金属基底上非金属覆层的无损检测技术

作为一例，一种多层防腐蚀涂覆系统示意图如图11.8-57所示。首先是在铝基底上喷一层含有铬酸盐作为腐蚀抑制剂的溶液，将原先存在的氧化膜从Al₂O₃改变成Al₂O₃、Cr₂O₃和CrO₂，是铬改性层。底层涂料常用热固环氧树脂，能良好地附着在基底上的铬改性层上，经得起使用中的机械载荷，而且高度化学稳定能有助于腐蚀防护的，一般厚度约20μm。顶层涂覆层的主要用途是抗腐蚀和抗机械磨损。此外，供外场使用时，也必须是防水和防紫外线的。某些聚酯氨基甲酸乙酯能满足所有这些要求，一般厚度约50μm。

1.扫描声显微镜检测

用扫描声显微镜是比较容易检测的。检测可采用140MHz的聚焦换能器，和试件的耦合是通过将两者浸在水槽中完成的，分辨力约为10μm。纵波声脉冲通过不同材料的行进如图11.8-57所示，测量反射波之间的时间差（t_of），厚度可用下式确定：

式中，d为所测层（底层或顶层）的厚度，v为声纵波在各该层中的传播速度，t_of为声波在该层上、下面反射的时间差。通过在已知厚度试样上进行测量，层的纵波传播速度是可以测得的，环氧树脂为2250m/s。

此法的缺点是10μm以下的厚度已不可测，换能器和试样均需浸于水中，现场难以使用。

2.红外热圈法

利用红外热圈法，可提供所有必要的特性，得到高对比度的图像。在图像上，表面缺陷可很容易识别、量化。(www.xing528.com)

试件包括一金属基体，其上涂覆有厚度为t的均匀有机涂料。从背后加热到温度超过环境温度20～30℃。在这经加热的系统中，红外辐射源包括金属基体、涂覆层自身和周围环境。因为大多数有机涂覆层红外辐射能部分穿透，从金属表面发射的某些辐射和从涂覆层体内发射的一些辐射，在涂覆层-空气界面发射到环境中。在界面，这是可以用热图照相机探测的。

作为示例，图11.8-58所示为在光滑钢面板上在醇酸树脂覆层中弧坑的目视和热图像。很容易看出，较之直接目视，热成像的对比度增强了。任何表面粗糙度缺陷引起涂覆层厚度的局部变化，如果α_ct＜2.3，用此法是可以检出的，即涂覆层不太厚和在红外范围内涂覆层的吸收系数（α_c）不是太高。

图11.8-57 一种多层防腐蚀涂覆系统示意图

图11.8-58 在光滑钢板上醇酸树脂覆层中弧坑的目视和热图像