測量方法及注意事項:
(一),、超聲波測厚方法:
1,、一般測量法:(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zui小值為被測工件厚度值,。
2、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,,按點測厚記錄,。此方法在尿素高壓設備、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用中,尤其是在役設備的檢測中,,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(如夾渣,、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℃,,聲速下降1%,。對于高溫在役設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,。
(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致時,波動過程中質(zhì)點振動軌跡受應力干擾,,波的傳播方向產(chǎn)生偏離,。根據(jù)資料表明,一般應力增加,,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,無明顯界面,,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)場檢測中就應采取相應措施,,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探頭(Φ6mm),,可較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,,應選用頻率較低的粗晶探頭(2.5MHz),。(3)測高溫工件時,應選用高溫探頭(300-600℃),,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,,涂抹均勻,,一般應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,,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,,常見的應用超聲反射原理測量厚度的儀器就不適用。