CN1093637C - 高阻值衬层裂纹检测分析仪 - Google Patents

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郭志猛
殷声
林涛
柳牧
庄奋强
魏延平
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Abstract

本发明提供了一种高阻值衬层裂纹检测分析仪。其特征是由五部分组合而成，第一部分是加压设备，包括液压泵(1)；第二部分是电解部分，包括待检的高阻值内衬钢管(2)，电极(5)，电解液(6)；第三部分是支撑密封设备，包括支架(3)；第四部分是自动化控制设备，包括压力传感器(4)，应变片(7)，应力传感器(8)，微机(9)，打印机(10)，电流传感器(11)，电压传感器12；第五部分是镇流设备，包括镇流器(13)。优点在于操作简便，成本低廉，特别适用于厂矿企业的常规检测。

Description

高阻值衬层裂纹检测分析仪
技术领域
本发明属于无损检测与无损探伤技术。特别适合于检测高阻值衬层裂纹的大小和分布。
背景技术
高阻值衬层由于其具备优良的结构，已被广为应用。为了保证其使用性能，对其进行无损探伤是很有必要的。现在常用的无损探伤办法有：超声波探伤法，工业CT法，声发射。
超声波探伤法  由于其具有穿透能力强，传播能量大，方向性好等特点，在介质内传播遇到缺陷时会产生界面反射或声速和能量的衰减变化等优点，常被用作复合材料的无损探伤。但对于高阻值衬层，由于其与原始层的结合情况达不到超声波探伤产生有效回波所要求的结合情况，而且衬层有一定的粗糙度，使得探头与其表面的结合状况受到影响，这些都不利于对回波的精确分析，从而检测不出高阻值衬层的裂纹大小与分布(1：Hiroshi Kato Ultrasonic Evaluation of theBonding Strength of Dissimilar Metal Bonds NDT&E International 6，1996，355-3612：黎润民 吴小明 张仲健 精细陶瓷材料超声波检测技术研究 无损检测6，1993 151-154)
工业CT法，其给出事件的断层扫描图像，从图像上可以直观看到目标细节的空间位置、大小、形状，图象易于识别和理解，工业CT还具有突出的密度分辨能力，是数字化的结果，从中可直接给出象素值，尺寸等物理信息，特别适合于复合材料多种类型的无损检测。但工业CT造价昂贵，检测效率相当低，设备可达数百万元，1米高组织衬管至少需检测60分钟，这些缺点大大抑制了其作为一种适用型和广泛型的检测工具。(1：George Y，Baaklinietal X-RayMicrotomography of Ceramic and Metal Matrix Composites Materials Evalution9，1995 1040-1045 2：倪培君，李旭东，彭建中  工业CT技术  无损检测  6，1996 173-176)。
声发射无损检测，是利用应力作用在缺陷处产生塑性变形，而后用电子学的方法接收发射出来的应力波，利用声发射信号来对缺陷进行预报和判断，并对监测材料进行评价，但声发射技术的缺点与困难在于解释声发射源需要丰富的知识和信号处理方法的标准以及其它实验手段的配合，且声发射检测环境常常受强噪声的干扰，而且声发射设备复杂，这些都响使其难以作为一种常规的检测手段。(张俊哲  DNT技术及其应用  科学出版社)
发明内容
本发明目的在于提供一种检测高阻值衬层裂纹的大小和分布情况的分析仪。其特点是检测方便，成本低廉。
本发明的构成包括五部分组成，第一部分是加压设备，包括高压泵1，其压力范围为0-20Mpa，连续可调介质为气体或液体；第二部分是电解沉积部分，包括待检的高阻值内衬复合管2，高阻值衬层包括一切高于电解液电阻率的材料，例如陶瓷、搪瓷、混凝土、玻璃、铸石、涂料、橡胶、塑料、树脂、油漆、织物等。电极5，电解液6；电解液为各种镀金属或合金的电解液，例如镀铜、铬、镍、铁、锌、钴及合金的电解液；第三部分是支撑密封设备，包括支架3；第四部分是自动化控制设备，包括压力传感器4，应变片7，应力传感器8，微机9，打印机10，电流传感器11，电压传感器12；第五部分是整流器13。
本发明是利用电沉积法来检测高阻值衬层的裂纹，把原始层当作阴极，在有衬层的面中加入电解液，通上直流电，产生正负离子迁移，在阳极上发生氧化反应，在阴极上发生还原反应，从而在衬层的裂纹处沉积出产物。通过向高阻值衬层施加压力，当压力达到一定值后，迫使裂纹扩张，因而可以分析裂纹发展与外加压力之间的关系。
电解时产生的电流与裂纹截面积成正比，而裂纹截面积又与压力成正比。从上面的关系中可得出电流与压力的关系，从而可得到电流与压力关系图。可以认为压力一定时，电流超过某一值时就可认为高阻值衬层产品为废品。通过微处理器，将压力、应变、电流、电压四路模拟量信号，经A\D转换，形成微机可处理的数字量，绘出压力、应变、电流的关系图，再通过D\A转变，控制压力、电流、电压的大小，从而可制定出各种高阻值衬层裂纹大小和分布的标准。
本发明的优点在于：
1.测量时间短，如对于1米长内衬陶瓷钢管的裂纹仅用3-5分钟就可检测完毕。
2.设备简单，易于操作，费用低，特别适用于工厂作为一种常规的检测手段。
3.通过微机数据处理，可获得裂纹大小情况，利用内窥镜，能直观看出裂纹分布状况。
4.所加压力连续可调，可动态检测衬层裂纹发展与外加压力之间的关系。
附图说明
下面结合附图1对本发明作进一步说明。
图1是本发明的一种结构图。其中支架3是由六部分组成，上顶盖、下顶盖、底座、4根拉杆、螺母和垫片，支架总高为1300-1500毫米，总宽与长都为480-520毫米，拉杆与上顶盖、下顶盖、底座皆为螺纹连接。液压泵与上顶盖通过金属管连接，金属管与上顶盖焊接。自动化控制设备中压力传感器4与金属管以螺纹连接，应变片7直接贴在管道上，应变的电阻信号通过应力传感器8转换为微机9中控制板可接收到的0-5V电压信号，硅镇流器13的电流与电压分别通过电流传感器11与电压传感器12把它们信号传送给控制板。控制板直接插在微机9上。通过硅整流器13把220v交流电转换为0-50V的直流电，直流电的正极与电极相连，负极与高阻值内衬材料的原始层相连。

