超聲波測厚儀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。
由(you)于(yu)超聲(sheng)波處理方便,并有良(liang)好的(de)(de)(de)指向(xiang)性(xing),超聲(sheng)技術(shu)測量金(jin)屬、非金(jin)屬材(cai)料的(de)(de)(de)厚度,既(ji)快(kuai)又準確(que),無污染,尤其(qi)是在只許可一個側面可按(an)觸的(de)(de)(de)場合,更能(neng)顯示(shi)其(qi)優越性(xing),廣(guang)泛用于(yu)各種板材(cai)、管材(cai)壁厚、鍋爐(lu)容(rong)器壁厚及(ji)其(qi)局部(bu)腐蝕、銹(xiu)蝕的(de)(de)(de)情況(kuang),因(yin)此對冶金(jin)、造船、機械、化工、電力、原子(zi)能(neng)等各工業(ye)部(bu)門的(de)(de)(de)產(chan)品檢驗,對設備安全運行及(ji)現代化管理起著主要(yao)的(de)(de)(de)作用。
使用技巧
一般測量
1、在(zai)一點處(chu)用探頭進行(xing)兩(liang)次測厚,在(zai)兩(liang)次測量(liang)中探頭的分割面要互(hu)為90°,取(qu)較小(xiao)值為被測工件厚度值。
2、30mm 多點(dian)測量法:當測量值不穩定時,以一(yi)個測定點(dian)為中心(xin),在直徑約(yue)為30mm 的(de)圓內進行多次測(ce)量,取最小值為被測(ce)工件厚(hou)度值 。
精確測量法
在規定的測(ce)量點(dian)周圍增加(jia)測(ce)量數(shu)目,厚度變(bian)化用等厚線表示(shi)。
連續測量法
用單點測量法(fa)沿指定路線連續測量,間隔不大于5mm。
網格測量法
在指定區域(yu)劃上網格,按點(dian)測厚記錄。此方法在高壓設備、不銹鋼襯里腐蝕監測中廣泛使用。
影響因素
(1)工件表面(mian)(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)過大,造成探頭與(yu)接觸面(mian)(mian)耦(ou)合(he)效果(guo)差,反射回波低(di),甚至無法接收(shou)到回波信號。對于表面(mian)(mian)銹(xiu)蝕,耦(ou)合(he)效果(guo)極差的在役設備、管(guan)道等(deng)可通過砂、磨、挫等(deng)方法對表面(mian)(mian)進行處理,降(jiang)低(di)粗(cu)糙(cao)度(du),同時(shi)也可以將(jiang)氧化物及油漆層去掉,露出金屬光澤,使探頭與(yu)被檢(jian)物通過耦(ou)合(he)劑(ji)能達到很好的耦(ou)合(he)效果(guo)。
(2)工件曲率半徑(jing)過大,尤其是小徑(jing)管(guan)測厚時,因常(chang)用(yong)探頭(tou)表面(mian)為平面(mian),與曲面(mian)接觸為點(dian)接觸或線接觸,聲強透射率低(耦合(he)不好)。可選用(yong)小管(guan)徑(jing)專(zhuan)用(yong)探頭(tou)(6mm ),能(neng)較精確的測量管道等曲面(mian)材料。
(3)檢(jian)測面與底面不平行(xing),聲波遇(yu)到底面產(chan)生散射,探頭(tou)無法(fa)接受到底波信號。
(4)鑄件(jian)、奧氏體鋼因組織不(bu)均勻或晶(jing)粒粗大,超聲(sheng)波在其中(zhong)穿過時產生嚴重的(de)(de)散射(she)衰減,被散射(she)的(de)(de)超聲(sheng)波沿著復雜的(de)(de)路徑(jing)傳播,有可能使回波湮沒,造(zao)成(cheng)不(bu)顯示。可選(xuan)用(yong)頻(pin)率較低的(de)(de)粗晶(jing)專用(yong)探(tan)頭(tou)(2.5MHz)。
(5)探頭(tou)接觸面有一定磨損。常用(yong)測厚(hou)探頭(tou)表面為丙烯(xi)樹脂,長期使用(yong)會(hui)使其表面粗糙度增加,導致靈(ling)敏度下(xia)降,從而造成顯示不正確。可選(xuan)用(yong)500#砂紙打磨(mo),使其(qi)平滑(hua)并保(bao)證平行度(du)。如仍不穩定,則考慮(lv)更(geng)換探(tan)頭。
(6)被測物背面有大量腐蝕(shi)坑。由于被測物另一(yi)面有銹斑(ban)、腐蝕(shi)凹坑,造(zao)成(cheng)聲波衰減,導致讀數無規則變(bian)化,在極端情況(kuang)下甚至無讀數。
(7)被測(ce)物(wu)體(如管道)內有沉(chen)(chen)積物(wu),當(dang)沉(chen)(chen)積物(wu)與工件(jian)聲阻抗相(xiang)差(cha)不大時,測(ce)厚儀顯示值為壁厚加(jia)沉(chen)(chen)積物(wu)厚度。
(8)當材(cai)料內部(bu)存在(zai)缺(que)陷(如夾(jia)雜(za)、夾(jia)層等)時,顯(xian)示值約為公稱厚度的70%,此(ci)時可用(yong)超(chao)聲波探傷儀(yi)進(jin)一步進(jin)行缺陷檢測(ce)。
