CN102998366A - 一种有涂层钢板与橡胶粘接质量的超声波检测方法 - Google Patents

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一种有涂层钢板与橡胶粘接的超声波检测方法，运用CTS-23型脉冲反射式超声检测仪进行水平逐行扫描检测，以超声检测仪显示屏幕水平第10格处回波幅度达到或者超过纵刻度10%为基准，根据超声检测仪屏幕波形的变化判定带有树脂涂层的钢板与橡胶之间的粘接质量：当超声检测仪显示屏水平第10格处无回波高度，或者回波高度低于纵刻度10%时，所扫查部位钢板与橡胶界面粘接良好；当屏幕水平第10格处回波高度达到或者超过纵刻度10%时，即判定为脱粘，即所扫查部位钢板与橡胶界面粘接不良。本发明能够通过回波幅度实现绝热层好粘和脱粘的定性，并能够对脱粘面积进行精确定量。

Description

一种有涂层钢板与橡胶粘接质量的超声波检测方法
技术领域
本发明涉及超声波检测领域，具体是一种有涂层钢板与橡胶粘接质量的超声波检测方法。
背景技术
目前，国内超声检测的主要方向依然是材料内部物理性能的检测，对于材料粘接性能方面的检测研究相对较少，相关的技术研究与文献背景可分类如下：
（1）设备发明与技术研究相结合类：如中科院声学所关于固体火箭发动机绝热层粘接的多通道多界面超声成像检测技术及设备，北京航空航天大学关于空气耦合超声检测技术及设备、激光超声检测技术及设备等。
（2）方法研究类：如军械工程学院弹药工程系余春华等发表于2011年第8期《信息技术》的“金属-橡胶多层粘接结构超声检测信号处理方法”；第二炮兵工程学院艾春安等发表于2009年第12期《无损检测》的“固体火箭发动机结构粘接质量的声-超声检测”等采用脉冲透射法、脉冲反射法实现了粘接结构的质量检测。
（3）技术研究类：目前主要以自动化检测、超声成像技术深入研究为主。如北京工业大学袁红梅《粘接结构界面缺陷超声检测技术应用研究》。
（4）综述类：关于超声检测影响因素分析以及新技术的发展论述等。
在上述研究中，所采取的技术方案均不能穿过带有涂层的钢板，进而实现钢板与橡胶粘接质量检测。
发明内容
为克服现有技术中存在的不能对有涂层的钢板进行橡胶粘接质量检测的不足，本发明提出了一种有涂层钢板与橡胶粘接的超声波检测方法
本发明的具体过程是：
步骤一：超声检测仪参数的设置：
所述超声检测仪选用A型脉冲反射式超声检测仪；所述的超声检测仪参数包括：
检波方式：全波；
工作方式：单探头自发自收；
抑制：关；
扫描深度：150mm；
发射强度：最小；
频段选择：中等；
重复频率：X1；
步骤二：标准回波试块调校：
用同轴缆线将标准回波试块与超声检测仪连接；调节超声检测仪使得标准回波试块的始波信号和第3个回波信号分别与超声检测仪屏幕纵刻度第0格和第10格相重合，并且使得所述第3个回波信号幅度达到纵刻度60%时，超声检测仪衰减器的读数为54dB。
步骤三：直探头选择与灵敏度设置：
取下标准回波试块，将纵波直探头与超声检测仪连接；设置超声检测仪衰减器灵敏度为26dB。所选用纵波直探头频率为5MHz，纵波直探头的直径为20mm；
步骤四：耦合：
在钢板的环氧树脂涂层表面均匀涂刷甘油耦合剂。
步骤五：探伤扫查与判别
采用常规方法，用纵波直探头在涂刷有甘油耦合剂的环氧树脂涂层表面逐行扫查，直至扫查结束；扫查中，相邻扫查线之间有50%的覆盖率。纵波直探头的扫查速度为8cm/s。探伤扫查中根据超声检测仪屏幕波形的变化，按照以下方法进行判断：
当超声检测仪显示屏水平第10格处无回波高度，或者回波高度低于纵刻度10%时，所扫查部位钢板与橡胶界面粘接良好。
当屏幕水平第10格处回波高度达到或者超过纵刻度10%时，即判定为脱粘，即所扫查部位钢板与橡胶界面粘接不良。
本发明运用行业通用的CTS-23型脉冲反射式超声检测仪，将其扫描声程设置为150mm，检测灵敏度设定为26dB，然后匹配频率为5MHzФ20mm的直探头进行水平逐行扫描检测，以超声检测仪显示屏幕水平第10格处回波幅度达到或者超过纵刻度10%为基准，判定带有树脂涂层的钢板与橡胶之间的粘接质量。
为验证本发明的效果，进行了以下测试，其结果如表1所示。
表1.模拟试件脱粘缺陷波幅检测结果
Figure BDA00002608518700031
从表1可以看出，本发明能够通过回波幅度实现绝热层好粘和脱粘的定性。当钢板/橡胶界面粘接良好时，回波包络图一般在水平第8格以前收敛，在屏幕水平第10格处无法形成高度；当钢板/橡胶界面脱粘时，回波包络图在屏幕水平第10格处会形成的高度超过纵刻度的10%。
本发明还能够对脱粘面积进行精确定量，表2是在脱粘模拟试件上检测脱粘面积的结果。
表2.模拟试件脱粘缺陷面积检测结果
Figure BDA00002608518700041
从表2中可以看出，Ф20mm脱粘缺陷的制作面积为3.14cm2，检测结果为3.1cm2、3.2cm2，与真实脱粘面积几乎完全相符；Ф30mm脱粘缺陷的制作面积为7cm2，检测结果为7.2cm2～7.5cm2，与真实脱粘面积相差很小（约2.86%～7.14%）；Ф50mm脱粘缺陷的设计面积为19.6cm2，检测结果为19.8cm2～20.5cm2，与真实脱粘面积也相差很小（约1.02%～4.59%），可以看出该方法对于脱粘缺陷面积的定量也具有很高的精度。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是扫查部位钢板与橡胶界面粘接良好的波形；
图3是扫查部位钢板与橡胶界面脱粘的波形。
具体实施方式
本发明是一种有涂层钢板与橡胶粘接质量的超声波检测方法，所检测钢板材料厚度为2mm，一个表面与合成橡胶粘接，另外一个表面做为超声波检测面，并且在该超声波检测面有厚度为0.4mm～1.7mm的环氧树脂涂层。
