如何正确选择超声耦合剂

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回答以下五个问题,就能助您选择最合适的超声检测的耦合剂!

 

选择合适的超声耦合剂的目的是:

1. 确保尽可能地将更多的能量从换能器传入试件内部

2. 确保换能器尽可能多的接收到从缺陷反馈的声能

由于声能受到其传播材料密度的影响,因此它不能很好地在空气(低密度物质)和固体(高密度物质)之间传播。 

所以为了确保超声波能量能从换能器(固体)传入到试件(另一个固体)中,必须要在两个固体之间的空隙搭建一个传递的“桥梁”,使超声波能量可以传递过去。在大多数情况下,耦合剂就是一种起这样桥梁作用的检测材料。

为超声检测选择合适的耦合剂的目标除了最大限度地传递声能,同时还要满足后续清洁以及最大限度降低风险、成本和时间等要求。

在本文中, 我们通过五个问题并结合我们的“温馨提醒”,以帮助您选择满足您应用需求的最佳的超声耦合剂产品。

 

问题一:您检测的是什么类型的工件?

表面状况

表面越粗糙的工件越依赖耦合剂的作用。粘稠的耦合剂比粘度低的耦合剂更适合这样的检测表面,它可以更好地填充粗糙表面凹陷和凸起所造成的界面间的空隙。

但在光滑的表面上,就不一定需要高粘度的耦合剂。低粘度的耦合剂通常可以更好地令换能器在光滑或机加工表面上轻松地移动。

材料类型

任何无损检测最基本的要求是材料在测试之前和测试之后不会发生任何变化。也就是说检测所使用的耦合剂不会以任何方式损坏待测工件。

与一些通常用作“耦合剂”的材料(如高温润滑脂、凡士林、机油、发胶等)不同,超声检测专用的耦合剂是经过测试,可以保证是对工件所组成的材料安全的。

某些耦合剂具有一定的防锈功能,某些耦合剂在塑料和玻璃纤维上安全地使用,而有些则是批准可用于航空航天的合金上的。因此在使用前,您要核实所使用的耦合剂是否能够被用于待测工件的材料。

检测范围

如果工件或待测区域的面积相对较大,可选择能够自动铺展的耦合剂,以最大限度地减少施加耦合剂的时间。

此外,耦合剂的润湿性能也非常重要,润湿性好的耦合剂可以确保在大面积超声检测过程中不会出现耦合的盲区。

 

 
问题二:您的测试环境/条件是怎么样的?

检测角度

待测表面是水平、垂直或者顶面?对于垂直或顶面检查,最好使用较粘稠的耦合剂,可以粘附在待测表面。

温度

对于高温超声检测所使用的耦合剂是专门制定,以确保在高温下仍能正常工作,而不会出现燃烧或干涸。

在选择高温耦合剂时需特别留意燃点,即自燃温度。永远不要在高于自燃温度的情况下使用耦合剂。

另一个需要注意的是,在绝缘材料上进行超声测厚时,耦合剂与绝缘材料混合会降低自燃温度,因此在这些应用中需要格外小心。

此外,超声波测厚通常是在一个“封闭”的环境中进行的。在这种环境中,耦合剂因热暴露而开始分解,产生的烟雾可能会积聚。这也会降低耦合剂的闪点,所以在这种情况下,建议您不应在其建议的温度范围的上限之上使用该耦合剂。请务必参阅耦合剂的产品数据表,了解其是否可以在高温中使用。

对于低温超声检测,水性的耦合剂并不是最好的选择。因为随着温度的降低,它们更容易结冰。在低温下更好的选择是使用硅类或醇类的耦合剂。而一些水基的耦合剂可以通过添加醇类物质来满足低温检测的需要。请务必咨询耦合剂制造商再决定是否可以在该耦合剂中添加丙二醇或其他材料。

在极端温度下进行超声检测时,另一个需要考虑的问题是耦合剂的粘度会随着温度变化而变化。温度下降,粘度变大(变稠);温度升高则粘度下降(变稀)。所以在极端温度条件下选择一个满足您检测要求粘度的耦合剂,您可能需要考虑选择比实际要求更稠或更稀的耦合剂。

 

 

问题三:进行的是什么类型的超声检查?

缺陷及缺陷大小检测

这种超声波检测通常只需要几分钟,而且只是在限预的区域内进行。所以可选择的耦合剂范围更广。

厚度测量

这种类型的超声波检测通常涉及高温管道或要求耦合剂对盐有抵抗力。这是因为在盐存在下使用(如在某些桥梁或锅炉上),某些耦合剂粘度会迅速降低。

流量监测

长期的流量监测需要耦合剂不会随着时间的推移而干涸。对于这类应用,请选择硅基或醇基的耦合剂,他们具有更优异的长期防腐性能。

横波

耦合横波需要非常粘稠和高粘度的耦合剂,因为凝胶或液态耦合剂不支持剪切应力。尽管横波耦合剂很粘稠,我们仍建议在涂抹时尽可能的令耦合剂层薄一些。

 

问题四:需要符合哪些批准/规范?

与其他类型的无损检测一样,许多行业规范对超声波耦合剂也有明确的要求,例如API,ASME BPVC 和AWS。

核工业中使用的超声耦合剂需要满足非常低的卤素和硫含量要求。

航空航天认证的耦合剂必须进行独立测试,以确保它们不会对各种金属、合金或其他材料造成腐蚀、应力开裂或氢脆。

请务必考虑您负责测试的所有工件,并确保选择的耦合剂能符合所有要求的规范。

 

问题五:需要考虑的其他要求/因素?

检测量

如果您检测的工件数量很多,则选择能快速施加和去除的耦合剂就更为重要。

防腐

一些超声波耦合剂在防锈方面优于其他产品,特别是在长时间使用的情况下,一定要使用满足防腐蚀需求的耦合剂。

价格

好的耦合剂还要同时平衡价格和性能。

对于昂贵、关键或精密的部件,推荐使用值得信赖的制造商生产的符合无损检测要求的耦合剂。

 

最后要考虑的一些思路

对无损检测过程进行任何修改都需要经过细致的考量,特别是了解目前的使用现状。

您可能需要问自己几个问题:

1. 您目前使用的是什么产品?

2. 现在使用的超声耦合剂哪些地方令您满意?

3. 哪些地方又不太好?

4. 您要做出替换的目标是什么?

通过考虑您耦合剂使用的现状,您可以评估进行耦合剂更换的正确的原因,这将帮助您更好地为您的企业做出正确的选择。

因为不管您决定选择什么样的耦合剂,您必须要对您的无损检测负责并充满信心。

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