應(yīng)用:
在溫度高于50oC或125oF時(shí)的超聲厚度測量和探傷。
背景:
雖然大多數(shù)的超聲探傷和厚度測量可在常溫環(huán)境下實(shí)施，但是，在許多情況是需要檢測熱的材料。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有停車?yán)鋮s下檢測，除此以外也包括涉及熱材料制造的場合，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，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。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量和探傷。由于在所有的超聲檢測中，對一個(gè)特定的應(yīng)用，*的探頭由特殊的檢測要求決定，包括材料、厚度范圍、溫度、以及在缺陷檢測的情況下，有關(guān)缺陷的類型和尺寸。欲得到探頭選擇幫助，請上海鼎徵儀器儀表設(shè)備有限公司
（a）厚度測量
高溫厚度測量的極普遍的應(yīng)用是腐蝕測量，熱的管和容器的殘余金屬厚度測量使用腐蝕測厚儀如37DL和MG2系列。設(shè)計(jì)用于泛美腐蝕測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V200系列延遲線探頭來處理，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，請參考Ultrasonic Couplants上的NDT應(yīng)用注釋
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- 測試技術(shù)
在為一個(gè)高溫應(yīng)用建立檢測工藝時(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。對大部分的雙晶探頭和延遲線探頭，對表面溫度在約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)檢測前探頭必須冷卻下來。某些用戶用水來冷卻以加快冷卻過程，然而泛美沒有發(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測厚儀都具有凍結(jié)功能，能用來凍結(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熱表面，所以它在高溫測量時(shí)非常有用。
使用測厚儀時(shí)，應(yīng)該使用快速屏幕更新模式來使接觸時(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和高溫測量在一起，因此在測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。溫度高的材料的厚度測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％。如果沒有材料的溫度/聲速變化圖，那么在實(shí)際檢測溫度下必須在對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量時(shí)，要記住對一個(gè)特定的探頭，當(dāng)它變熱時(shí)由于通過延遲線的傳播時(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。使用泛美腐蝕測厚儀（37DL和MG2），通過儀器的自動(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)被加熱的長的高溫延遲線可能就代表了在一次檢測中總衰減的重要來源。
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，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，在檢測過程中的熱變化使得對實(shí)際折射角做測定變得困難。
| 超聲波測厚儀用高溫耦合劑ZGM/SONO600/SONO900/SONO950/SO00/GR60 | |
| | 德國KK公司
ZGM
測厚應(yīng)用：～600℃
計(jì)價(jià)單位：100克/支
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| | 美國SONOTECH公司SONO600
測厚應(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 |
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| | 美國SONOTECH公司SONO900
測厚應(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，以便快速測量
高黏度磨砂膏 |
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| | 美國SONOTECH公司SONO950
測厚應(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 |
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| | 美國SONOTECH公司SO00
使用范圍
測厚應(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 |
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