GBT 31768.2-2015 无损检测 闪光灯激励红外热像法 第2部分：检测规范

GB/T31768.2—2015无损检测闪光灯激励红外热像法第2部分：检测规范Non-destructivetestinIGB/T31768.2—2015 本部分为GB/T31768的第2部分。1GB/T31768.2—2015无损检测闪光灯激励红外热像法第2部分：检测规范GB/T31768的本部分规定了采用闪光灯激励红外热像法进行无损检测的一般要求、检测工艺规本部分适用于材料和结构表面及近表面缺陷的检测。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证GB/T12604.9无损检测术语红外检测GB/T20737无损检测通用术语和定义GB/T26643无损检测闪光灯激励红外热像法导则GB/T31768.4无损检测闪光灯激励红外热像法第4部分：检测系统3术语和定义GB/T12604.9、GB/T20737和GB/T26643界定的以及下列术语和定义适用于本文件。离散缺陷discretedefect缺陷尺寸小于单次检测范围的缺陷。连续缺陷extendeddefect缺陷尺寸等于或大于单次检测范围的缺陷。蓄热系数thermaleffusivity表征材料与外界交换热量的能力，常用e表示。定义为：e=√kpCK导热系数，单位为瓦每米开尔文(W·m-1.K-1):p——密度，单位为千克每立方米(kg·m-³);C——比热容，单位为焦耳每千克开尔文(J·kg-¹·K-¹)。4一般要求4.1.1满足GB/T9445的相关规定。2GB/T31768.2—2015应满足GB/T31768.4的相关规定。应满足GB/T31768.4的相关规定。可定期或在需要时使用检测能力试件对检测系统进行检测能力校验。可按照检测要求的温度范围及使用说明要求对热像仪定期进行温度校准。应严格按照设备生产商的说明书操作使用设备。5检测工艺规程应在与客户充分沟通后制定检测方案。检测方案的制定人员应符合4.1.2的规定。检测方案参考要素参见附录A。宜参考检测方案制定检测工艺或作业指导书。3GB/T31768.2—2015对被检测表面做必要的清洁工作，消除表面污渍的影响。明显肉眼可见的表面特征或无法清除的污渍应该予以记录。表面污渍对检测结果的影响示例参见附录B。漆层喷涂应均匀。示例参见附录C。对于超出一次可检测视场范围的较大被检测物体，做分区标记。分区标记与拼接示例参见附录D。应采取措施减少环境热辐射及对流等因素的影响。根据检测要求确定一次成像面积大小。在检测工作距离位置放置对焦辅助参照物，如刻度尺，调节对焦直至刻度清晰为止。在允许条件进行非均匀性校正。非均匀性校正对检测结果的影响示例参见附录E。5.4.4.2对检测能力参考试件按照常用的设置及检测程序实施检测。5.4.4.3对检测结果中对应最深需要检测区域的部分做温度-时间对数曲线，见图1。递减曲线。在某一时刻曲线上能看到一个明显的弯曲，发生弯曲的时间代表热量传导到了被检物背侧4In(T一To)In(T一To)或者遇到了缺陷界面。弯曲后的曲线可能比-0.5直线高，也可能低，取决于界面下层相比基体材料的210蓄热系数小于本体材料无缺陷图1温度-时间对数曲线5.4.4.7闪光发生后所采集到的初始几帧可能会出现饱和现象(见图2),如果闪光发生后多帧都出现仪动态范围和温度分辨力。图2典型的采集问题5GB/T31768.2—20155.4.4.8如果被测物太薄或者热传输通过被测物的过程非常快，可能数据采集会抓不到曲线弯曲的部分，此时应该增加热像仪帧频。5.4.4.9如果采取以上步骤来优化曲线斜率和采集时间后还不能得到与界面对应的曲线分离，则应该考虑针对这种材料和结构，不能检出该深度下的缺陷。5.4.4.10采集时间：采集持续时间宜覆盖完整降温过程。采集到的热图中应至少包括闪光前的一帧和闪光后100帧图像。如果缺陷的深度和热扩散系数是已知的，采集时间应该至少为：式中：L——缺陷的深度，单位为米(m);α——热扩散率，单位为平方米每秒(m²/s)。Tac应大于热量从检测面传导到缺陷界面所需时间的两倍。5.4.5采集数据热像仪视场对准被检测物体的待检测表面，宜垂直。数据采集前应考虑被检测物体表面热不平衡对检测结果的可能影响。例如，采集前不要直接用手接触被检测物体。在采集的过程中，被检测物与热像仪应保持相对静止。采集结束后存储数据并记录对应检测位置、检测条件和文件名称。分区检测时，应将热像仪的视场转移到下一个待检区，重复上述步骤直到检测完成。为了避免漏检和利于后续数据处理，相邻区域应有一定的重叠。为了减少热影响，建议隔区检测。检测区域受相邻区域前次检测热残余的影响参见附录F。