超声检测新耦合方法的研究

本文提出了一种新型超声耦合方法－自耦合方法，磁性耦合剂由磁性探头所吸附进行检测，不仅可大大简化耦合剂涂抹操作，减少耦合剂在工件上的流失损耗，而且提高了检测灵敏度，在超声检测领域具有广阔的应用前景。     

声学检测耦合介质的压力敏感性研究

根据超声波在三层介质中的传播原理以及耦合剂在压力作用下会使耦合层减薄影响声波的传播与接收,设计多种耦合剂使用同一AVG曲线在施加不同的压力下接收同一位置的超声回波波幅,分析同种耦合剂在不同压力下的回波波幅的差异以及对比各种耦合剂之间的差异得出耦合介质的压力敏感性差异。通过实验可以发现压块的质量与回波波幅具有高度相关性,实验选取的各种耦合剂都能用一个二次函数对压块的质量与回波波幅进行高度拟合。从拟合的曲线也可以发现声学检测对于施加在探头上的压力的经验值为2kg～2.5kg,这一数值具有科学合理性。     

大直径管、棒材超声波探头跟踪装置

为大直径管、棒材超声波自动化无损检测设计了超声波探头跟踪装置,满足了探头与被检工件之间耦合剂和角度稳定性的要求,实现了超声波在探头、耦合剂、被检工件之间按检测要求正确传播。     

超声耦合剂的高温性能研究

为满足高温连续精密超声测量的需要，本文选择了几种超声耦合剂并系统研究了它们的透声性、耐温性和挥发等性能。     

管道高温定点测厚技术

管道高温定点测厚过程中存在测量数据偏大以及耦合剂选用不当引起的无法读数的问题。通过高温定点测厚试验研究,将试验数据以温度与该温度下测厚所调整后的声速进行线性回归,得出高温测厚的温度一声速线性方程。该方程用于管道高温定点测厚,测量数据准确,方法简便,有效解决了测量数据偏大的问题。此外,通过试验,研究了高温耦合剂的性能,筛选出高温状态下性能稳定的高温耦合剂。     

炼油装置高温管道测厚

主要阐述了高温管道测厚中测厚点的选择、测厚点保温设计、耦合剂的评选及高温测厚探头支架的研制及测厚数据的管理。通过试验,评选出了用于不同温度范围的高温耦合剂,研制了一种用于高温管道测厚的探头辅助支架,另外还研制出了一套数据管理软件,便于管理人员及时更换和维修管理。提高了测厚准确性及工作效率,避免了重大事故发生。     

砂轮特性对40Cr钢磨削淬硬层的影响

以平面磨削淬硬试验为基础，研究了不同砂轮特性条件下40Cr钢磨削淬硬层的组织与性能。结果表明，在磨削淬硬加工中的热、机械耦合作用下，砂轮特性对磨削淬硬层的马氏体组织形貌及其高硬度区硬度值无显著影响。随着砂轮粒度或砂轮硬度的提高，磨削淬硬层深度相应增加。与树脂结合剂砂轮相比，采用陶瓷结合剂砂轮可使淬硬层深度增加近40％。     

蜂窝夹芯复合材料空气耦合超声检测技术研究

超声波通常借助液体耦合剂透射进入检测对象内部。然而,蜂窝夹芯复合材料板有时不允许采用液体进行声学耦合,导致常规超声检测技术无法应用于复合材料内部缺陷检测。由此,本研究提出蜂窝夹芯复合材料板的空气耦合超声成像检测技术。首先,通过优选探头参数、优化探头布置方法高效接收超声透射波;其次,基于透射波幅值进行超声C扫描成像;最后,结合金相方法分析图像特征。研究结果表明,空气耦合超声检测技术可对蜂窝材料进行成像检测,能够直观显示完好蜂窝结构、脱粘、芯层压缩,是一种可避免耦合剂污染的高精度复合材料无损检测技术。     

