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塑料探傷

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一、塑料的聲學(xué)特性

塑料的聲速一般在1400^-3000米/秒之間，如下所列。

各種塑料的聲速、密度和聲阻抗之間的關(guān)系表：

材料名稱：縱波速度（米/秒）： 密度（克/cm3）： 聲阻抗（克/厘米2秒）

樹脂 1420 1.32 0.91×10^6

聚四氟乙烯 1450 2.17 0.32×10^6

聚乙烯 2160 0.91 0.20×10^6

聚苯乙烯 2450 1.05 0.26×10^6

尼龍6-6 2620 1.11 0.29×10^6

烯酸樹脂 2670 1.18 0.32×10^6

酚醛樹脂 3400 1.30 0.4×10^6

超聲波在硬塑料及沒有填充物的塑料中衰減相對來講比較小，如烯酸樹脂(塑膠玻璃)，鑄型樹脂、聚苯乙烯、聚酰胺及聚四氟乙烯等;而在軟塑料中的衰減最大，如聚乙烯、聚異丁烯等。在各種增強(qiáng)塑料、玻璃鋼和樹脂陶瓷合成物等中，超聲波的衰減也較大。超聲波的衰減還隨頻率的升高而增大。圖一所示為幾種塑料的衰減曲線。塑料的聲速和衰減往往與塑料的某些重要牲能有關(guān)，因此通過聲速或衰減的測量就可測出這些性能。一般來說，塑料強(qiáng)度與超聲波傳播速度成正比，與衰減成反比，如圖二所示。

塑料的彈性、均勻性和含濕量等都可用超聲波方法來測定。彈性模量可從測得的聲速和密度來計(jì)算。均勻性可憑同一材料，在各處測得的聲速或衰減是否相同來衡量。當(dāng)一種塑料的含濕量改變時，其聲速和衰減都隨著發(fā)生變化乙烯探測儀，只要事先對這種塑料作好標(biāo)準(zhǔn)曲線，就能用以測定.塑料的含濕量。

衰減技術(shù)往往采用簡易的多次脈沖反射法，即將探頭置于塑料塊上，觀察其底波的反射次數(shù)，次數(shù)愈多，表示衰減愈小酒精報警器，采用這種方法必須保持探頭和試塊之間有恒定不變的聲禍合，否則測得數(shù)據(jù)的重復(fù)性差。

二、塑料中缺陷的探測

塑料中的主要缺陷有氣孔、夾雜、分層、粘合不良等。用超聲波探測缺陷時，因橫波衰減大，一般采用縱波乙烯探測儀，探測頻率常用0.5~1兆赫，當(dāng)塑料衰減很小或測試厚度較薄時，也可用2~5兆赫。一般多用脈沖反射法探測。

探測塑料半成品的氣泡時(如聚酞胺、聚四氟乙烯等塑料棒)，直徑在100毫米以上的，頻率可用1~2兆赫甲苯報警器，以機(jī)油或水作藕合劑，用接觸法探測。對于塑料(如聚四氟乙烯)管壁的氣泡，頻率可用1兆赫，用聚焦探頭傾斜入射以液浸法探測。對塑料板中分層缺陷和焊縫中缺陷的探測方法，基本與探測金屬相同。

火箭發(fā)動機(jī)的固體燃料合成物及炸藥中裂紋，一般用低頻率(如250千赫)液浸穿透法探測。超聲波除了能探測塑料固體燃料外，火箭及宇宙工程中的塑料也可探測。

三、粘接強(qiáng)度的測量

不少工業(yè)部門在需用輕質(zhì)堅(jiān)固的材料時，往往采用玻璃鋼和其他材料的多層粘接結(jié)構(gòu)或蜂窩式粘接結(jié)構(gòu)等。對于這些結(jié)構(gòu)，不僅可用超聲方法定性地探測缺陷乙烯探測儀，往往還可定量地測定粘接強(qiáng)度。

利用阻抗法測量粘接強(qiáng)度。當(dāng)換能器是空載時，換能器將在兩個固定的共振頻率處分別出現(xiàn)阻抗最大值和最小值。如換能器藕合到被測構(gòu)件的表面上，則在換能器之下的那一部分構(gòu)件對于換能器的作用是提供了一個聲阻抗(相當(dāng)于在換能器等效電路的串聯(lián)支路上添加了一個阻抗)。構(gòu)件中的粘接處有不同的粘接強(qiáng)度時，這聲阻抗中的阻抗的部分就有明顯的變化。換能器將在與原來不同的頻率上出現(xiàn)阻抗的極值。逐漸改變施加到換能器上的交變電流的頻率(或采用掃頻電路)時，就能測得出現(xiàn)阻抗極值時的共振頻率。

該共振頻率值將隨枯接強(qiáng)度而變，如果對某些材料的某種粘接結(jié)構(gòu)事先作好粘接強(qiáng)度和共振頻率之間的定標(biāo)曲線，那么在實(shí)測時就可利用這些曲線，從測得的共振頻率求出構(gòu)件等處的粘接強(qiáng)度。

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