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超聲波測厚儀的測量方法

日期:2021-02-04 10:39
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摘要:
 
  1、一般測量方法:

  (1)在一點處用探頭進行兩次測厚,在兩次測量中探頭的分割麵要互為90°,取較小值為被測工件厚度值。

  (2)30mm 多點測量法:當超聲波測厚儀測量值不穩定時,以一個測定點為中心,在直徑約為30mm 的圓內進行多次測量,取*小值為被測工件厚度值。

  2、**測量法:在規定的測量點周圍增加測量數目,厚度變化用等厚線表示。

  3、連續測量法:用單點測量法沿指定路線連續測量,間隔不大於5mm。

  4、網格測量法:在指定區域劃上網格,按點測厚記錄。此方法在高壓設備、不鏽鋼襯裏腐蝕監測中廣泛使用。

  5、影響超聲波測厚儀示值的因素:

  (1)工件表麵粗糙度過大,造成探頭與接觸麵耦合效果差,反射回波低,甚至無法接收到回波信號。對於表麵鏽蝕,耦合效果極差的在役設備、管道等可通過砂、磨、挫等方法對表麵進行處理,降低粗糙度,同時也可以將氧化物及油漆層去掉,露出金屬光澤,使探頭與被檢物通過耦合

  劑能達到很好的耦合效果。

  (2)工件曲率半徑太小,尤其是小徑管測厚時,因常用探頭表麵為平麵,與曲麵接觸為點接觸或線接觸,聲強透射率低(耦合不好)。可選用小管徑專用探頭(6mm ),能較**的測量管道等曲麵材料。

  (3)檢測麵與底麵不平行,聲波遇到底麵產生散射,探頭無法接受到底波信號。

  (4)鑄件、奧氏體鋼因組織不均勻或晶粒粗大,超聲波在其中穿過時產生嚴重的散射衰減,被散射的超聲波沿著複雜的路徑傳播,有可能使回波湮沒,造成不顯示。可選用頻率較低的粗晶專用探頭(2.5MHz)。

  (5)超聲波測厚儀探頭接觸麵有一定磨損。常用測厚探頭表麵為丙烯樹脂,長期使用會使其表麵粗糙度增加,導致靈敏度下降,從而造成顯示不正確。可選用500#砂紙打磨,使其平滑並保證平行度。如仍不穩定,則考慮更換探頭。

  (6)被測物背麵有大量腐蝕坑。由於被測物另一麵有鏽斑、腐蝕凹坑,造成聲波衰減,導致讀數無規則變化,在極端情況下甚至無讀數。

  (7)被測物體(如管道)內有沉積物,當沉積物與工件聲阻抗相差不大時,測厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度。

  (8)當材料內部存在缺陷(如夾雜、夾層等)時,顯示值約為公稱厚度的70%,此時可用超聲波探傷儀進一步進行缺陷檢測。

  (9)溫度的影響。一般固體材料中的聲速隨其溫度升高而降低,有試驗數據表明,熱態材料每增加100°C,聲速下降1%。對於高溫在役設備常常碰到這種情況。應選用高溫專用探頭(300-600°C),切勿使用普通探頭。

  (10)層疊材料、複合(非均質)材料。要測量未經耦合的層疊材料是不可能的,因超聲波無法穿透未經耦合的空間,而且不能在複合(非均質)材料中勻速傳播。對於由多層材料包紮製成的設備(像尿素高壓設備),測厚時要特別注意,測厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度

  (11)耦合劑的影響。耦合劑是用來排除探頭和被測物體之間的空氣,使超聲波能有效地穿入工件達到檢測目的。如果選擇種類或使用方法不當,將造成誤差或耦合標誌閃爍,無法測量。因根據使用情況選擇合適的種類,當使用在光滑材料表麵時,可以使用低粘度的耦合劑;當使用在粗糙表麵、垂直表麵及頂表麵時,應使用粘度高的耦合劑。高溫工件應選用高溫耦合劑。其次,耦合劑應適量使用,塗抹均勻,一般應將耦合劑塗在被測材料的表麵,但當測量溫度較高時,耦合劑應塗在探頭上。

  (12)聲速選擇錯誤。測量工件前,根據材料種類預置其聲速或根據標準塊反測出聲速。當用一種材料校正儀器後(常用試塊為鋼)又去測量另一種材料時,將產生錯誤的結果。要求在測量前一定要正確識別材料,選擇合適聲速。

  (13)應力的影響。在役設備、管道大部分有應力存在,固體材料的應力狀況對聲速有一定的影響,當應力方向與傳播方向一致時,若應力為壓應力,則應力作用使工件彈性增加,聲速加快;反之,若應力為拉應力,則聲速減慢。當應力與波的傳播方向不一至時,波動過程中質點振動軌跡受應力幹擾,波的傳播方向產生偏離。根據資料表明,一般應力增加,聲速緩慢增加。

  (14)金屬表麵氧化物或油漆覆蓋層的影響。金屬表麵產生的致密氧化物或油漆防腐層,雖與基體材料結合緊密,無名顯界麵,但聲速在兩種物質中的傳播速度是不同的,從而造成誤差,且隨覆蓋物厚度不同,誤差大小也不同。




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