耦合剂及粗糙度对超声波法检测蠕化率声速的影响

超声波法检测蠕化率是依据预先建立的超声波声速与蠕墨铸铁蠕化率之间的关系模型来快速预测的,声速的测量至关重要。借助ECHOMETER1076超声波声速仪、探针式表面粗糙度测量仪、定量金相等,结合试验和数值模拟方法,详细研究了耦合剂种类及厚度、试样表面粗糙度等因素在超声波法检测蠕化率时对声速测量的影响规律。结果表明,声阻抗在(0.13～0.3)×10~6 g/cm^2·s之间的常用耦合剂对声速测量造成的影响不大。在耦合剂最常涂抹的厚度0.2 mm之内,声速的变化范围在77 m/s以内。当试样表面粗糙度R_a≤5μm时对声速测量基本无影响。这些为精确测量声速和准确预测蠕化率提供了依据。     

空气耦合超声探头

在超声检验时,所有测试系统在探头和待测试样之间都需要有某种形式的耦合。一般的耦合剂是油,以便充满探头和试样之间狭窄的缝隙,当探头和试样可浸到水里的时候就可用水做耦合剂。在压力下还可用软质塑料。如果需要机械扫描的自动化检验系统,则某些液体耦合形式就显得非常必要,这样,移动探头时可不接触试样。这时,由于液体和固体表面之间的声学失配,约有10％的入射能量通过介面,如果探头和试样之间没有液体,大约只有0.04％的入射能量通过空气——固体界面。     

接触工件表面的探伤剂中有害成份控制

无损探伤中所用的工业助剂统称为探伤剂。其中有能直接接触工件表面，也有不直接与工件接触（例如X光片冲洗助剂类）、前者有以下几种：a、超声波探伤耦合剂b、射线透照厚度补偿剂。软片和号码像质计等粘贴剂。c、磁粉探伤中的磁悬液、试片粘贴剂、反差增强剂。d、各类渗透探伤剂e、涡流探伤中用的润滑剂f、在被探工件上作标记的各种书写涂料。以上这些试剂在应用之后，如果没有特别要求．一般是不作清除处理的。有时候清除它们也是很困难的。它们在被检金属表面停留时间较长。有的残存在粗糙的金属表面，有的渗进那些致密性差的金属内（如…     

用于无损检测的电磁超声换能器研究进展

电磁超声换能器(EMAT)是一种通过电磁耦合方法产生和接收超声波的换能器。由于EMAT具有非接触性、无需耦合剂等优点,受到广大无损检测与评估工作者的广泛关注。从物理原理出发,介绍了EMAT过程数学建模、装置设计以及工程应用等方面的研究现状,并对其发展趋势作出了展望。     

非接触空气耦合超声检测原理及应用研究

为解决液态、半液态耦合剂作为传播介质导致某些材料不能进行超声无损检测与评价的问题,研制了一种非接触空气耦合式超声波检测系统。该系统由高功率超声波发射接收器、高灵敏度空气耦合传感器和高信噪比的带通外置放大器三个部分组成。通过对CFRP复合材料人工模拟空气层缺陷的检测验证表明,该系统可以完成缺陷大小、位置的识别,最小缺陷分辨直径为1mm。     

电磁超声高温测厚原理及应用案例

电磁超声是超声波无损检测的一个分支。该技术利用电磁场的相互作用,在被测材料表面产生超声波。因此,电磁超声无损检测过程无需使用耦合剂,并且支持非接触检测。不停工情况下的在役管道以及其他压力容器的剩余壁厚测量是当今无损检测领域的一个研究热点。在常温管道测量方面,使用传统的压电超声可以比较精确地测量管道的剩余壁厚。但是,在高温管道测量方面,目前高温耦合剂还是存在易于挥发、效果不稳定的缺点,而且价格昂贵,不利于实际应用。文章介绍了电磁超声测厚的基本原理、电磁超声厚度测量的仪器设备、探头及其使用范围。结合高温管道测厚的实际应用案例,对电磁超声测厚应用进行了阐述、分析和总结。最后得出,电磁超声由于无需接触、不需要耦合剂等特点,对材料的高温测厚具有独特的优势。     