(9)溫度的影響。一般(ban)固體材(cai)料中的聲速隨其(qi)溫度升高而降低,有試驗數據表明(ming),熱態材(cai)料每增加(jia)100°C,聲速下降1%。對于高溫在役設備常常碰到這種(zhong)情況。應選(xuan)用高溫專用探頭(tou)(300-600°C),切勿使用(yong)普通探頭。
(10)層(ceng)(ceng)疊(die)材(cai)料(liao)、復合(he)(非均質(zhi))材(cai)料(liao)。要測量未(wei)經耦合(he)的(de)(de)層(ceng)(ceng)疊(die)材(cai)料(liao)是不可能(neng)的(de)(de),因超(chao)聲波無法(fa)穿透未(wei)經耦合(he)的(de)(de)空(kong)間,而且不能(neng)在復合(he)(非均質(zhi))材(cai)料(liao)中(zhong)勻(yun)速傳播。對于由多層(ceng)(ceng)材(cai)料(liao)包扎制(zhi)成的(de)(de)設備(像尿(niao)素(su)高壓設備),測厚時要特(te)別(bie)注意(yi),測厚儀的(de)(de)示值僅表示與探頭接觸的(de)(de)那層(ceng)(ceng)材(cai)料(liao)厚度。
(12)耦(ou)(ou)合(he)(he)(he)劑(ji)(ji)的影(ying)響。耦(ou)(ou)合(he)(he)(he)劑(ji)(ji)是(shi)用(yong)來排除探頭和被測(ce)物體之間的空氣(qi),使(shi)超聲波(bo)能有效地穿(chuan)入工件(jian)達到(dao)檢測(ce)目的。如(ru)果選(xuan)擇(ze)種類或使(shi)用(yong)方(fang)法(fa)不當,將造成誤(wu)差或耦(ou)(ou)合(he)(he)(he)標志閃爍,無法(fa)測(ce)量(liang)。因根據使(shi)用(yong)情況選(xuan)擇(ze)合(he)(he)(he)適的種類,當使(shi)用(yong)在(zai)光滑材料表面時,可以使(shi)用(yong)低粘度的耦(ou)(ou)合(he)(he)(he)劑(ji)(ji);當使(shi)用(yong)在(zai)粗糙(cao)表面、垂直表面及(ji)頂(ding)表面時,應使(shi)用(yong)粘度高(gao)的耦(ou)(ou)合(he)(he)(he)劑(ji)(ji)。高(gao)溫工件(jian)應選(xuan)用(yong)高(gao)溫耦(ou)(ou)合(he)(he)(he)劑(ji)(ji)。其次(ci),耦(ou)(ou)合(he)(he)(he)劑(ji)(ji)應適量(liang)使(shi)用(yong),涂抹均勻(yun),一般應將耦(ou)(ou)合(he)(he)(he)劑(ji)(ji)涂在(zai)被測(ce)材料的表面,但當測(ce)量(liang)溫度較高(gao)時,耦(ou)(ou)合(he)(he)(he)劑(ji)(ji)應涂在(zai)探頭上(shang)。
(13)聲(sheng)速(su)選擇錯誤(wu)。測(ce)量工(gong)件前,根據材(cai)(cai)料種類預置(zhi)其(qi)聲(sheng)速(su)或根據標準塊反測(ce)出聲(sheng)速(su)。當(dang)用(yong)(yong)一種材(cai)(cai)料校正儀器(qi)后(hou)(常用(yong)(yong)試塊為鋼)又(you)去測(ce)量另一種材(cai)(cai)料時(shi),將產生錯誤(wu)的(de)結果。要求在測(ce)量前一定要正確識別材(cai)(cai)料,選擇合適聲(sheng)速(su)。
(14)應(ying)力(li)的影(ying)(ying)響。在役設備、管道大部(bu)分有應(ying)力(li)存(cun)在,固體(ti)材料的應(ying)力(li)狀況對聲(sheng)速有一定的影(ying)(ying)響,當應(ying)力(li)方(fang)向與傳播方(fang)向一致時,若(ruo)應(ying)力(li)為壓
應(ying)力(li)(li),則應(ying)力(li)(li)作用使工件(jian)彈性增加,聲速(su)加快(kuai);反(fan)之(zhi),若應(ying)力(li)(li)為拉應(ying)力(li)(li),則聲速(su)減(jian)慢。當應(ying)力(li)(li)與波的(de)傳播(bo)方向不一(yi)至時,波動(dong)過程中質點振動(dong)軌(gui)跡受(shou)應(ying)力(li)(li)干擾,波的(de)傳播(bo)方向產生偏離。根據資料表明,一(yi)般應(ying)力(li)(li)增加,聲速(su)緩慢增加。
(15)金(jin)屬表面氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)或油漆覆蓋(gai)層的影響。金(jin)屬表面產(chan)生的致密(mi)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)或油漆防腐層,雖與基體(ti)材料(liao)結(jie)合緊密(mi),無名(ming)顯(xian)界面,但聲速在兩種(zhong)物(wu)(wu)質(zhi)中(zhong)的傳播速度是(shi)不同(tong)的,從(cong)而造成誤(wu)差,且隨覆蓋(gai)物(wu)(wu)厚度不同(tong),誤(wu)差大小(xiao)也不同(tong)。