腐蝕成像是一種用于監(jiān)控碳鋼腐蝕情況的檢測(cè)方式。奧林巴斯為用戶提供了多種應(yīng)用超聲相控陣技術(shù)的設(shè)備，以完成腐蝕成像操作。為了拓寬這種解決方案的使用范圍，奧林巴斯對(duì)RollerFORM掃查器進(jìn)行了測(cè)試，并證明了其在檢測(cè)中的實(shí)用性：RollerFORM掃查器與OmniScan儀器配套使用，可以為碳鋼材料完成腐蝕成像操作。使用RollerFORM掃查器的原因是其柔軟的輪胎材料可以確保完成與水浸檢測(cè)相仿的高質(zhì)量的超聲檢測(cè)。只需略施耦合劑，稍微用點(diǎn)力，RollerFORM就可以提供的耦合效果，并獲得信號(hào)，即使在難以掃查的位置，也能做到這點(diǎn)。

RollerFORM掃查器針對(duì)腐蝕成像應(yīng)用的適用性表現(xiàn)在一系列的檢測(cè)中：

• 確定近表面分辨率的檢
  

• 探測(cè)小尺寸缺陷的檢測(cè)
  

• 確定表面溫度的檢測(cè)
  

• 在管道的軸向上進(jìn)行掃查
  

• 對(duì)受腐蝕的樣件進(jìn)行驗(yàn)證性檢測(cè)
  

用于碳鋼材料腐蝕成像的兩個(gè)設(shè)備是HydroFORM掃查器和雙晶線性陣列（DLA）腐蝕探頭。不過(guò)這兩種設(shè)備在不同的具體應(yīng)用中，會(huì)表現(xiàn)出某些局限性：

• HydroFORM掃查器在檢測(cè)較大的區(qū)域時(shí)，使用水柱系統(tǒng)可以在粗糙的表面上獲得的耦合效果。盡管在與半自動(dòng)或自動(dòng)掃查器一起使用時(shí)，這是一個(gè)有效的解決方案，但是在邊遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，對(duì)供水系統(tǒng)的管理卻不是那么容易。
  

• 雙晶線性陣列（DLA）腐蝕探頭非常適用于對(duì)較小、光滑的區(qū)域進(jìn)行手動(dòng)腐蝕篩查；檢測(cè)這種區(qū)域的關(guān)鍵因素是良好的近表面分辨率（NSR）。但是，其狹小的底面以及硬質(zhì)楔塊接觸面限制了其在某些應(yīng)用中的適用性。
  

由于這些常用技術(shù)的局限性，我們顯然需要一種無(wú)需借助水管理系統(tǒng)而可對(duì)中型面積區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)的簡(jiǎn)單快捷的方法。

解決方案RollerFORM掃查器被認(rèn)為是一種可以完成碳鋼材料腐蝕成像的前途光明的解決方案，因?yàn)檫@款掃查器可以被方便地部署，而且其柔軟的輪胎可以緊密地貼附在不同形狀的被測(cè)表面上。RollerFORM掃查器不僅可以迅速地檢測(cè)中型面積的區(qū)域，而且還可以檢測(cè)材料上的長(zhǎng)條形區(qū)域，如：管材長(zhǎng)度方向上的區(qū)域。為了測(cè)試這款掃查器針對(duì)碳鋼材料腐蝕成像的適用性，我們?cè)O(shè)計(jì)并完成了一系列檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果確定近表面分辨率（NSR）的檢測(cè)RollerFORM掃查器被連接到OmniScan SX 探傷儀，然后在帶有30個(gè)平底孔（FBH）的校準(zhǔn)試塊上完成檢測(cè)，以確定要獲得近表面分辨率所需的聲學(xué)參數(shù)值。這個(gè)試塊中的不同深度位置上有一些平底孔，平底孔的直徑如下：

• 1.175毫米（0.475英寸）
  

• 1.980毫米（0.780英寸）
  

• 3.175毫米（1.125英寸）
  

在所有檢測(cè)中，都使用0°縱波對(duì)直徑為3.175毫米的平底孔進(jìn)行掃查，每個(gè)聚焦法則包含4個(gè)晶片。掃查分辨率為1毫米 × 1毫米，聲束覆蓋范圍為48.5毫米。在優(yōu)化的檢測(cè)條件下，近表面分辨率可以達(dá)到2.75毫米。在日常對(duì)碳鋼材料的檢測(cè)應(yīng)用中，可以獲得3毫米的近表面分辨率。使用波幅C掃描，還可以探測(cè)到較淺位置上的缺陷。在波幅C掃描視圖中，可以看到由較淺位置的缺陷產(chǎn)生的底面回波衰減的情況。但是對(duì)于關(guān)鍵性的缺陷，我們建議使用一種更精密的檢測(cè)方式（如：DLA腐蝕探頭、HydroFORM掃查器，或某種測(cè)厚儀）對(duì)缺陷的深度進(jìn)行測(cè)量。

