Page 124 - 无损检测2024年第十期

刘 雨，等：

复合材料修理区域的超声检测

图 10 试件未损伤区域的 B 扫描显示
图 13 修理区域试件的 C 扫描显示
很多异常显示，此时应查看修理区域的图纸，排除修
理本身造成的影响(如铺层边缘，铺层厚度等)。对
于修理区可使用A扫和滚轮C扫相互结合的方式来
检测，先用C扫检测得到修理区的图像，对照修理图
纸，在相同厚度的区域内发现异常变化后，再对该区
域做A扫检测，此时可以在该厚度的完好区域校准
设备，对异常区域做检测。
图 11 试件损伤区域的 B 扫描显示 完成对180块试件的检测后，结果发现只有一
4.3 C扫检测 块试件有明显的分层缺陷显示，其结果如图14所示。
该试件经敲击复验，也可以听出异常声音，可见试验
使用滚轮探头可实现对复合材料的快速C扫
中的3种修补工艺都具有很高的可靠性。
描检测，滚轮探头具有耦合效果好、推行阻力小、
[5]
扫查图像清晰等优点 。笔者使用OLYMPUS
OMNISCAN MX2型检测仪进行C扫检测，使用声
纳的滚轮探头，探头型号为WP2-5MHz-64E，其频
率为5 MHz，晶片数量为64。对设备进行调校，设置
适合检测CFRP板材的参数。含分层缺陷试件的超
声C扫描显示如图12所示。

图 14 试件板材分层处的超声 B 扫描显示

对未发现问题的试件进行拉伸破坏试验，通过
与无损伤板对比得出，中温修理的板材强度恢复得
最好，高温和湿铺层板材强度恢复情况一般，高温修
复会产生热损伤，湿铺会产生溢胶，空隙率偏高。对

比不同挖补斜率的试验板材得出，挖补斜率为1/50
图 12 含分层缺陷试件的超声 C 扫描显示 的板材强度恢复较好，挖补斜率越小修理强度越
修理区厚度相同区域的C扫描显示如图 13 所 高 。在实际修理中应该根据损伤区域相对母材的
[4]
示，可以看出修理区有明显的颜色变化，修理过程中 大小来选择合理的挖补斜率。
铺层清晰可见。分析其原因，修理区表面欠光滑导
致滚轮C扫时耦合效果差，修理区内部的涂胶不均 5 结语
匀及复材内部孔隙率的问题导致C扫图像中颜色变 （1）复合材料修理区域相对原板材属于异常区

化；而未修理区颜色均匀，图像清晰，耦合效果更好。 域，修理区域的缺陷检测较为困难，特别是较小的修
当使用滚轮探头C扫检测复材板修理区域时，会有 理区无法做到有效地检测；对于较大的修理区，可以
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2024 年 第 46 卷 第 10 期
无损检测