超聲波測厚儀示值的因素
超聲波測厚儀是根據(jù)超聲波脈沖反射原理來進(jìn)行厚度測量的,當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測物體到達(dá)材料分界面時(shí),,脈沖被反射回探頭,,通過測量超聲波在材料中傳播的時(shí)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(nèi)部傳播的各種材料均可采用此原理測量,。
(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,。對于表面銹蝕,,耦合效果極差的在役設(shè)備、管道等可通過砂,、磨,、挫等方法對表面進(jìn)行處理,降低粗糙度,,同時(shí)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(dá)到很好的耦合效果,。
?。?font face="Times New Roman">2)工件曲率半徑太小,尤其是小徑管測厚時(shí),,因常用探頭表面為平面,,與曲面接觸為點(diǎn)接觸或線接觸,聲強(qiáng)透射率低(耦合不好),??蛇x用小管徑探頭(<6mm ),能較的測量管道等曲面材料。
?。?font face="Times New Roman">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,。
?。?font face="Times New Roman">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(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的散射衰減,,被散射的超聲波沿著復(fù)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探頭(2.5MHz),。
?。?font face="Times New Roman">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增加,,導(dǎo)致靈敏度下降,從而造成顯示不正確,??蛇x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,。
(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(dǎo)致讀數(shù)無規(guī)則變化,,在情況下甚至無讀數(shù)。
?。?font face="Times New Roman">7)被測物體(如管道)內(nèi)有沉積物,,當(dāng)沉積物與工件聲阻抗相差不大時(shí),測厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度,。
?。?font face="Times New Roman">8)當(dāng)材料內(nèi)部存在缺陷(如夾雜、夾層等)時(shí),,顯示值約為公稱厚度的70%,,此時(shí)可用超聲波探傷儀或者帶波形顯示的測厚儀(比如美國dakota公司的MVX、PVX或者CMX等)進(jìn)一步進(jìn)行缺陷檢測,。
?。?font face="Times New Roman">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(yàn)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,。應(yīng)選用高溫探頭和高溫耦合劑(300-600°C),切勿使用普通探頭,。
?。?font face="Times New Roman">10)層疊材料、復(fù)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(fù)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(shí)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(dá)到檢測目的,。如果選擇種類或使用方法不當(dāng),將造成誤差或耦合標(biāo)志閃爍,,無法測量,。因根據(jù)使用情況選擇合適的種類,當(dāng)使用在光滑材料表面時(shí),,可以使用低粘度的耦合劑,;當(dāng)使用在粗糙表面、垂直表面及頂表面時(shí),,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(dāng)測量溫度較高時(shí),,耦合劑應(yīng)涂在探頭上。
?。?font face="Times New Roman">12)聲速選擇錯(cuò)誤,。測量工件前,根據(jù)材料種類預(yù)置其聲速或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)塊反測出聲速,。當(dāng)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(shí),,將產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。要求在測量前一定要正確識別材料,,選擇合適聲速,。
(13)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,。
(14)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(dāng)應(yīng)力方向與傳播方向一致時(shí),,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(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不一至?xí)r,,波動過程中質(zhì)點(diǎn)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,。