TFM解决之道-腐蚀检测
2020-05-13 16:00:41
作者:本网整理 来源:M系统
管道及平板腐蚀检测是如今超声检测的一大应用案例,常规相控阵检测通常采用0度纵波入射检测方法,且为提高检测效率通常需搭配相应的腐蚀检测扫查器。而这种情况通常会遇到因探头接触面大存在耦合困难等问题。因此针对腐蚀检测,对应探头及扫查器的选择十分重要。
图 1. 管道腐蚀检测
对于扫查器的选择我们可以选择ZETEC Paintbrush刷式扫查器,支持两轴编码+旋转位置记录,通过记录两轮位差进行位置编码,位置重复误差小于1mm,可大大提高腐蚀扫查效率。
应用案例:管道腐蚀检测(T=6.4mm):具有10mm左右的较大腐蚀坑
选用Paintbrush扫查器+5 MHz 32晶片一发一收双晶探头,中心间距0.75mm
图 2. PAUT VS TFM结果对比
图3左上图为相控阵0度纵波线扫查结果,可以看到图像大致能描绘出腐蚀的区域大小及腐蚀深度。而右图与右下图分别为TFM 32孔径与16孔径检测的结果,大家可能会发现32孔径只能大致发现腐蚀的两侧节点而无法得到具体腐蚀的程度,16孔径由于覆盖范围只能看到腐蚀坑区域无法观测两侧,且由于0.75mm中心间距对于薄壁工件来说还是太大。而左下图是采用离线数据分析,是将5个位置12孔径数据合成的TFM图像,可以看到相较于PAUT 0LW结果,TFM具有更清晰完整的轮廓,且成像区域更大。
平板腐蚀检测(T=9.5mm):具有Φ1.6mm左右的点状腐蚀
选用Paintbrush扫查器+ 5 MHz 32晶片一发一收双晶片探头,中心间距0.75mm
图3. PAUT VS TFM结果对比
图4为典型的点状腐蚀检测结果,可以看出16、32等大孔径的对薄壁工件的TFM检测效果尽管可以接受,但是通过后处理得到12孔径成像结果更加精确。相较于PAUT线性扫查的结果,TFM可以提供更好幅值精度及横向分辨率,检出结果的准确性更有保障。
图 4. 腐蚀成像时工件厚度对波束偏转的影响
从图5可以看到图中3个像素点分别代表了工件内不同区域的成像信号,图中虚线代表了单个晶片波束扩散范围。对于像素点1,当晶片1发射晶片8接收时,像素点1对成像的贡献是有效的,而像素点2由于位于波束偏转范围边缘,所以像素点2的贡献其实是很小的即这个点所携带的信息很少。而对于像素点3,由于已经远超出了晶片1和8 的偏转范围,因此它的贡献实际上是无效的。故进行薄壁工件腐蚀检测时,壁厚决定了探头孔径的选择也决定了波束能够覆盖的区域,所以针对不同厚度的腐蚀工件,需对应的选择探头及激发孔径,而不是一味的追求大孔径探头。
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