GBT 31768.2-2015 無(wú)損檢測(cè) 閃光燈激勵(lì)紅外熱像法 第2部分：檢測(cè)規(guī)范

GB/T31768.2—2015無(wú)損檢測(cè)閃光燈激勵(lì)紅外熱像法第2部分：檢測(cè)規(guī)范Non-destructivetestinIGB/T31768.2—2015 本部分為GB/T31768的第2部分。1GB/T31768.2—2015無(wú)損檢測(cè)閃光燈激勵(lì)紅外熱像法第2部分：檢測(cè)規(guī)范GB/T31768的本部分規(guī)定了采用閃光燈激勵(lì)紅外熱像法進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的一般要求、檢測(cè)工藝規(guī)本部分適用于材料和結(jié)構(gòu)表面及近表面缺陷的檢測(cè)。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T9445無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定與認(rèn)證GB/T12604.9無(wú)損檢測(cè)術(shù)語(yǔ)紅外檢測(cè)GB/T20737無(wú)損檢測(cè)通用術(shù)語(yǔ)和定義GB/T26643無(wú)損檢測(cè)閃光燈激勵(lì)紅外熱像法導(dǎo)則GB/T31768.4無(wú)損檢測(cè)閃光燈激勵(lì)紅外熱像法第4部分：檢測(cè)系統(tǒng)3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T12604.9、GB/T20737和GB/T26643界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。離散缺陷discretedefect缺陷尺寸小于單次檢測(cè)范圍的缺陷。連續(xù)缺陷extendeddefect缺陷尺寸等于或大于單次檢測(cè)范圍的缺陷。蓄熱系數(shù)thermaleffusivity表征材料與外界交換熱量的能力，常用e表示。定義為：e=√kpCK導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦每米開(kāi)爾文(W·m-1.K-1):p——密度，單位為千克每立方米(kg·m-3);C——比熱容，單位為焦耳每千克開(kāi)爾文(J·kg-1·K-1)。4一般要求4.1.1滿足GB/T9445的相關(guān)規(guī)定。2GB/T31768.2—2015應(yīng)滿足GB/T31768.4的相關(guān)規(guī)定。應(yīng)滿足GB/T31768.4的相關(guān)規(guī)定?？啥ㄆ诨蛟谛枰獣r(shí)使用檢測(cè)能力試件對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)能力校驗(yàn)?？砂凑諜z測(cè)要求的溫度范圍及使用說(shuō)明要求對(duì)熱像儀定期進(jìn)行溫度校準(zhǔn)。應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)備生產(chǎn)商的說(shuō)明書(shū)操作使用設(shè)備。5檢測(cè)工藝規(guī)程應(yīng)在與客戶充分溝通后制定檢測(cè)方案。檢測(cè)方案的制定人員應(yīng)符合4.1.2的規(guī)定。檢測(cè)方案參考要素參見(jiàn)附錄A。宜參考檢測(cè)方案制定檢測(cè)工藝或作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。3GB/T31768.2—2015對(duì)被檢測(cè)表面做必要的清潔工作，消除表面污漬的影響。明顯肉眼可見(jiàn)的表面特征或無(wú)法清除的污漬應(yīng)該予以記錄。表面污漬對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響示例參見(jiàn)附錄B。漆層噴涂應(yīng)均勻。示例參見(jiàn)附錄C。對(duì)于超出一次可檢測(cè)視場(chǎng)范圍的較大被檢測(cè)物體，做分區(qū)標(biāo)記。分區(qū)標(biāo)記與拼接示例參見(jiàn)附錄D。應(yīng)采取措施減少環(huán)境熱輻射及對(duì)流等因素的影響。根據(jù)檢測(cè)要求確定一次成像面積大小。在檢測(cè)工作距離位置放置對(duì)焦輔助參照物，如刻度尺，調(diào)節(jié)對(duì)焦直至刻度清晰為止。在允許條件進(jìn)行非均勻性校正。非均勻性校正對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響示例參見(jiàn)附錄E。5.4.4.2對(duì)檢測(cè)能力參考試件按照常用的設(shè)置及檢測(cè)程序?qū)嵤z測(cè)。5.4.4.3對(duì)檢測(cè)結(jié)果中對(duì)應(yīng)最深需要檢測(cè)區(qū)域的部分做溫度-時(shí)間對(duì)數(shù)曲線，見(jiàn)圖1。遞減曲線。在某一時(shí)刻曲線上能看到一個(gè)明顯的彎曲，發(fā)生彎曲的時(shí)間代表熱量傳導(dǎo)到了被檢物背側(cè)4In(T一To)In(T一To)或者遇到了缺陷界面。