工业超声波耦合剂的分类及应用_技术

技术背景

超声波检测技术作为无损检测技术的四大方法之一，具有检测精度高、操作方便、检测成本低的优点。在使用超声波换能器对被检物进行检测时，为使换能器发出的超声波波束充分进入被检工件内，需在被检工件表面涂抹耦合介质，一般使用水、机油、甘油、化学浆糊等。

一、耦合剂的定义

耦合剂是指在探头与工件表面之间施加的透声介质。

二、耦合剂的作用

使用耦合剂的主要目的是耦合剂可以填充探头与工件间的空气间隙，使超声波能够传入工件。此外，耦合剂还具有润滑作用，可以减小探头和工件之间的摩擦，防止工件表面磨损探头，并使探头便于移动。

三、耦合剂的分类

3.1 工业超声波耦合剂按材质分类，可以分为：水、机油、甘油、化学浆糊、水玻璃等；

3.1.1 机油

机油（变压器油）在探伤中是使用最为广泛的一种耦合剂，呈液体状，易流动，常使用20到40号机油，不同编号的机油有不同的粘度（编号越大，粘度越高）。

当环境温度不同时其粘度也有一定变化。其附着力、润湿性、价格和粘度等综合性能都较为合适，对工件没有腐蚀性对操作人员也无害，因此是最广泛应用的耦合剂。

利用机油作耦合剂的缺点是对声接触压力比较敏感，即施加在探头上的压力不同时，接收到的超声回波幅度变化比较显著，因此对操作人员的操作技能要求高一些。

3.1.2 甘油

甘油（丙三醇，C3H5(OH)3）：沧州欧谱这是一种透声效果很好，并且对声接触压力不敏感的耦合介质，以化学分析纯的等级为最好，适用于表面光洁度较高的工件。

缺点是价格较高，而且它所具有的吸水性强的特点容易导致在敞开的容器中放置一段时间后就会因为吸收空气中的水分而使本身浓度发生变化（粘度变化），影响作为耦合剂的性能一致性。被检验过的工件需要用水及时清洗，防止残留的甘油吸湿引起工件的锈蚀。浓度高的甘油也会对操作人员的皮肤吸湿导致皮肤干裂。甘油对工件表面的润湿性不够好也是其缺点。

3.1.3 水玻璃

水玻璃（硅酸钠，Na2SiO3）：水玻璃的透声效果也是较好的，而且价格较便宜；

和甘油具有相同的吸水性强的特点，在敞开的容器中放置一段时间后就会因为吸收空气中的水分而使浓度容易发生变化。

在实际应用中为了保持声耦合效果的稳定，要求在每个工作班使用前用波美比重计测试其比重，在必要时进行浓度调整以保持最佳耦合效果时的比重。

水玻璃有弱碱性，对操作人员的皮肤及被检工件（特别是铝、镁合金）有一定的腐蚀性，使用后必须及时用清水冲洗干净。

水玻璃主要用于表面粗糙的工件，特别是可以采用所谓“地毯法”耦合，即在被检工件粗糙的检测表面上先均匀涂布一层浓度较高的水玻璃，待其干涸后即已将粗糙表面填平为平整表面，再在上面涂布较稀的水玻璃或机油耦合进行检测，可以获得较好的耦合效果。

3.1.4 化学浆糊

化学浆糊（羧甲基纤维素，又称强力CMC、糊精或化学浆糊）：这是一种由淀粉（如玉米等）提炼而成的食品添加剂。

它是优良的水溶性胶料，一般可以1:10左右的比例与自来水调配成“工业胶水”用作超声波检测的耦合剂，

适用于一般粗糙度表面的工件，价格很便宜（工业纯的等级即可），

对工件无腐蚀，对人体无害，但是由于其干涸后黏附在工件表面会影响工件外观以及后续表面处理，检测后要求及时用清水冲洗干净。

3.2 按使用环境温度分类，可分为低温耦合剂、常温耦合剂、高温耦合剂；