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在聚氨酯硬泡生产中,经常会有气泡、开裂等缺陷产生,特别是针对一些制冷器具,比如冰箱、冷柜等,其气泡缺陷会导致在制冷或者试验测试中,出现凹坑等质量问题,由于是批量化生产,如果不能及时发现,也有可能导致批量质量事故。另外泡沫内部的气泡、微开裂等在某些应用场合下是不允许的,比如在应用于一些深冷保温上时,这些缺陷可能会放大,导致保温层开裂,甚至失效。
聚氨酯泡沫的表面气泡
1. 红外成像检测方案
由于聚氨酯原液注射到制冷器具中,然后进行流动填充发泡形成聚氨酯泡沫,在流动填充过程中,由于结构设计的变化带来的流道厚度的变化,以及发泡速率与排气速率及排气设计的合理性等问题,往往会在内胆与聚氨酯泡沫接触的地方形成气泡缺陷,这些气泡缺陷当制冷器具制冷时,容易形成凹坑,影响产品内部外观,从而带来质量问题。
冰箱内胆凹坑
那么如何进行检测并及时发现呢?在这里检测红外成像检测方案。红外成像是借助于红外辐射获得景物的可见平面图像的一门技术。基本原理是:把景物或景物的不同部位反射或辐射的红外能量的差异情况(分布状态)加以记录,并用一定方式转化为二维可见图像。
在制冷器具发泡过程中会释放大量的热量,当其从模具上脱模下来后,其温度仍旧较高,但是由于气泡缺陷和聚氨酯泡沫之间辐射的红外能量有所差异,在红外检测成像仪上会明显的分辨出气泡以及气泡的尺寸。
利用红外热成像能够很好的协助提前发现产品质量问题,能够协助产品优化设计,及时发现生产线出现的问题,避免出现批量事故。
目前红外热成像及时已经在部分行业进行了应用,并实现了大数据采集、管理、自动判定以及自动处理废品。比如红外热成像检测一定数量的制冷器具后,统计后容易出现气泡的位置,继而设计或者工艺人员进行改进优化,并且可自动判定气泡的数据,并进行AI自学习更好的帮助产品质量提升。
红外成像检测气泡缺陷
特别说明的是,红外成像有自身本身的缺陷,对于一些外表皮是金属的是无法进行检测的。而且红外成像检测方案无法对泡沫内部的气泡、微开裂进行检测。
2. 无损检测方案
对于一些应用场景使用的聚氨酯硬泡要求其泡沫内部不能有大气泡、未开裂等,比如LNG船用的聚氨酯保温板,因为当其运输LNG时,内部LNG的对壁面的冲击非常大,因此如果泡沫内部存在缺陷的话,是非常危险的,那么如何检测聚氨酯泡沫内部的缺陷呢?
LNG冲击保温壁面
下面就介绍一种无损检测方案。无损检测就是指在检查机械材料内部不损害或不影响被检测对象使用性能,不伤害被检测对象内部组织的前提下,利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化,以物理或化学方法为手段,借助现代化的技术和设备器材,对试件内部及表面的结构、状态及缺陷的类型、数量、形状、性质、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。
针对聚氨酯硬泡一般都采用超声无损检测方案,通过超声波的发射与接收进行检测。
超声检测的原理
那么针对聚氨酯泡沫的实际检测如何操作呢?
超声对聚氨酯泡沫检测示意图
其中61为超声检测头、3为聚氨酯泡沫板、2为滚轴、1、4与5为固定装置
具体测试方案为:通过探头组沿横向排布,同时在整个泡沫板的宽度上进行检测,并随着泡沫板在输送组件上沿长度方向移动,即能够实现对泡沫板连续的多位置进行无损检测。此技术方案目前已经在LNG船用的聚氨酯保温板上广泛应用。
LNG用聚氨酯保温板生产及检测过程
在聚氨酯硬泡应用过程中,不可避免的会出现各种缺陷,因此需要采用不同的检测方案进行提前检测,避免出现批量质量问题。本文仅仅介绍两种常用的检测方案,在不同的实际产品中,需要就行按需进行选择和匹配。