飞机复合材料粘结质量评价的新方法研究

介绍基于最低阶反对称板波激励、扫频幅度－相位显示的复合料粘结质量评价的新方法。基于方法研制的仪器可检出复合材料常见故障，诸如脱粘、未粘接、碎芯及分层等的直观显示图形。本方法无需使用耦合剂，因此特别适用于现场或外场检测。     

JZ钢低倍缺陷探伤的研究

阐述了试验选择适合JZ钢特点的仪器、探头、耦合剂。截取不同当量缺陷的低倍试片，分别对波形和低倍试片照相分析。确定了伤波当量与低倍缩孔级别的对应，完成了在缩孔方面超声波探伤与低倍检验的对应图谱。发现JZ钢产生的缺陷主要是由于钢锭补缩不及时而产生的二次缩孔，根据检验结果及时改进了生产工艺，使JZ钢的质量稳步提高。     

聚乙烯管道热熔接头的超声波耦合聚焦检测技术

由于聚乙烯材料的声学特性、热熔接头的结构形状干扰以及未熔合缺陷对超声波响应不灵敏等因素,使热熔接头的超声波检测有效性未得到承认。在大量试验的基础上,提出一种针对聚乙烯管道热熔接头超声检测的方法—耦合聚焦技术。该方法是通过配制一种声速和声阻抗与聚乙烯相匹配的耦合剂,使球形曲晶片聚焦的声束通过耦合剂时产生会聚,在扫查时聚焦区能始终贯穿接头熔合区。通过大量带有典型缺陷试样的对比试验,验证该方法能可靠地检出热熔接头中1mm的体积型缺陷、1mm高的面积型缺陷,满足工程检测的需要。     

超声波相控阵斜探头检测PIE管电熔接头研究

超声波在聚乙烯中衰减系数比金属约高十倍或更多,给PE电熔接头超声波相控阵检测带来困难。介绍了超声波相控阵斜探头检测PE管电熔接头的时机、分辨能力、探头频率、试块、检测范围和耦合剂等。     

电磁超声检测各向同性金属材料的弹性模量及声波模式转换

介绍了一种利用电磁超声波检测(EMAT)各向同性金属材料弹性模量的方法,检测对象为CSK-ⅡA标准试样(材料为20钢),利用大功率电磁超声检测系统同时激发横波和纵波,横波和纵波的传播速度分别为3 241.20m·s-1和5 937.62m·s-1,进而得出杨氏模量和泊松系数分别为212.51GPa和0.288 1。推导出横波转为纵波的模式转换效率为9.5%,系统激发纵波的效率是系统激发横波效率的9.2%。该检测方法不需要耦合剂和打磨工件,检测表面可以有腐蚀缺陷和凹凸不平,避免了传统压电超声检测需要使用耦合剂而带来的检测误差,提高了测量精度和检测效率。     

干耦合式磁致伸缩导波管道检测系统

针对大管径、高温管道,提出了机械夹持与耦合剂的组合耦合方法,设计出一种适用于磁致伸缩传感器的柔性机械夹持装置。该柔性机械夹持装置可提供较强的预紧力,并保证铁钴合金带与被测管壁间的作用力沿环向均匀作用。对比测试结果表明,干耦合方式不受管道温度限制,激励的导波能量与信噪比和采用环氧树脂粘贴耦合方式相当。利用课题组研制的MsTGW磁致伸缩导波管道检测仪,将干耦合式磁致伸缩传感器应用于工程检测中,可以有效定位出大管径、高温管道中的特征结构及缺陷位置,定位误差小于5%。所设计的机械夹持装置在工程现场中安装使用方便,具有很好的工程应用前景。