彎曲后的曲線可能比-0.5直線高，也可能低，取決于界面下層相比基體材料的210蓄熱系數(shù)小于本體材料無(wú)缺陷圖1溫度-時(shí)間對(duì)數(shù)曲線5.4.4.7閃光發(fā)生后所采集到的初始幾幀可能會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象(見(jiàn)圖2),如果閃光發(fā)生后多幀都出現(xiàn)儀動(dòng)態(tài)范圍和溫度分辨力。圖2典型的采集問(wèn)題5GB/T31768.2—20155.4.4.8如果被測(cè)物太薄或者熱傳輸通過(guò)被測(cè)物的過(guò)程非?？?，可能數(shù)據(jù)采集會(huì)抓不到曲線彎曲的部分，此時(shí)應(yīng)該增加熱像儀幀頻。5.4.4.9如果采取以上步驟來(lái)優(yōu)化曲線斜率和采集時(shí)間后還不能得到與界面對(duì)應(yīng)的曲線分離，則應(yīng)該考慮針對(duì)這種材料和結(jié)構(gòu)，不能檢出該深度下的缺陷。5.4.4.10采集時(shí)間：采集持續(xù)時(shí)間宜覆蓋完整降溫過(guò)程。采集到的熱圖中應(yīng)至少包括閃光前的一幀和閃光后100幀圖像。如果缺陷的深度和熱擴(kuò)散系數(shù)是已知的，采集時(shí)間應(yīng)該至少為：式中：L——缺陷的深度，單位為米(m);α——熱擴(kuò)散率，單位為平方米每秒(m2/s)。Tac應(yīng)大于熱量從檢測(cè)面?zhèn)鲗?dǎo)到缺陷界面所需時(shí)間的兩倍。5.4.5采集數(shù)據(jù)熱像儀視場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)被檢測(cè)物體的待檢測(cè)表面，宜垂直。數(shù)據(jù)采集前應(yīng)考慮被檢測(cè)物體表面熱不平衡對(duì)檢測(cè)結(jié)果的可能影響。例如，采集前不要直接用手接觸被檢測(cè)物體。在采集的過(guò)程中，被檢測(cè)物與熱像儀應(yīng)保持相對(duì)靜止。采集結(jié)束后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并記錄對(duì)應(yīng)檢測(cè)位置、檢測(cè)條件和文件名稱。分區(qū)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)將熱像儀的視場(chǎng)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)待檢區(qū)，重復(fù)上述步驟直到檢測(cè)完成。為了避免漏檢和利于后續(xù)數(shù)據(jù)處理，相鄰區(qū)域應(yīng)有一定的重疊。為了減少熱影響，建議隔區(qū)檢測(cè)。檢測(cè)區(qū)域受相鄰區(qū)域前次檢測(cè)熱殘余的影響參見(jiàn)附錄F。5.5數(shù)據(jù)分析和處理按GB/T26643進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。根據(jù)需要，可將分區(qū)檢測(cè)熱圖拼接成一個(gè)整體，保存并記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)檢測(cè)目的和檢測(cè)要求，選取合適的熱圖或曲線進(jìn)行分析(見(jiàn)第6章)。5.6數(shù)據(jù)核查對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行查驗(yàn)，不能確認(rèn)數(shù)據(jù)的有效及完整時(shí)，應(yīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)。6數(shù)據(jù)處理6.1分析及處理方法宜使用GB/T26643的相關(guān)方法，還可使用微分曲線等數(shù)據(jù)處理方法。微分曲線是幫助分析和定量測(cè)量缺陷的工具，包括一階微分曲線和二階微分曲線，可用于分析缺陷所對(duì)應(yīng)的深度等信息。6.2缺陷的判讀為了完整的判定檢測(cè)結(jié)果，應(yīng)利用原始熱圖、一階或二階微分熱圖序列做數(shù)據(jù)分析。通過(guò)逐幀播放和連續(xù)播放熱圖序列和微分熱圖序列，查找熱異常區(qū)域。通過(guò)對(duì)熱異常區(qū)域?qū)Ρ榷取⒋笮?、形狀、位置及出現(xiàn)時(shí)間的分析，判讀可疑缺陷。應(yīng)排除被檢測(cè)物體結(jié)構(gòu)、表面狀況或表面反射的環(huán)境輻射等造成的影響。通?？煞D(zhuǎn)被檢測(cè)物體或旋轉(zhuǎn)一定角度進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，參見(jiàn)附錄G?？砂凑?.6與6.7所6GB/T31768.2—2015述方法進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。根據(jù)檢測(cè)要求，對(duì)缺陷的大小、位置、深度等做定量測(cè)量；對(duì)缺陷類(lèi)型進(jìn)行識(shí)別。