高温超声检测技术应用浅析

背景:

虽然大多数的超声探伤和厚度测量可在常温环境下实施，但是，在许多情况是需要检测热的材料。这种情况经常发生在加工行业，在那儿热金属管或容器必须在没有停车冷却下检测，除此以外也包括涉及热材料制造的场合，如挤压的塑料管或在制造后立即热态模制的塑料，或是金属锭或铸件完全冷却之前的检测，常规的超声探头可以允许最高50℃或125℉的温度。在更高的温度，由于热膨胀导致的内部脱粘，它们最终会遭受永久性损伤。如果被检材料约高于50℃或 125℉，那么必须应用高温探头和特殊的检测技术。

这些应用注释包括关于高温探头和耦合剂的选择的快速参考信息，以及关于它们的使用的重要因素。它覆盖了在温度最高约为500℃或1000℉下的材料的常规超声检测。在涉及高于此温度的研究应用中，使用非常专业的波导技术，它们已经超出了本注释的范围。

1.探头

Panametrics-NDT高温探头分为两类，双晶探头和延迟线探头。在这两种探头中，延迟线材料(对双晶探头而言延迟线材料在内部)在实际探头晶片和热检测表面之间作为热绝缘体。出于设计的原因，在标准的产品系列中没有高温的接触式或水浸式探头。高温双晶探头和延迟线探头可以用于厚度测量和探伤。由于在所有的超声检测中，对一个特定的应用，最佳的探头由特殊的检测要求决定，包括材料、厚度范围、温度、以及在缺陷检测的情况下，有关缺陷的类型和尺寸。欲得到探头选择帮助，请联系上海克洛力有限公司。

(a)厚度测量

高温厚度测量的极普遍的应用是腐蚀测量，热的管和容器的残余金属厚度测量使用腐蚀测厚仪如37DL和MG2系列。设计用于泛美腐蚀测厚仪使用的探头大多数适合用于高温使用。普遍使用的D790系列探头可用于表面温度达500℃或930℉。

使用25系列仪器用于高精度厚度测量应用，如热塑料，在M200系列中的任意一个标准Miscroscan延迟线探头都可配用高温延迟线。 DLHT-1、-2和-3延迟线可用于表面温度最高为260℃或500℉。DLHT-101、-201和-301延迟线能用于表面温度最高为175℃或 350℉。这些延迟线都在探头清单中列出。

在需要低频探头来增加穿透能力的富有挑战性的应用中，Videoscan 可替换保护膜探头和适当的高温延迟线也可能用于25系列测厚仪。此系列的探头标准延迟线可与高达480℃或900℉的表面接触，

(b)探伤

与在高温厚度测量应用中一样，高温探伤也普遍使用双晶探头或延迟线探头。所有标准的泛美探伤双晶探头提供高温性能。频率为5MHz或小于 5MHz的指尖双晶探头、平头外壳双晶探头和扩展范围双晶探头可用于最高约425℃或800℉，而且，更高频率的双晶探头(7.5和10MHz)可用于最高约175℃或350℉。

所有的Videoscan可替换保护膜探头可与合适的高温延迟线配备用于探伤应用中。此类型的探头延迟线可与高达480℃或900℉的表面接触。

涉及薄材料的应用通常通过V200系列延迟线探头来处理，其中任何一种都可以和高温延迟线配套使用。DLHT-1,-2,-3延迟线可用于表面温度最高为260℃或500℉。DLHT-101、-201和-301延迟线能用于表面温度最高为175℃或350℉。

我们也提供特殊的用于斜探头的高温锲块，ABWHT系列用于260℃或500℉而ABWHT系列用于480℃或900℉。可用尺寸的详细资料可从销售部门获得。

耦合剂

最常用超声耦合剂如丙二醇、甘油和超声凝胶体如果用于表面温度高于近100℃或200℉会很快蒸发。因此，在高温时超声检测需要特殊配方的耦合剂，它能保持为稳定的液体或糊状而不会汽化，燃烧或是释放出毒烟。了解它们使用的特定温度范围，并且只能在这个范围内使用它们是很重要的。使用超出其预期范围的高温耦合剂可能导致差的声学性能和/或安全危害。

在非常高的温度时，即使是专用高温耦合剂也必须快速使用，因为它们将会变干或凝固而且不再传送超声波能量。在下一次测量前干的耦合剂残留物应该从试件表面和探头表面擦除。

注意：垂直入射的横波在高温下通常无法耦合，因为商业横波耦合剂会液化而且高粘性会降低，而高粘性对于横波的传播是必须的。

我们提供两种类型的高温耦合剂：

耦合剂E-Ultratherm

推荐在500oF到1000oF(260oC到540oC)使用

耦合剂G-中等温度耦合剂

推荐在温度最高为600 oF(315 oC)时使用

欲从泛美获得全部耦合剂的清单及每种耦合剂的更多的注释，请参考Ultrasonic Couplants上的NDT应用注释

测试技术

在为一个高温应用建立检测工艺时必须始终考虑以下因素：

工作周期：所有的标准高温探头设计时都考虑到工作周期。虽然延迟线使探头内部绝缘，与高温表面长时间接触会导致明