Page 48 - 无损检测2021年第十期

张鑫明, 等:

奥氏体不锈钢应力腐蚀微裂纹的非线性表面波检测

首先, 将试样保存在温度为1050 ℃的环境下

3 试验方法与结果
30min , 使用砂纸、 抛光膏对其进行打磨抛光后擦拭

3.1 试样的制备 干净。选择试样表面半径为1mm 的圆形区域腐蚀

试样的尺寸及自制应力腐蚀平台如图 9 所示。 5 , 10 , 15h , 选用质量分数为10%的 FeCl 3 溶液作为
腐蚀 液, 同 时 使 用 西 安 力 创 公 司 的 应 力 环, 将

124MPa的恒应力换算成应力环的变形量, 对装有
腐蚀装置的试样进行加载。
3.2 试验结果与分析
清洗试样后, 利用 OLS4000三维激光扫描共聚
焦显微镜对3个时间段腐蚀完成后的试样表面进行
观察, 发现随着腐蚀时间的增加, 腐蚀坑明显变大,

将经过10 , 15h腐蚀的试样放大 100 倍, 发现蚀坑
边缘逐渐有微裂纹产生( 见图 10 ), 测量其蚀坑尺
图9 试样尺寸及自制应力腐蚀平台示意
寸, 结果如图11所示。

图10 腐蚀试样形貌及局部放大图

图11 不同腐蚀时间的蚀坑尺寸

最 后, 利 用 美 国 RITEC 公 司 的 RAM-5000
SNAP非线性高能超声测试系统对不同腐蚀时间的
试样分别进行检测, 分析系统接收的响应信号, 得到
的归一化非线性系数与腐蚀时间相关性如图12 ( a )
所示。利用有限元模型进行模拟时, 由于试验过程
中探头所发射的声束具有一定宽度, 声波通过蚀坑
处的尺寸不一致, 为使模拟条件与试验条件更加贴
图12 试验和模拟得到的归一化非线性系数与

近, 分别选择蚀坑最大宽度、 最大宽度的1 / 1000和 腐蚀时间相关性

1 / 10000进行模拟, 将试验得到的蚀坑尺寸按照以 进行叠加后分析, 得到的归一化非线性系数与腐蚀
上方法计算后代入到有限元模型中, 将得到的信号 时间相关性如图 12 ( b ) 所示。结果表明: 随着腐蚀
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2021年 第43卷 第10期

无损检测