Claims (3)

1、高阻值衬层裂纹检测分析仪，其特征在于：五部分组成，第一部分是加压设备，包括高压泵(1)，第二部分是电解沉积部分，包括待检的高阻值内衬复合管(2)，高阻值衬层包括一切高于电解液电阻率的材料，电极(5)，电解液(6)；第三部分是支撑密封设备，包括支架(3)；第四部分是自动化控制设备，包括压力传感器(4)，应变片(7)，应力传感器(8)，微机(9)，打印机(10)，电流传感器(11)，电压传感器(12)；第五部分是整流器(13)；支架(3)是由六部分组成，上顶盖、下顶盖、底座、4根拉杆、螺母和垫片，支架总高为1300-1500毫米，总宽与长都为480-520毫米，拉杆与上顶盖、下顶盖、底座皆为螺纹连接；液压泵与上顶盖通过金属管连接，金属管与上顶盖焊接；自动化控制设备中压力传感器(4)与金属管以螺纹连接，应变片(7)直接贴在管道上，应变的电阻信号通过应力传感器(8)转换为微机(9)中控制板可接收到的0-5V电压信号，硅镇流器(13)的电流与电压分别通过电流传感器(11)与电压传感器(12)把它们信号传送给控制板；控制板直接插在微机(9)上；通过硅整流器(13)把220v交流电转换为0-50V的直流电，直流电的正极与电极相连，负极与高阻值内衬材料的原始层相连。
2、根据权利要求1所述的高阻值衬层裂纹检测分析仪，其特征在于：高压泵(1)压力范围为0-20Mpa，连续可调介质为气体或液体。
3、根据权利要求1所述的高阻值衬层裂纹检测分析仪，其特征在于：为各种镀金属或合金的电解液。
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