无损检测技术是一门理论上综合性较强,它涉及到材料的物理性质、产品设计、制造工艺、断裂力学以及有限元计算等诸多方面。
在化工、电子、电力、金属等行业中,为了实现对各类材料的保护或装饰作用,通常要采用喷涂、有色金属覆盖以及磷化、阳极氧化处理等方法;
这样,便出现了涂层、镀层、敷层、贴层或化学生成膜等概念,我们称之为“覆层”。
覆层的厚度测量已成为金属加工工业已用户进行成品质量检测必备的重要的工序。是产品达到优质标准的必备手段。
目前,国内外已普遍按统一的国际标准测定涂镀层厚度,覆层无损检测的方法和仪器的选择随着材料物理性质研究方面的逐渐进步而更加至关重要。
有关覆层无损检测方法,主要有:
楔切法、光截法、电解法、厚度差测量法、称重法、X射线莹光法、β射线反射法、电容法、磁性测量法及涡流测量法等。
这些方法中除了后五种外大多都要损坏产品或产品表面,系有损检测,测量手段繁琐,速度慢,多适用于抽样检验。
X射线和β射线反射法可以无接触无损测量,但装置复杂昂贵,测量范围小。
因有放射源,故使用者必须遵守射线防护规范,一般多用于各层金属镀层的厚度测量。
电容法一般仅在很薄导电体的绝缘覆层厚度测试上应用。
磁性测量法及涡流测量法,随着技术的日益进步,特别是近年来引入微处理机技术后,测厚仪向微型、智能型、多功能、高精度、实用化方面迈进了一大步。
测量的分辨率已达0.1μm,精度可达到1%。又有适用范围广,量程宽、操作简便、价廉等特点。是工业和科研使用广泛的仪器。
采用无损检测方法测厚既不破坏覆层也不破坏基材,检测速度快,故能使大量的检测工作经济地进行。
超声波测厚仪可以对生产设备中各种管道和压力容器进行厚度测量,监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度,也可以对各种板材和各种加工零件作精确测量。
穿透涂层测量:
钢中纵波声速具代表性的为5.900m/s(0.2320in/us),但是在漆层或类似涂层中声速一般低于2.500m/s(0.1000in/us)。
常规超声设备在测量带漆层金属的总厚度时将错误地以钢的声速测量涂层,这意味着涂层将显示至少2.35倍(两种声速的比值)其真实厚度的值。
在涉及厚涂层和紧公差的情况下,由涂层引入的这种误差可以为总厚度测量的很大一部分。
这个问题的解决方案是以这样一种方法----从测量中将涂层成分去除----来测量或计算厚度。
回波―回波测量:
简单地应用了在两个相邻底面回波间的时间间隔的成熟技术,这个时间间隔代表了透过检测材料的声波的连续往返行程时间。
在那些带涂层金属的情况中,这些多次回波只能发生在金属中而不是涂层中,因此任何一对回波的间隔(底面回波1到2、底面回波2到3等),只代表了已去除涂层厚度后的金属厚度。
透过涂层测量要使用一个专门软件来确定在涂层中一个往返行程代表的时间间隔。
该时间间隔用于计算和显示涂层厚度,并且通过从总测量值中减去该时间间隔,仪器也能计算和显示金属底层厚度。
本仪器可广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域。是由探头产生超声波脉冲透过耦合剂到达被测体,一部分超声信号被物体底面反射,探头接收由被测体底面反射的回波,精确地计算超声波的往返时间,并按下式计算厚度值,再将计算结果显示出来。