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超聲波測厚儀的操作使用

一,、超聲波測厚方法
     1、一般測量方法：（以時(shí)代TT100超聲波測厚儀為例）
    （1）在一點(diǎn)處用探頭進(jìn)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(diǎn)測量法：當(dāng)測量值不穩(wěn)定時(shí),，以一個(gè)測定點(diǎn)為中心,，在直徑約φ30mm的圓內(nèi)進(jìn)行多次測量，取 小值為被測工件厚度值,。
     2,、測量法：在規(guī)定的測量點(diǎn)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(diǎn)測量法沿路線連續(xù)測量，間隔不大于5mm,。
    4,、網(wǎng)格測量法：在區(qū)域劃上網(wǎng)格，按點(diǎn)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(shí)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(shí)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(cuò)誤的數(shù)據(jù)更換了管件,，造成大量材料浪費(fèi)。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(shí)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,，甚無法接收到回波信號(hào),。在役設(shè)備、管道大部分是表面銹蝕,，耦合效果差,。
    （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）。
    （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(hào)。
    （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。
    （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(huì)使其表面粗糙度嶒加，導(dǎo)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(dǎo)致讀數(shù)無規(guī)則變化,，在端情況下甚無讀數(shù),。
    2、示值過大或過小原因分析   在實(shí)際檢測工作中,，經(jīng)常碰到測厚儀示值與設(shè)計(jì)值（或預(yù)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(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。
    （2）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)要用超聲波探傷儀進(jìn)一步進(jìn)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(yàn)數(shù)據(jù)表明，熱態(tài)材料每增加100°C,，聲速下降1%,。對(duì)于高溫在役設(shè)備常常碰到這種情況,。
    （4）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(duì)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,。
    （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(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,。實(shí)際使用中由于耦合劑使用過多,，造成探頭離開工件時(shí)，儀器示值為耦合劑層厚度值,。
    （6）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。
    （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(duì)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時(shí),，波動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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(yù)防措施及注意事項(xiàng)：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(jìn)行事前積預(yù)防,，避免造成事故隱患或不必要的浪費(fèi)。為此,，根據(jù)幾年來的跟蹤檢測經(jīng)驗(yàn),，歸納總結(jié)如下幾點(diǎn)，作為預(yù)防超聲測厚示值失真的預(yù)防措施,。
1,、正確選用測厚探頭
    （1）測曲面工件時(shí)，采用曲面探頭護(hù)套或選用小管徑探頭（φ6mm）,可較的測量管道等曲面材料,。
    （2）對(duì) 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(shí)，應(yīng)選用高溫探頭（300－600°C）,，切勿使用普通探頭,。
    （4）探頭表面有劃傷時(shí)，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(duì)被檢物表面進(jìn)行處理。通過砂,、磨,、挫等方法對(duì)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,。

3,、正確識(shí)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(yù)置聲速,。對(duì)于高溫工件，根據(jù)實(shí)際溫度,，按修正后的聲速預(yù)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(cuò),。

4、正確使用耦合劑,。先根據(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,。

5、特殊情況的處理
    （1）檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)值明顯偏離預(yù)期值,，應(yīng)用超聲波探傷儀進(jìn)行輔助判斷,。當(dāng)發(fā)現(xiàn)背面有腐蝕凹坑時(shí)，這個(gè)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(dāng)測量復(fù)合外形的工件（如管子彎頭處）時(shí)，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(diǎn)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(duì)于層疊材料,、復(fù)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,。