[发明专利]热障抗烧蚀涂层缺陷的红外热像检测方法

说明书

本发明公开了一种热障抗烧蚀涂层缺陷的红外热像检测方法，属于无损检测技术领域。该方法包括如下步骤：试样制备步骤、试样检测步骤、参数确定步骤和试件检测步骤。本发明通过上述技术方案，可有效实现热障抗烧蚀涂层结构的非接触无损检测，有效实现热障抗烧蚀涂层缺陷的无损检测，特别是解决了多层复合涂层结构中涂层界面缺陷的定量检测难题，并具有可操作性强和检测效率高的优点。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，特别涉及一种热障抗烧蚀涂层缺陷的红外热像检测方法。

背景技术

热障抗烧蚀涂层广泛应用于舰船发动机、燃气涡轮机、飞行器翼片、尾翼和舵片等高温、强气流冲刷等恶劣条件下工作的构件表面以对构件表面进行热保护。为了保证构件工作的安全可靠，有必要对热障抗烧蚀涂层的质量状态进行无损检测和评估。

目前，通常基于红外热像无损检测方法对热障抗烧蚀涂层的质量状态进行无损检测和评估。在红外热像无损检测方法中，主要包括：超声热成像法、涡流热成像法、激光热成像法和灯光热激励成像法。超声热成像法适用于裂纹检测；涡流热成像需要涂层材料导电且检测深度较小；激光热成像法对试件加热面积较小，适合于小试件检测。

灯光热激励成像法是一种脉冲红外热像无损检测技术，通过采用灯光激励源对有缺陷的试件表面进行热激励，热量在试件内部热传导。若试件内部存在缺陷，热传导受到阻碍，形成稳态或瞬态不均匀温度场，最终导致试件表面温度分布不均匀。利用红外热图像采集系统采集试件表面温度信号，利用热像分析系统分析提取热像信息，获得含有缺陷信息的热响应特征。该方法优点是灵敏度较高，能实现试件大范围的快速非接触无损检测。但是，针对不同复杂热障抗烧蚀涂层结构，特别是同时含有金属和非金属材料的多层复合涂层结构，传统的灯光热激励成像检测无法有效将热量传递到每一层涂层，同时在涂层材料导热特性差异较大时，原始热图像序列无法有效采集完整，无法实现涂层质量的定量化检测和评估。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种热障抗烧蚀涂层缺陷的红外热像检测方法，其包括：试样制备步骤，采用与待测试件的热障抗烧蚀涂层相同的制备工艺制备标准试样，所述标准试样的热障抗烧蚀涂层的结构与所述待测试件的热障抗烧蚀涂层的结构相同且均为多层结构，所述标准试样的热障抗烧蚀涂层中预设有模拟一种工艺缺陷的人工缺陷，所述标准试样的设置有热障抗烧蚀涂层的基体的材质与所述待测试件的设置有热障抗烧蚀涂层的基体的材质相同；试样检测步骤，在多个红外热像检测系统的检测参数下，分别利用所述红外热像检测系统对所述标准试样的热障抗烧蚀涂层依次进行主动热激励、提取热像序列数据、对所述热像序列数据进行处理以获得所述标准试样的热障抗烧蚀涂层的第一检测成像结果，检测参数包括：主动热激励时的输出功率、红外热图像的采集时间或帧数、帧频；参数确定步骤，根据预设的人工缺陷尺寸与多个所述第一检测成像结果中所显示的人工缺陷尺寸，确定检测所述预设的人工缺陷所需的所述红外热像检测系统的最优化检测参数；试件检测步骤，基于所述最优化检测参数下的红外热像检测系统，对所述待测试件的热障抗烧蚀涂层进行检测以获得所述待测试件的热障抗烧蚀涂层的第二检测成像结果，并与在所述最优化检测参数下获得的第一检测成像结果进行对比，分析并定量判断所述待测试件的热障抗烧蚀涂层的所述一种工艺缺陷的质量状态。

在如上所述的红外热像检测方法中，优选地，所述待测试件的热障抗烧蚀涂层的工艺缺陷有M种，在所述试件检测步骤之前还包括：参数再确定步骤，针对(M-1)种工艺缺陷中的每一种分别执行所述试样制备步骤、试样检测步骤、参数确定步骤，以确定所述(M-1)种工艺缺陷分别所需的所述红外热像检测系统的最优化检测参数；所述试件检测步骤基于所述M种工艺缺陷分别所需的所述红外热像检测系统的最优化检测参数下的红外热像检测系统，分别对所述待测试件的热障抗烧蚀涂层进行检测以获得所述待测试件的热障抗烧蚀涂层的M个第二检测成像结果，并与各自对应的所述最优化检测参数下获得的第一检测成像结果进行对比，分析并定量判断所述待测试件的热障抗烧蚀涂层的M种工艺缺陷的质量状态；其中，M为≥2的自然数。