6.3原始序列熱圖分析原始熱圖分析是通過(guò)對(duì)比度進(jìn)行缺陷判讀，適用于檢測(cè)大于最小可檢缺陷尺寸的離散缺陷，通過(guò)觀察缺陷區(qū)域與周?chē)鸁o(wú)缺陷區(qū)域的差別來(lái)判斷缺陷。在原始熱圖序列中，蓄熱系數(shù)相對(duì)低的缺陷對(duì)應(yīng)表面溫度將高于周?chē)鸁o(wú)缺陷區(qū)域，相反，蓄熱系數(shù)相對(duì)高的缺陷對(duì)應(yīng)表面溫度會(huì)低于周?chē)鸁o(wú)缺陷區(qū)域。6.4微分序列熱圖分析應(yīng)用一階和二階對(duì)數(shù)微分熱圖序列判讀離散缺陷和連續(xù)缺陷?？梢圆捎脤?duì)比度分析和數(shù)值分析。對(duì)比度分析，熱圖序列中出現(xiàn)的離散缺陷的幅值相比無(wú)缺陷區(qū)域會(huì)出現(xiàn)先高后低或者先低后高的反轉(zhuǎn)。數(shù)值分析，缺陷處的微分值與對(duì)比試件中無(wú)缺陷區(qū)域的微分值有明顯不同，可用于離散缺陷或連續(xù)缺陷的檢測(cè)。6.5尺寸測(cè)量把一個(gè)已知長(zhǎng)度或?qū)挾瘸叽鐬長(zhǎng)的物體放在被檢測(cè)物體視場(chǎng)內(nèi)，確定該尺寸對(duì)應(yīng)的像素個(gè)數(shù)m,則視場(chǎng)內(nèi)的單個(gè)像素代表的實(shí)際尺寸L、可按下列公式計(jì)算：式中：L,——視場(chǎng)中單個(gè)像素代表的實(shí)際尺寸，單位為毫米(mm);L——物體長(zhǎng)度或?qū)挾龋瑔挝粸楹撩?mm);m——L所對(duì)應(yīng)的像素個(gè)數(shù)。通過(guò)被檢測(cè)物體某段長(zhǎng)度上所占像元數(shù)求解感興趣區(qū)域長(zhǎng)度或?qū)挾取?.6檔案比對(duì)法與此前相同對(duì)象在類(lèi)似檢測(cè)條件下的結(jié)果進(jìn)行比較，以獲取缺陷的存在及擴(kuò)展信息。6.7比對(duì)法檢測(cè)結(jié)果與相同檢測(cè)條件下的對(duì)比試件檢測(cè)結(jié)果相對(duì)比，以確認(rèn)缺陷的相關(guān)信息。7檢測(cè)報(bào)告報(bào)告內(nèi)容應(yīng)至少包括：檢測(cè)時(shí)間、檢測(cè)人員、被測(cè)物體描述、檢測(cè)目的和要求、檢測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)分析、檢測(cè)結(jié)果及結(jié)論；檢測(cè)報(bào)告應(yīng)包括被測(cè)物體必要的照片、熱圖、曲線等。7GB/T31768.2—2015(資料性附錄)2)檢測(cè)問(wèn)題描述：◆使用了哪些方法及結(jié)果描述。3)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)描述。b)檢測(cè)目的。2)參數(shù)設(shè)置；4)數(shù)據(jù)處理方法；e)其他注意事項(xiàng)。8GB/T31768.2—2015(資料性附錄)9GB/T31768.2—2015(資料性附錄)圖C.1和圖C.2為不銹鋼平底洞試件的可見(jiàn)光照片。由于金屬表面紅外反射率較高，直接用閃光射。如圖C.3所示，熱像儀探測(cè)到的是閃光燈遮罩和鏡頭等的反射影像。對(duì)表面涂漆的方法可以減少反射增加紅外輻射，漆層應(yīng)盡量均勻，如圖C.4所示為表面涂漆后的檢測(cè)熱圖，有效反應(yīng)了試件內(nèi)部GB/T31768.2—2015圖C.3不銹鋼試件未做表面處理的紅外熱圖圖C.4不銹鋼試件表面涂漆后的紅外熱圖GB/T31768.2—2015(資料性附錄)被檢物分區(qū)處理示例圖D.1為風(fēng)電葉片局部表面處理后的可見(jiàn)光照片。由于葉片超出單次檢測(cè)的視場(chǎng)，因此分三個(gè)區(qū)圖D.1風(fēng)電葉片局部表面處理后的可見(jiàn)光照片圖D.2閃光燈激勵(lì)紅外熱像法檢測(cè)拼接后的熱圖GB/T31768.2—2015(資料性附錄)圖E.1和圖E.2為玻璃鋼平底洞試件的可見(jiàn)光照片。在閃光燈激勵(lì)紅外熱像法中，如果熱像儀未圖E.1玻璃鋼平底洞試件檢測(cè)面(正面)GB/T31768.2—2015GB/T31768.2—2015(資料性附錄)圖F.1中上半部分在前一次閃光燈激勵(lì)后未達(dá)到熱平衡就進(jìn)行后一次檢測(cè)，檢測(cè)區(qū)域受相鄰區(qū)域圖F.1前一次檢測(cè)閃光燈激勵(lì)對(duì)后一次檢測(cè)的影響示例圖GB/T31768.2—2015(資料性附錄)為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，可以選用正反面對(duì)照(如圖G.1和圖G.2),或者旋轉(zhuǎn)一定角度(如圖G.3和圖G.4)重復(fù)實(shí)驗(yàn)。如果在試件同一位置對(duì)應(yīng)的視場(chǎng)中都能證明異常的存在，就起到了驗(yàn)證的作用。圖G.1被檢物正面檢測(cè)熱圖GB/T31768.2—2015GB/T31768.2—2015[5]MH/T3022—2011航空器復(fù)合材料構(gòu)件紅外熱成像檢測(cè)[6]ISO18434-1:2008Conditionmonitoringanddiagn