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    超聲波測量方法

    放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2013-09-29  來源:儀器設(shè)備行業(yè)網(wǎng)
    核心提示:超聲波測量方法一、一般測量方法:1、(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面要互為90,取較小值為被測工件
     超聲波測量方法

    一、一般測量方法: 
    1、(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面要互為90°,取較小值為被測工件厚度值。(2)30mm多點測量法:當測量值不穩(wěn)定時,以一個測定點為中心,在直徑約φ30mm的圓內(nèi)進行多次測量,取最小值為被測工件厚度值。
    2、精確測量法:在規(guī)定的測量點周圍增加測量數(shù)目,厚度變化用等厚線表示。
    3、連續(xù)測量法:用單點測量法沿指定路線連續(xù)測量,間隔不大于5mm。
    4、網(wǎng)格測量法:在指定區(qū)域劃上網(wǎng)格,按點測厚記錄。此方法在尿素高壓設(shè)備、不銹鋼襯里腐蝕監(jiān)測中廣泛使用。

    二、超聲波測厚示值失真原因分析:
    超聲波測厚在實際應(yīng)用中,尤其是在役設(shè)備的監(jiān)測中,如果出現(xiàn)示值失真,偏離實際厚度的現(xiàn)象,結(jié)果造成管線(設(shè)備)隱患存在,就是依據(jù)錯誤的數(shù)據(jù)更換了管件,造成大量材料浪費。根據(jù)我公司幾年來超聲波測厚的跟蹤使用情況,將示值失真現(xiàn)象及原因分析如下: 
    1、無示值顯示或示值閃爍不穩(wěn)原因分析:這種現(xiàn)象在現(xiàn)場設(shè)備和管道檢測中時常出現(xiàn),經(jīng)過大量現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析,歸納原因如下:
    (1)工件表面粗糙度過大,造成探頭與接觸面耦合效果差,反射回波低,甚至無法接收到回波信號。在役設(shè)備、管道大部分是表面銹蝕,耦合效果極差。
    (2)工件曲率半徑太小,尤其是小徑管測厚時,因常用探頭表面為平面,與曲面接觸為點接觸或線接觸,聲強透射率低(耦合不好)。
    (3)檢測面與底面不平行,聲波遇到底面產(chǎn)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(chǎn)生嚴重的散射衰減,被散射的超聲波沿著復雜的路徑傳播,有可能使回波湮沒,造成不顯示。
    (5)探頭接觸面有一定磨損。常用測厚探頭表面為丙烯樹脂,長期使用會使其表面粗糙度嶒加,導致靈敏度下降,從而造成不顯示或閃爍。
    (6)被測物背面有大量腐蝕坑。由于被測物另一面有銹斑、腐蝕凹坑,造成聲波衰減,導致讀數(shù)無規(guī)則變化,在極端情況下甚至無讀數(shù)。
    2、示值過大或過小原因分析 在實際檢測工作中,經(jīng)常碰到測厚儀示值與設(shè)計值(或預期值)相比,明顯偏大或偏小,原因分析如下:
    (1)被測物體(如管道)內(nèi)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。 (2)當材料內(nèi)部存在缺陷(如夾雜、夾層等)時,顯示值約為公稱厚度的70%(此時要用超聲波探傷儀進一步進行缺陷檢測)。
    (3)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(shù)據(jù)表明,熱態(tài)材料每增加100°C,聲速下降1%。對于高溫在役設(shè)備常常碰到這種情況。
    (4)層疊材料、復合(非均質(zhì))材料。要測量未經(jīng)耦合的層疊材料是不可能的,因超聲波無法穿透未經(jīng)耦合的空間,而且不能在復合(非均質(zhì))材料中勻速傳播。對于由多層材料包扎制成的設(shè)備(像尿素高壓設(shè)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。
    (5)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志閃爍,無法測量。實際使用中由于耦合劑使用過多,造成探頭離開工件時,儀器示值為耦合劑層厚度值。
    (6)聲速選擇錯誤。測量工件前,根據(jù)材料種類預置其聲速或根據(jù)標準塊反測出聲速。當用一種材料校正儀器后(常用試塊為鋼)又去測量另一種材料時,將產(chǎn)生錯誤的結(jié)果。
    7)應(yīng)力的影響。在役設(shè)備、管道大部分有應(yīng)力存在,固體材料的應(yīng)力狀況對聲速有一定的影響,當應(yīng)力方向與傳播方向一致時,若應(yīng)力為壓應(yīng)力,則應(yīng)力作用使工件彈性增加,聲速加快;反之,若應(yīng)力為拉應(yīng)力,則聲速減慢。當應(yīng)力與波的傳播方向不一至時,波動過程中質(zhì)點振動軌跡受應(yīng)力干擾,波的傳播方向產(chǎn)生偏離。根據(jù)資料表明,一般應(yīng)力增加,聲速緩慢增加。
    (8)金屬表面氧化物或油漆覆蓋層的影響。金屬表面產(chǎn)生的致密氧化物或油漆防腐層,雖與基體材料結(jié)合緊密,無名顯界面,但聲速在兩種物質(zhì)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。

