一种热固性材料内部裂纹的快速无损检测方法与流程

本发明涉及无损检测领域，具体涉及一种热固性材料内部裂纹的快速无损检测方法。

背景技术：

裂纹是热固性材料尤其是环氧树脂玻璃纤维绝缘芯棒最严重也是最隐蔽的质量隐患，尤其是芯内裂纹，肉眼无法检测，一旦上线（高电压线路）有被电压击穿的风险，容易造成电力系统的恶性事故，危害十分严重。

目前已有以激光多普勒振动法、红外热像仪法和紫外成像法为代表的非电量测量法和以电压分布测量法、绝缘电阻法及脉冲电流法为典型的电量测量法。这些方法通常只能作为定性检测手段，无法判断缺陷的大小、形态及位置，对小缺陷也很不敏感。因此，研发一种热固性材料内部裂纹的快速无损检测方法具有十分重要的意义。

技术实现要素：

鉴于现有热固性材料内部裂纹检测方法操作复杂，检测结果不准确的技术缺陷，本发明提供一种设备简单、操作简便、安全可靠、抗干扰能力强、分辨力高的热固性材料内部裂纹的快速无损检测方法，具体技术方案如下：

一种热固性材料内部裂纹的快速无损检测方法，具体步骤如下：

步骤一、将探测仪调试好，并将探头用耦合剂耦合到被检测件上进行原位超声检测；

步骤二、按键进入裂纹高度测量，此时范围栏反显（具体解释一下），调节检测范围到一定值；

步骤三、确定上端点回波：移动探头，用闸门锁定缺陷回波找到缺陷回波的最大幅度即缺陷回波峰值开始降落前瞬间的幅度位置；再按上端点相对应的键，锁定并冻结此回波波形，并且在该缺陷回波的峰值处显示一个大三角图形；此时，探测仪记住了上端点的δdw上的值；

步骤四、确定下端点回波：继续移动探头，用闸门锁定缺陷回波，找到缺陷回波的最大幅度再按下端点相对应的键，锁定并冻结此回波波形；探测仪记住了下端点的δdw下的值，并且仪器自动计算出缺陷的自身高度δh，同时滚出一条信息：裂纹高度δh=δdw下–δdw上=**mm；

步骤五、重新检测裂纹高度，再按键后重复步骤二到步骤四的操作，不需重新检测则按任意键退出。

进一步地，所述探测仪包含超声波探伤仪、探头和耦合剂。

进一步地，所述探头为双晶体片直探头，其结构为在同一个外壳中装有由隔音屏障分开的两个晶片，一个晶片发射纵波，另一个晶片作为接收器接收声波。

一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续往往又造成声阻抗的不一致，由反射定理我们知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。热固材料尤其是环氧树脂玻璃纤维绝缘棒的芯内裂纹一般为纵向裂纹，纵向裂纹高度测量也就是端点衍射波测定缺陷高度。采用端点衍射波测定方法是依赖于缺陷端点反射波来辨认衍射回波的，进而又通过缺陷两端点衍射回波之间的延时时间差值，确定缺陷自身高度，而不是用声传播振幅描述的。

在检测过程中，不同检测面上探测，其缺陷回波高度显著不同。在平行于缺陷的探测面上探测，缺陷回波高。在垂直于缺陷的探测面上探测，缺陷回波很低，甚至无缺陷回波，这样的缺陷回波可初步判断为连续裂纹。本发明采用的探测仪就是采用端点衍射回波法利用双晶体片直探头来测定裂纹的高度。

本发明提供的一种热固性材料内部裂纹的快速无损检测方法，与现有技术相比具有以下有益效果：

1.本发明提供的检测方法采用端点衍射回波法，能更好地适用于热固材料纵向裂纹的测量，改进了近表面的分辨率；

2.本发明提供的检测方法避免了高温应用所需的多延迟块；

3.探头在粗糙或弯曲表面上的耦合效果好，可与曲面工件外形相吻合，紧贴在工件的表面，减少了粗晶粒或易散射材料中的直接反向散射噪音；

4.本发明提供的检测方法将低频单晶探头的穿透性能与高频单晶探头的近表面分辨率性能结合在一起，探测精度高，能够实现小裂纹的检测，双晶体片直探头可以获得比较好的信噪比，以减小探头的盲区；

5.本发明提供的双晶体片直探头中的发射晶片与接收晶片之间设置有隔音屏障，可以将发射声路与接收声路分隔，克服了发射声波和回波的相互干扰和阻塞，减小了超声波检测前端的盲区，使检测区域处于超声波的检测范围之内。

附图说明

图1为本发明所用探测仪照片。

图2为一被检测件照片。

图3为待检测产品照片。

图4为探测仪显示的上端点回波波形图。

图5为探测仪显示的下端点回波波形图。

图6为本发明所用双晶体片直探头示意图。

图7为本发明所用双晶体片直探头实物照片。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合附图及本发明的优选实施例进行详细描述。

本发明方法使用的原理是超声脉冲回波法，超声纵波从被检件表面入射到内部，在被检件内部传播，当遇到界面时产生反射，反射波被接收晶片接收到，经声—电转换反射信号显示在荧光屏上，通过分析反射信号，可以获取被检件是否存在缺陷等被检件的质量信息。

一种热固性材料内部裂纹的快速无损检测方法，具体步骤如下：

步骤一、将探测仪调试好，探测仪包含超声波探伤仪（图1所示）、双晶体片直探头（图7所示）和耦合剂，双晶体片直探头（图6所示）结构为在同一个外壳中装有由隔音屏障分开的两个晶片，一个晶片发射纵波，另一个晶片作为接收器接收声波；将双晶体片直探头用耦合剂耦合到被检测件（图2所示）上进行原位超声检测；

步骤二、按键（图1中所示）进入裂纹高度测量，此时范围栏反显，调节检测范围到一定值；

步骤三、确定上端点回波：移动探头，用闸门锁定缺陷回波找到缺陷回波的最大幅度即缺陷回波峰值开始降落前瞬间的幅度位置；再按上端点相对应的键（图1中所示），锁定并冻结此回波波形，并且在该缺陷回波的峰值处显示一个大三角图形（图4所示）；此时，探测仪记住了上端点的δdw上的值；

步骤四、确定下端点回波：继续移动探头，用闸门锁定缺陷回波，找到缺陷回波的最大幅度再按下端点相对应的键（图1中所示），锁定并冻结此回波波形（图5所示）；探测仪记住了下端点的δdw下的值，并且仪器自动计算出缺陷的自身高度δh，同时滚出一条信息：裂纹高度δh=δdw下–δdw上=20.2mm；

步骤五、重新检测裂纹高度，再按键（图1中所示）后重复步骤二到步骤四的操作，不需重新检测则按任意键退出。

本发明提供的热固性材料内部裂纹的快速无损检测方法设备简单、操作简便、安全可靠、抗干扰能力强、分辨力高，可对大直径绝缘芯棒（图3所示）进行逐支检测，确保产品无裂纹出厂，具有重大的实用价值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。