Page 80 - 无损检测2024年第五期

张 琦, 等:

燃气 PE管热氧老化的非线性超声评价方法

图4 PE管材典型检测信号及其幅频分析

10mm×18mm×10mm ( 长×宽×高) 的长方体, 采

用扫描电子显微镜( SEM ) 对不同热老化时间的试件
进行测试, 观察其表面形貌的变化 [ 19 ] 。由于聚乙烯
导电性能较差, 测试前需进行喷金处理。完好试件经
热老化后, 表面出现随机分布的孔洞, 裂纹; 随着热老
化时间的增加, 孔洞和裂纹增多, 如图6所示。微观
层面来看, 聚乙烯分子链在受热时会产生游离的自由
基, 迅速与氧反应形成过氧化物。过氧化物受热分解
后与聚合物链结合形成新的自由基, 进而改变聚合物 图5 PE管材老化试验的检测信号特征图
的性质; 组织结构的微观变化容易引起聚乙烯管道表 数增大。因此, 非线性系数的增大反映的是老化程度
面及内部出现无规律的孔洞及裂纹, 导致非线性响应 加剧引起的聚乙烯管道组织结构的变化。
增强, 即二次谐波增大。然而, 孔洞及裂纹增大会使 拟合算法具有准确度高、 稳定性好、 过滤性强等
PE管内部的超声波散射增强, 而使基波和二次谐波 特点, 被广泛应用于数据公式的合成中 [ 20 ] 。将管道
幅值均降低; 但非线性响应会导致谐波滋生, 使谐波 老化时间T 进行归一化处理, 利用拟合算法拟合出
整体的下降幅度小于基波下降幅度, 即引起非线性系 热老化时间与超声非线性系数的关系。归一化管道
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2024年 第46卷 第5期
无损检测