超聲波測厚(hou)儀(yi)是根據超聲波脈沖反射原理來進行厚度測量的,當探頭發射的超聲波脈沖通過被測物體到達材料分界面時,脈沖被反射回探頭通過精確測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。凡能使超聲波以一恒定速度在其內部傳播的各種材料均可采用此原理測量。
超聲波(bo)測(ce)厚(hou)(hou)儀在(zai)實際(ji)應用中,尤其是(shi)在(zai)役設備的(de)(de)監測(ce)中,如果(guo)出現(xian)示值失真,偏離(li)實際(ji)厚(hou)(hou)度的(de)(de)現(xian)象,結果(guo)造(zao)成管線(設備)隱患(huan)存(cun)在(zai),就(jiu)是(shi)依據錯(cuo)誤的(de)(de)數據更換了管件,造(zao)成大量(liang)材(cai)料浪費。根(gen)據幾年來超聲波(bo)測(ce)厚(hou)(hou)的(de)(de)跟(gen)蹤使用情況,將示值失真現(xian)象及原因分析如下(xia):
1、無示(shi)值(zhi)顯示(shi)或(huo)示(shi)值(zhi)閃(shan)爍不穩原(yuan)因(yin)分析(xi):這種現象在現場(chang)設備和(he)管道檢測中時常出現,經過大(da)量現象和(he)數據分析(xi),歸納原(yuan)因(yin)如(ru)下:
(1)工件(jian)表面(mian)(mian)粗糙(cao)度過大,造成探頭與接觸面(mian)(mian)耦(ou)合效(xiao)(xiao)果(guo)差(cha)(cha),反射回波低,甚至(zhi)無(wu)法(fa)接收到回波信號。在役設備(bei)、管道大部分是表面(mian)(mian)銹蝕,耦(ou)合效(xiao)(xiao)果(guo)極差(cha)(cha)。
(2)工件曲率(lv)半徑太小,尤其(qi)是小徑管(guan)測厚(hou)時,因常用探頭表面為平(ping)面,與曲面接觸(chu)為點接觸(chu)或線接觸(chu),聲(sheng)強透射(she)率(lv)低(di)(耦合不好)。
(3)檢測(ce)面(mian)與底面(mian)不平行,聲波(bo)遇到(dao)底面(mian)產生散射,探頭無法(fa)接受到(dao)底波(bo)信號。
(4)鑄件(jian)、奧氏體鋼因組(zu)織不均勻或晶粒(li)粗大,超聲波在其中穿過時產生嚴重的(de)散(san)射衰減,被散(san)射的(de)超聲波沿(yan)著復雜的(de)路(lu)徑傳播,有可能使回波湮(yin)沒,造成(cheng)不顯(xian)示。
(5)探(tan)頭(tou)接觸面有一(yi)定磨損。常用(yong)測(ce)厚探(tan)頭(tou)表面為(wei)丙烯樹脂,長(chang)期使用(yong)會使其表面粗糙(cao)度嶒加,導致(zhi)靈(ling)敏度下降,從(cong)而造成不(bu)顯示或閃(shan)爍(shuo)。
(6)被測物背(bei)面(mian)有大量腐蝕(shi)坑。由于被測物另一面(mian)有銹(xiu)斑、腐蝕(shi)凹(ao)坑,造成聲(sheng)波衰減,導(dao)致讀數無規則變(bian)化(hua),在情況下甚至無讀數。
2、示值過大或(huo)(huo)過小原因分析在實際檢測工作中,經常碰(peng)到測厚(hou)儀示值與設計值(或(huo)(huo)預(yu)期值)相比,明顯偏大或(huo)(huo)偏小,原因分析如下:
(1)被測(ce)物(wu)體(如(ru)管道(dao))內有沉(chen)積(ji)物(wu),當(dang)沉(chen)積(ji)物(wu)與工件聲阻抗(kang)相差不大(da)時,測(ce)厚(hou)儀顯示值(zhi)為壁厚(hou)加沉(chen)積(ji)物(wu)厚(hou)度。
(2)當材料內部存(cun)在缺陷(如夾雜、夾層等)時,顯示值約為公稱厚度的70%(此(ci)時要(yao)用超聲波探傷儀進(jin)一(yi)步進(jin)行缺陷檢(jian)測)。
(3)溫度的影(ying)響(xiang)。一般固(gu)體材料中的聲速隨其(qi)溫度升高(gao)而降低,有試驗數據表明,熱(re)態材料每增加100°C,聲速下(xia)降1%。對(dui)于高溫在役設備(bei)常常碰到這種情況。
(4)層(ceng)(ceng)疊(die)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、復合(he)(he)(he)(非均(jun)(jun)質)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。要(yao)測量未經耦(ou)合(he)(he)(he)的(de)層(ceng)(ceng)疊(die)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)是(shi)不可能(neng)的(de),因超(chao)聲波無法穿(chuan)透未經耦(ou)合(he)(he)(he)的(de)空間,而且不能(neng)在復合(he)(he)(he)(非均(jun)(jun)質)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)中勻速(su)傳播。對(dui)于由(you)多層(ceng)(ceng)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)包(bao)扎制成的(de)設(she)備(像尿素高壓(ya)設(she)備),測厚時要(yao)特(te)別(bie)注意,測厚儀的(de)示值僅表示與探頭(tou)接(jie)觸的(de)那(nei)層(ceng)(ceng)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)厚度。
(5)耦(ou)合(he)(he)(he)劑的(de)(de)(de)影響。耦(ou)合(he)(he)(he)劑是用(yong)來排除探頭和被(bei)測物體之間的(de)(de)(de)空氣,使超聲波能有效地穿入工件達到檢測目的(de)(de)(de)。如果選擇(ze)種類或使用(yong)方(fang)法(fa)不當,將造成誤(wu)差或耦(ou)合(he)(he)(he)標志閃爍,無法(fa)測量。實際(ji)使用(yong)中由于(yu)耦(ou)合(he)(he)(he)劑使用(yong)過(guo)多,造成探頭離(li)開(kai)工件時,儀(yi)器示值(zhi)為(wei)耦(ou)合(he)(he)(he)劑層厚度值(zhi)。
(6)聲速選擇錯誤。測(ce)量工件前,根據材(cai)(cai)(cai)料種類預置(zhi)其聲速或根據標(biao)準塊反測(ce)出聲速。當用一種材(cai)(cai)(cai)料校正儀器后(常(chang)用試塊為鋼)又(you)去(qu)測(ce)量另一種材(cai)(cai)(cai)料時,將產生錯誤的(de)結果。