高温中超声探伤和测厚等无损检测方法应用

奥林巴斯高温传感器分为两类，双通道传感器和延迟探头。 在这两种情况下，延迟线材料（在双线的情况下是内部的）用作有源探头元件和热测试表面之间的热绝缘。 出于设计原因，标准产品系列中没有高温接触或浸入式传感器。 高温双通道和延迟线传感器可用于厚度测量和探伤应用。 与所有超声波检测一样，给定应用的最佳传感器将根据具体的检测要求确定，包括材料，厚度范围，温度，以及在探伤的情况下，相关缺陷的类型和大小

(A)测厚仪

高温测厚仪最常见的应用是腐蚀测厚工作，使用38DLPLUS或45MG厚度测量仪等仪器测量热管和储罐的剩余金属厚度。大多数Olympus腐蚀测厚的传感器都适用于高温使用，常用的D790系列传感器可用于温度高达500°C的表面。

对于使用38DL PLUS或45MG厚度仪和单元件软件的精密厚度测量应用，M200系列中的任何标准延迟线传感器（包括默认传感器M202，M206，M207和M208）都可以配备高温度延迟线。 DLHT-1，-2和-3延迟线可用于高达260°C的表面。 DLHT-101，-201和-301延迟线可用于高达175°C的表面。

(B)探伤

如在高温厚度测量应用中，高温探伤最常使用双元件或延迟探头。所有标准的Olympus探伤双重探测器都具有高温性能。频率为5 MHz或更低，冲洗外壳和扩展范围双通道可以承受高达约425°C，更高频率双通道（7.5和10 MHz）可以承受高达约175°C。

所有可更换面传感器均可在探伤应用中与适当的高温延迟线一起使用。该系列传感器的可用延迟线可用于与480°C高温的表面接触。

涉及薄材料的应用通常由V200系列中的延迟线传感器（最常见的是V202，V206，V207和V208）处理，其中任何一个都可以配备高温延迟线。 DLHT-1，-2和-3延迟线可用于高达260°C的表面。 DLHT-101，-201和-301延迟线可用于高达175°C的表面。

如果在温度高于约100°C的表面上使用，最常见的超声波耦合剂如丙二醇，甘油和超声波凝胶会迅速蒸发。因此，在高温下的超声波测试需要特殊配制的耦合剂，其将保持稳定的液体或糊状形式，而不会沸腾，燃烧或释放有毒烟雾。重要的是要了解其使用的指定温度范围，并仅在该范围内使用它们。使用超出预期范围的高温耦合剂可能导致声学性能和/或安全隐患。

在非常高的温度下，即使是专门的高温耦合剂也必须快速使用，因为它们会变干或凝固，不再传输超声波能量。在下一次测量之前，应从测试表面和探头上除去干燥的耦合剂残留物。 

注意，正常入射剪切波耦合在升高的温度下通常是不可能的，因为商业剪切波耦合剂会液化并失去剪切波传输所需的非常高的粘度。

在建立任何高温应用的测试程序时，应始终考虑以下因素：

占空比：所有标准高温传感器的设计都考虑了占空比。尽管延迟线使传感器内部绝缘，但是如果内部温度变得足够热，则与非常热的表面的长时间接触将导致显着的热量积累并最终对传感器造成永久性损坏。对于大多数双元件和延迟线传感器，建议的表面温度在大约90°C和425°C之间的工作周期与热表面接触不超过10秒（五秒钟是推荐），然后至少进行一分钟的空气冷却。请注意，这只是一个指导原则;在给定探头指定温度范围的上端，接触时间与冷却时间的比率变得更加关键。作为一般规则，如果探头的外壳变得太热而不能用裸露的手指舒适地握住，则探头的内部温度达到潜在的破坏性温度，并且在继续测试之前必须允许探头冷却。一些用户使用水冷却来加速冷却过程，但奥林巴斯没有公布水冷却的官方指南，其适当性必须由个人用户决定。

奥林巴斯EPOCH系列探伤仪和所有测厚仪都具有冻结功能，可用于冻结显示的波形和读数。冻结功能在高温测量中非常有用，因为它允许操作员捕获读数并快速从热表面移除探头。然后，如果需要，用户可以进行内部调整以获得或消隐冻结的波形。使用量具时，应使用快速屏幕更新模式以帮助最大限度地缩短接触时间。

耦合技术：传感器占空比要求的组合以及耦合剂在其可用厚度范围的上端固化或沸腾的趋势需要操作员的快速工作。许多用户已经找到了比较好的技术，即将一滴耦合剂施加到探头的表面，然后将探头牢固地压在测试表面上，而不会扭曲或磨削它（这会导致探头磨损）。在测量之间应从探头尖端移除任何干燥的耦合剂残留物。

增益提升：38DL PLUS和45MG应变计具有用户可调增益增强功能，所有EPOCH系列探伤仪也是如此。由于与高温测量相关的衰减水平较高，因此在进行测量之前增加增益通常很有用。

速度变化：所有材料的声速随温度变化，随着材料升温而减慢。精确的热材料厚度测量总是需要速度重新校准。在钢中，这种速度变化约为每55°C 1％（确切的值取决于合金。）在塑料和其他聚合物中，这种变化要大得多，每55°C温度变化可接近50％，直至熔点。如果材料的温度/速度图不可用，则应在实际测试温度下对测试材料样品进行速度校准。 38DL PLUS量具中的温度补偿软件功能可用于根据编程的温度/速度常数自动调节已知高温的速度。

零位重新校准：使用双元件传感器执行厚度测量时，请记住，由于通过延迟线的传输时间的变化，给定传感器的零点偏移值会随着加热而变化。因此，需要定期重新归零以保持测量精度。使用奥林巴斯腐蚀计，通过量具的自动归零功能可以快速轻松地完成这项工作。

衰减增加：所有材料的声衰减随温度升高而增加，塑料中的效果比金属或陶瓷更明显。在典型的细晶碳钢合金中，室温下5MHz的衰减大约为每100mm单向声道2dB（相当于每路50mm的往返路径）。在500°C或930°F时，衰减增加到每100 mm声道大约15 dB。当在高温下测试长声道时，这种效应可能需要使用显着增加的仪器增益，并且还需要调整在室温下建立的距离/幅度校正（DAC）曲线或时间变化增益（TVG）程序。

聚合物中的温度/衰减效应高度依赖于材料，但通常比钢的上述数字大几倍。特别是，已经加热的长高温延迟线可能代表测试中总衰减的重要来源。

楔形中的角度变化：对于任何高温楔形，楔形材料中的声速随着加热而减小，因此随着楔形加热，金属中的折射角将增加。如果在给定测试中需要考虑这一点，则应在实际工作温度下验证折射角。实际上，测试期间的热变化通常使得难以精确确定实际折射角。