探測(cè)小尺寸缺陷的檢測(cè)較高的頻率通常更適于探測(cè)較小的缺陷。由于聚合物往往會(huì)濾掉高頻聲波，因此可以確定RollerFORM掃查器可用的探頭頻率zui高為5 MHz。為了確定掃查器可以探測(cè)到的zui小缺陷尺寸，我們要在帶有30個(gè)平底孔的試塊上進(jìn)行檢測(cè)。在下面顯示的厚度C掃描中，我們看到檢測(cè)過(guò)程中探測(cè)到了1.980毫米和3.175毫米的平底孔（即第二行和第三行平底孔）。使用這種方法，只有zui小的1.175毫米的平底孔沒(méi)有被探測(cè)到。但是，使用相同的OmniScan波幅C掃描方式，卻可以探測(cè)到zui小直徑的平底孔。還可以考慮使用其它不同的技術(shù)（如：HydroFORM掃查器或DLA腐蝕探頭），對(duì)關(guān)鍵性的區(qū)域進(jìn)行掃查。確定zui高溫度的檢測(cè)我們經(jīng)常需要在高溫部件上進(jìn)行在役檢測(cè)，以找到腐蝕缺陷。進(jìn)行這種檢測(cè)的目的是要確定，在RollerFORM掃查器與工件保持短暫接觸而掃查器的任何部件都不會(huì)損壞時(shí)，工件可以具有的zui高溫度。檢測(cè)表明RollerFORM掃查器的聚合物輪胎是對(duì)溫度zui敏感的部件。在高溫工件上進(jìn)行的多次檢測(cè)證明，掃查器被放置在溫度高達(dá)80 °C表面的zui長(zhǎng)時(shí)間為2分鐘。然后一定要使掃查器冷卻，才可以再次使用。這種工作周期基于zui高25 °C的環(huán)境溫度而設(shè)定。如果環(huán)境溫度超過(guò)了25 °C，則用戶需要根據(jù)具體的工作條件，謹(jǐn)慎地定義適當(dāng)?shù)墓ぷ髦芷?。沿著管材的長(zhǎng)度方向進(jìn)行檢測(cè)經(jīng)過(guò)證明，RollerFORM掃查器非常適用于在管道的軸向上進(jìn)行長(zhǎng)距離掃查檢測(cè)。這款掃查器的輪胎表面較為柔軟，且裝有一個(gè)可以調(diào)節(jié)的中心輪，因此可被放置在直徑z小為102毫米的曲面上或平面上。使用MXU 4.4版本軟件（或更新的版本），可以直接在OmniScan探傷儀中生成聚焦法則。在工件&焊縫向?qū)е?，可以配置一個(gè)曲面，并選擇軸向掃查方向。然后，OmniScan探傷儀可以自動(dòng)生成與表面保持垂直狀態(tài)的超聲聲束。

對(duì)受腐蝕的樣件進(jìn)行驗(yàn)證性檢測(cè)被測(cè)樣件是從直徑為508毫米，壁厚為9毫米的管道上切割下來(lái)的一段樣件。樣件的內(nèi)表面受到了嚴(yán)重的腐蝕，其外表面有輕微的腐蝕。檢測(cè)過(guò)程是掃查器沿著樣件（外表面）的周向（即徑向）進(jìn)行掃查。表面檢測(cè)的分辨率為1毫米 × 1毫米。在S掃描和C掃描圖像中可以清晰地看到腐蝕缺陷（參見(jiàn)下面的右圖）。C掃描視圖中的藍(lán)色區(qū)域?yàn)檎５谋诤瘛Ｍㄟ^(guò)使用一個(gè)可配置的彩色調(diào)色板，可以表明腐蝕的嚴(yán)重程度（從黃色到紅色，腐蝕的嚴(yán)重程度逐漸增加）。結(jié)語(yǔ)RollerFORM掃查器已經(jīng)被證實(shí)是一款可以完成碳鋼材料腐蝕成像的行之有效的工具，盡管這款掃查器存在著一些聲學(xué)局限性，如：3毫米的表面分辨率，以及2毫米的zui小可探測(cè)缺陷尺寸。這款掃查器可以在被測(cè)樣件上很快部署，使用起來(lái)非常方便，而且無(wú)需水管理系統(tǒng)。此外，還可以在管道的軸向上快速進(jìn)行長(zhǎng)距離掃查。