实施例一
本实施例中，所检测的钢板材料是30GrMnSiA，超声波检测面喷涂有0.4mm的环氧树脂涂层。
具体过程是：
步骤一：超声检测仪选择与设置
选用A型脉冲反射式超声检测仪，本实施例中，选用行业中较为通用的CTS-23型脉冲反射式超声检测仪，以期产生脉冲超声波和实时回波信号显示。
为使得超声检测仪在扫描过程中水平显示多次回波，脉冲反射式超声检测仪的参数分别为：
检波方式：全波；    工作方式：单探头自发自收；
抑制：关；          扫描深度：150mm。
发射强度：最小；频段选择：中等；重复频率：X1；
步骤二：标准回波试块调校
设置完毕后，用同轴缆线将BH-50标准回波试块与超声检测仪连接，调节超声检测仪使得标准回波试块的始波信号和第3个回波信号分别与超声检测仪显示屏幕上纵刻度第0格和第10格相重合，并且使得标准回波试块的第3个回波信号幅度达到纵刻度60%时，超声检测仪衰减器的读数为54dB。
步骤三：直探头选择与灵敏度设置
将BH-50标准回波试块取下，将纵波直探头与超声检测仪连接，设置超声检测仪衰减器灵敏度为26dB。所选用纵波直探头频率为5MHz，纵波直探头的直径为20mm
步骤四：耦合
在钢板的环氧树脂涂层表面均匀涂刷甘油耦合剂。
步骤五：探伤扫查与判别
采用常规方法，用纵波直探头在涂刷有甘油耦合剂的环氧树脂涂层表面逐行扫查，直至扫查结束。扫查中，相邻扫查线之间应有50%的覆盖率。纵波直探头的扫查速度为6cm/s。探伤扫查中根据超声检测仪显示屏上波形的变化，按照以下方法进行判断：
当显示屏上水平第10格处无回波高度或者回波高度低于纵刻度10%时，所扫查部位钢板与橡胶界面粘接良好。如图2所示。
当显示屏上水平第10格处回波高度达到或者超过纵刻度10%时，即判定为脱粘，即所扫查部位钢板与橡胶界面粘接不良，对脱粘位置及面积进行相应标记。如图3所示。
实施例二
本实施例中，所检测的钢板为D406A，超声波检测面喷涂有1.7mm的环氧树脂涂层。
具体过程是：
步骤一：超声检测仪选择与设置
选用A型脉冲反射式超声检测仪，本实施例中，选用行业中较为通用的CTS-23型脉冲反射式超声检测仪，以期产生脉冲超声波和实时回波信号显示。
为使得超声检测仪在扫描过程中水平显示多次回波，脉冲反射式超声检测仪的参数分别为：
检波方式：全波；    工作方式：单探头自发自收；
抑制：关；          扫描深度：100mm。
发射强度：最小；频段选择：中等；重复频率：X1；
步骤二：标准回波试块调校
设置完毕后，用同轴缆线将BH-50标准回波试块与超声检测仪连接，调节超声检测仪使得标准回波试块的始波信号和第2个回波信号分别与超声检测仪显示屏幕上纵刻度第0格和第10格相重合，并且使得标准回波试块第2个回波信号幅度达到纵刻度60%时，超声检测仪衰减器的读数为54dB。
步骤三：直探头选择与灵敏度设置
将BH-50标准回波试块取下，将纵波直探头与超声检测仪连接，调节超声检测仪衰减器设置为18dB。所选用纵波直探头频率为1.5MHz，纵波直探头的直径为20mm
步骤四：耦合
在钢板的环氧树脂涂层表面均匀涂刷甘油耦合剂。
步骤五：探伤扫查与判别
采用常规方法，用纵波直探头在涂刷有甘油耦合剂的环氧树脂涂层表面逐行扫查，直至扫查结束。扫查中，相邻扫查线之间应有50%的覆盖率。纵波直探头的扫查速度为6cm/s。探伤扫查中根据超声检测仪显示屏上波形的变化，按照以下方法进行判断：
当显示屏上水平第10格处无回波高度或者回波高度低于纵刻度10%时，所扫查部位钢板与橡胶界面粘接良好。如图2所示。
当显示屏上水平第10格处回波高度达到或者超过纵刻度10%时，即判定为脱粘，即所扫查部位钢板与橡胶界面粘接不良，对脱粘位置及面积进行相应标记。如图3所示。
实施例三
本实施例中，所检测的钢板材料是30GrMnSiA，超声波检测面喷涂有1.0mm的环氧树脂涂层。
具体过程是：
步骤一：超声检测仪选择与设置
选用A型脉冲反射式超声检测仪，本实施例中，选用行业中较为通用的CTS-23型脉冲反射式超声检测仪，以期产生脉冲超声波和实时回波信号显示。
为使得超声检测仪在扫描过程中水平显示多次回波，脉冲反射式超声检测仪的参数分别为：
检波方式：全波；    工作方式：单探头自发自收；
抑制：关；          扫描深度：150mm。
发射强度：最小；频段选择：中等；重复频率：X1；
步骤二：标准回波试块调校
设置完毕后，用同轴缆线将BH-50标准回波试块与超声检测仪连接，调节超声检测仪使得标准回波试块的始波信号和第3个回波信号分别与超声检测仪显示屏幕上纵刻度第0格和第10格相重合，并且使得标准回波试块的第3个回波信号幅度达到纵刻度60%时，超声检测仪衰减器的读数为54dB。
步骤三：直探头选择与灵敏度设置
将BH-50标准回波试块取下，将纵波直探头与超声检测仪连接，设置超声检测仪衰减器灵敏度为20dB。所选用纵波直探头频率为2.5MHz，纵波直探头的直径为20mm
步骤四：耦合
在钢板的环氧树脂涂层表面均匀涂刷甘油耦合剂。
步骤五：探伤扫查与判别
采用常规方法，用纵波直探头在涂刷有甘油耦合剂的环氧树脂涂层表面逐行扫查，直至扫查结束。扫查中，相邻扫查线之间应有50%的覆盖率。纵波直探头的扫查速度为6cm/s。探伤扫查中根据超声检测仪显示屏上波形的变化，按照以下方法进行判断：
当显示屏上水平第10格处无回波高度或者回波高度低于纵刻度10%时，所扫查部位钢板与橡胶界面粘接良好。如图2所示。
当显示屏上水平第10格处回波高度达到或者超过纵刻度10%时，即判定为脱粘，即所扫查部位钢板与橡胶界面粘接不良，对脱粘位置及面积进行相应标记。如图3所示。

