一,、超聲波測厚方法
1、一般測量方法:(以HCH-2000C型超聲波測厚儀為例)
(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,、網格測量法:在區(qū)域劃上網格,,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,,尤其是在役設備的監(jiān)測中,如果出現示值失真,,偏離實際厚度的現象,,結果造成管線(設備)隱患存在,就是依據錯誤的數據更換了管件,造成大量材料浪費,。根據我公司幾年來超聲波測厚的跟蹤使用情況,,將示值失真現象及原因分析如下:
1、無示值顯示或示值閃爍不穩(wěn)原因分析:這種現象在現場設備和管道檢測中時常出現,,經過大量現象和數據分析,,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,,導致讀數無規(guī)則變化,在情況下甚至無讀數,。
2,、示值過大或過小原因分析 在實際檢測工作中,經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,有試驗數據表明,,熱態(tài)材料每增加100°C,,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)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,,而且不能在復合(非均質)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后(常用試塊為鋼)又去測量另一種材料時,,將產生錯誤的結果,。
(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至時,,波動過程中質點振動軌跡受應力干擾,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,。
(8)金屬表面氧化物或油漆覆蓋層的影響,。金屬表面產生的致密氧化物或油漆防腐層,雖與基體材料結合緊密,,無名顯界面,,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。
三,、超聲波測厚示值失真的預防措施及注意事項:由以上產生示值失真的原因分析,,在現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,根據幾年來的跟蹤檢測經驗,,歸納總結如下幾點,,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 專 用 探 頭(2.5MHz).
(3)測高溫工件時,,應選用高溫探頭(300-600°C),切勿使用普通探頭,。
(4)探頭表面有劃傷時,,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,現場檢測中經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)現數值明顯偏離預期值,,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,,選較小的數據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顯示。
(4)對于層疊材料,、復合材料以及內部結構特異的,,常見的應用超聲反射原理測量厚度的儀器就不適用。
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