    三、超聲波測厚示值失真的預防措施及注意事項:由以上產(chǎn)生示值失真的原因分析,在現(xiàn)場檢測中就應(yīng)采取相應(yīng)措施,進行事前積極預防,避免造成事故隱患或不必要的浪費。為此,根據(jù)幾年來的跟蹤檢測經(jīng)驗,歸納總結(jié)如下幾點,作為預防超聲測厚示值失真的預防措施。

    1、正確選用測厚探頭
    (1)測曲面工件時,采用曲面探頭護套或選用小管徑專用探頭(φ6mm,可較精確的測量管道等曲面材料。(2)對 于 晶 粒 粗 大 的 鑄 件 和 奧 氏 體 不 銹 鋼 等,應(yīng) 選 用 頻 率 較 低 的 粗 晶 專 用 探 頭(2.5MHz.
    (3)測高溫工件時,應(yīng)選用高溫專用探頭(300-600°C,切勿使用普通探頭。
    (4)探頭表面有劃傷時,可選用500#砂紙打磨,使其平滑并保證平行度。如仍不穩(wěn)定,則考慮更換探頭。

    2、對被檢物表面進行處理。通過砂、磨、挫等方法對表面進行處理,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。

    3、正確識別材料,選擇合適聲速。在測量前一定要查清被測物是哪種材料,正確預置聲速。對于高溫工件,根據(jù)實際溫度,按修正后的聲速預置或按常溫測量后,將厚度值予以修正。此步很關(guān)鍵,現(xiàn)場檢測中經(jīng)常因忽視這方面的影響而出錯。

    4、正確使用耦合劑。首先根據(jù)使用情況選擇合適的種類,當使用在光滑材料表面時,可以使用低粘度的耦合劑;當使用在粗糙表面、垂直表面及頂表面時,應(yīng)使用粘度高的耦合劑。高溫工件應(yīng)選用高溫耦合劑。其次,耦合劑應(yīng)適量使用,涂抹均勻,一般應(yīng)將耦合劑涂在被測材料的表面,但當測量溫度較高時,耦合劑應(yīng)涂在探頭上。

    5、特殊情況的處理
    (1)檢測時發(fā)現(xiàn)數(shù)值明顯偏離預期值,應(yīng)用超聲波探傷儀進行輔助判斷。當發(fā)現(xiàn)背面有腐蝕凹坑時,這個區(qū)域測量就得十分小心,可選擇變換分割面角度作多次測量。
    (2)當測量復合外形的工件(如管子彎頭處)時,可采用〔一、1、(1)〕介紹的方法,選較小的數(shù)據(jù)作為該工件在測量點處的厚度。
    (3)被測工件的另一表面必須與被測面平行,否則得不到滿意的超聲響應(yīng),將引起測量誤差或根本無讀數(shù)顯示。
    (4)對于層疊材料、復合材料以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)特異的,常見的應(yīng)用超聲反射原理測量厚度的儀器就不適用。

    編輯:songjiajie2010

     
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