn)：421℃
包裝：2盎司/支
熔化速度快，以便快速測(cè)量
高黏度磨砂膏
美國(guó)sonotech公司sono950
測(cè)厚應(yīng)用（小于15秒接觸）：315～510℃
探傷應(yīng)用（1~5分鐘接觸）：315～385℃
煙點(diǎn)：454℃
包裝：2盎司/支
比sono900煙少
中黏度膏
美國(guó)sonotech公司so00
使用范圍
測(cè)厚應(yīng)用（小于15秒接觸）：370～593℃
探傷應(yīng)用（1~5分鐘接觸）：370～482℃
煙點(diǎn)：454℃
包裝：2盎司/支
溫度高
煙少
中黏度膏