Claims (3)

1.一种有涂层钢板与橡胶粘接质量的超声波检测方法，其特征在于，具体过程是：
步骤一：超声检测仪参数的设置：
所述超声检测仪选用A型脉冲反射式超声检测仪；所述的超声检测仪参数包括：
检波方式：全波；
工作方式：单探头自发自收；
抑制：关；
扫描深度：150mm；
发射强度：最小；
频段选择：中等；
重复频率：X1；
步骤二：标准回波试块调校：
用同轴缆线将标准回波试块与超声检测仪连接；调节超声检测仪使得标准回波试块的始波信号和第3个回波信号分别与超声检测仪屏幕纵刻度第0格和第10格相重合，并且使得所述第3个回波信号幅度达到纵刻度60%时，超声检测仪衰减器的读数为54dB；
步骤三：直探头选择与灵敏度设置：
取下标准回波试块，将纵波直探头与超声检测仪连接；设置超声检测仪衰减器灵敏度为26dB；
步骤四：耦合：
在钢板的环氧树脂涂层表面均匀涂刷甘油耦合剂；
步骤五：探伤扫查与判别
采用常规方法，用纵波直探头在涂刷有甘油耦合剂的环氧树脂涂层表面逐行扫查，直至扫查结束；扫查中，相邻扫查线之间有50%的覆盖率；纵波直探头的扫查速度为8cm/s；探伤扫查中根据超声检测仪屏幕波形的变化，按照以下方法进行判断：当超声检测仪显示屏水平第10格处无回波高度，或者回波高度低于纵刻度10%时，所扫查部位钢板与橡胶界面粘接良好；
当屏幕水平第10格处回波高度达到或者超过纵刻度10%时，即判定为脱粘，即所扫查部位钢板与橡胶界面粘接不良。
2.如权利要求1所述有涂层钢板与橡胶粘接质量的超声波检测方法，其特征在于，所述标准回波试块选用BH-50标准回波试块。
3.如权利要求1所述有涂层钢板与橡胶粘接质量的超声波检测方法，其特征在于，所述纵波直探头的直径为20mm；纵波直探头的频率为5MHz。
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