5.5数据分析和处理按GB/T26643进行数据分析和处理。根据需要，可将分区检测热图拼接成一个整体，保存并记录数据。根据检测目的和检测要求，选取合适的热图或曲线进行分析(见第6章)。5.6数据核查对所获得的数据进行查验，不能确认数据的有效及完整时，应重复实验。6数据处理6.1分析及处理方法宜使用GB/T26643的相关方法，还可使用微分曲线等数据处理方法。微分曲线是帮助分析和定量测量缺陷的工具，包括一阶微分曲线和二阶微分曲线，可用于分析缺陷所对应的深度等信息。6.2缺陷的判读为了完整的判定检测结果，应利用原始热图、一阶或二阶微分热图序列做数据分析。通过逐帧播放和连续播放热图序列和微分热图序列，查找热异常区域。通过对热异常区域对比度、大小、形状、位置及出现时间的分析，判读可疑缺陷。应排除被检测物体结构、表面状况或表面反射的环境辐射等造成的影响。通常可翻转被检测物体或旋转一定角度进行重复实验进行验证，参见附录G。可按照6.6与6.7所6GB/T31768.2—2015述方法进行验证实验。根据检测要求，对缺陷的大小、位置、深度等做定量测量；对缺陷类型进行识别。6.3原始序列热图分析原始热图分析是通过对比度进行缺陷判读，适用于检测大于最小可检缺陷尺寸的离散缺陷，通过观察缺陷区域与周围无缺陷区域的差别来判断缺陷。在原始热图序列中，蓄热系数相对低的缺陷对应表面温度将高于周围无缺陷区域，相反，蓄热系数相对高的缺陷对应表面温度会低于周围无缺陷区域。6.4微分序列热图分析应用一阶和二阶对数微分热图序列判读离散缺陷和连续缺陷。可以采用对比度分析和数值分析。对比度分析，热图序列中出现的离散缺陷的幅值相比无缺陷区域会出现先高后低或者先低后高的反转。数值分析，缺陷处的微分值与对比试件中无缺陷区域的微分值有明显不同，可用于离散缺陷或连续缺陷的检测。6.5尺寸测量把一个已知长度或宽度尺寸为L的物体放在被检测物体视场内，确定该尺寸对应的像素个数m,则视场内的单个像素代表的实际尺寸L、可按下列公式计算：式中：L,——视场中单个像素代表的实际尺寸，单位为毫米(mm);L——物体长度或宽度，单位为毫米(mm);m——L所对应的像素个数。通过被检测物体某段长度上所占像元数求解感兴趣区域长度或宽度。6.6档案比对法与此前相同对象在类似检测条件下的结果进行比较，以获取缺陷的存在及扩展信息。6.7比对法检测结果与相同检测条件下的对比试件检测结果相对比，以确认缺陷的相关信息。7检测报告报告内容应至少包括：检测时间、检测人员、被测物体描述、检测目的和要求、检测设备、数据分析、检测结果及结论；检测报告应包括被测物体必要的照片、热图、曲线等。7GB/T31768.2—2015(资料性附录)2)检测问题描述：◆使用了哪些方法及结果描述。3)检测现场描述。b)检测目的。2)参数设置；4)数据处理方法；e)其他注意事项。8GB/T31768.2—2015(资料性附录)9GB/T31768.2—2015(资料性附录)图C.1和图C.2为不锈钢平底洞试件的可见光照片。由于金属表面红外反射率较高，直接用闪光射。如图C.3所示，热像仪探测到的是闪光灯遮罩和镜头等的反射影像。对表面涂漆的方法可以减少反射增加红外辐射，漆层应尽量均匀，如图C.4所示为表面涂漆后的检测热图，有效反应了试件内部GB/T31768.2—2015图C.3不锈钢试件未做表面处理的红外热图图C.4不锈钢试件表面涂漆后的红外热图GB/T31768.2—2015(资料性附录)被检物分区处理示例图D.1为风电叶片局部表面处理后的可见光照片。由于叶片超出单次检测的视场，因此分三个区图D.1风电叶片局部表面处理后的可见光照片图D.2闪光灯激励红外热像法检测拼接后的热图GB/T31768.2—2015(资料性附录)图E.1和图E.2为玻璃钢平底洞试件的可见光照片。在闪光灯激励红外热像法中，如果热像仪未图E.1玻璃钢平底洞试件检测面(正面)GB/T31768.2—2015GB/T31768.2—2015(资料性附录)图F.1中上半部分在前一次闪光灯激励后未达到热平衡就进行后一次检测，检测区域受相邻区域图F.1前一次检测闪光灯激励对后一次检测的影响示例图GB/T31768.2—2015(资料性附录)为了验证实验结果，根据实验条件，可以选用正反面对照(如图G.1和图G.2),或者旋转一定角度(如图G.3和图G.4)重复实验。如果在试件同一位置对应的视场中都能证明异常的存在，就起到了验证的作用。图G.1被检物正面检测热图GB/T31768.2—2015GB/T31768.2—2015[5]MH/T3022—2011航空器复合材料构件红外热成像检测[6]ISO18434-1:2008Conditionmonitoringanddiagn