超聲波測(cè)厚儀是根據(jù)超聲波脈沖反射原理來進(jìn)行厚度測(cè)量的,當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測(cè)物體到達(dá)材料分界面時(shí),脈沖被反射回探頭通過精確測(cè)量超聲波在材料中傳播的時(shí)間來確定被測(cè)材料的厚度。
在實(shí)際檢測(cè)工作中,經(jīng)常碰到超聲波測(cè)厚儀示值與設(shè)計(jì)值(或預(yù)期值)相比,明顯偏大或偏??;
原因分析如下:
1、聲速選擇錯(cuò)誤。測(cè)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(cè)出聲速。當(dāng)用一種材料校正儀器后(常用試塊為鋼)又去測(cè)量另一種材料時(shí),將產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。
2、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。
3、層疊材料、復(fù)合(非均質(zhì))材料。
要測(cè)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(cè)厚時(shí)要特別注意,超聲波測(cè)厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度。
4、耦合劑的影響。
耦合劑是用來排除探頭和被測(cè)物體之間的空氣,使超聲波能有效地穿入工件達(dá)到檢測(cè)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(cè)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。
5、被測(cè)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),超聲波測(cè)厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度。
6、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。
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至?xí)r,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、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(cè))。
鋼板測(cè)厚會(huì)由于各種要素如晶粒度、內(nèi)應(yīng)力、組織、耦合劑、表面情況、溫度、內(nèi)部缺陷等對(duì)測(cè)厚的成果發(fā)作一定的過失影響,因此在用超聲波測(cè)厚儀精確測(cè)量鋼板厚度的進(jìn)程要盡量避免以上要素的影響來判定測(cè)量的方法。
《超聲波測(cè)厚儀精確測(cè)量鋼板厚度的方法》即是關(guān)于以上要素而提出相應(yīng)的測(cè)厚方法。相應(yīng)的測(cè)厚方法進(jìn)程如下:
鋼板被檢部位的表面處理
根除鋼板所需檢查部位表面的塵土、污垢、氧化皮、銹蝕物、油漆等掩蓋物,關(guān)于粗糙表面可以用400#砂紙打磨以暴露金屬光澤,區(qū)域大小約為30×30mm。
對(duì)比試塊的制作
1)對(duì)比試塊的選擇
對(duì)比賽塊材料質(zhì)量的關(guān)鍵是它的聲學(xué)特性有必要與被檢工件底子一起,即材料的晶粒度、熱處理情況、物理功用、化學(xué)成分等均需與被檢件一起。為此選用被檢查的鋼板本體來制作對(duì)比賽塊,以確保試塊和被檢鋼板兩種材料的聲學(xué)功用一起。
2)對(duì)比試塊的制作
在距被檢鋼板邊部10mm的無缺陷處平整區(qū)域,按測(cè)量進(jìn)程1的懇求,對(duì)鋼板的上下相對(duì)方位的表面進(jìn)行處理,面積約為30×50mm。運(yùn)用千分尺對(duì)此區(qū)域內(nèi)的4個(gè)角部方位及基地方位別離測(cè)量鋼板厚度,對(duì)成果進(jìn)行記載,比照5次測(cè)量的成果,如測(cè)量值的過失在0.002mm以內(nèi),就認(rèn)為此區(qū)域的鋼板平整度滿足測(cè)厚試塊制作懇求,將此區(qū)域的鋼板作為脈沖反射式超聲波測(cè)厚的對(duì)比賽。
3)試塊厚度的測(cè)量
用經(jīng)過計(jì)量校對(duì)合格的千分尺,在30×50mm對(duì)比賽塊的基地部位測(cè)量3次,取3次的平均值作為此方位的測(cè)量值。以軋制規(guī)格為25mm厚的鋼板為例,如實(shí)習(xí)的測(cè)量值H別離為24.982mm、24.983mm、24.984mm,則3次平均值24.983mm為鋼板的厚度。
4)探頭的選擇
根據(jù)工件厚度和精度懇求來選擇探頭,工件較薄時(shí)選用頻率較高的雙晶探頭或帶推遲塊的探頭,工件較厚時(shí)選用頻率較低的單晶探頭,盡量選用寬帶探頭。
5)探頭的表面檢查
檢查探頭表面是不是平穩(wěn),如有影響測(cè)量精度的磨損,有必要對(duì)探頭用500#金相砂紙打磨,使其表面滑潤(rùn)并確保平行度,不然更換新的探頭。
6)測(cè)厚儀零點(diǎn)的校準(zhǔn)
將聲速調(diào)整到5900m/s后按ZERO鍵,進(jìn)入校準(zhǔn)情況,在隨機(jī)試塊上涂耦合劑,將探頭和隨機(jī)試塊耦合,直到屏幕閃現(xiàn)試塊厚度示值為4mm,即校準(zhǔn)結(jié)束。
7)測(cè)量鋼板的聲速
(1)將探頭與對(duì)比賽塊基地的千分尺測(cè)量部位耦合,閃現(xiàn)出厚度值,然后將探頭翻滾90度,使探頭串音隔聲板與前一次垂直,再次測(cè)量試塊厚度,以2次測(cè)量中數(shù)值小的作為試塊的厚度。如2次測(cè)量示值別離為24.88mm和24.90mm,則以第1次的24.88mm作為此區(qū)域的厚度值,檢查時(shí)探頭要放置平穩(wěn),壓力要恰當(dāng)。
(2)用微調(diào)按鈕▲或?qū)穸仁局颠M(jìn)行微調(diào),將屏幕示值為調(diào)整為千分尺測(cè)量的平均值24.98mm(小數(shù)點(diǎn)后第3位4舍5入),按VEL鍵閃現(xiàn)被測(cè)鋼板聲速為5924m/s。
8)鋼板實(shí)習(xí)厚度的測(cè)量
在此聲速條件下,對(duì)鋼板表面已收拾的被檢查部位經(jīng)行測(cè)量記載,每個(gè)測(cè)厚方位在相互垂直的方向各測(cè)量1次,厚度以小的值為準(zhǔn)。
測(cè)量鋼板的進(jìn)程中每一步都是關(guān)于掃除某個(gè)影響要素而規(guī)劃的,以到達(dá)測(cè)量更為精確的鋼板厚度,減少要素的影響發(fā)作的過失。
超聲波測(cè)厚儀進(jìn)行厚度測(cè)量時(shí),有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)測(cè)試值錯(cuò)誤或者測(cè)厚示值失真的現(xiàn)象,那我們要如何盡量去避免這種情況呢?
小編為大家簡(jiǎn)單總結(jié)了以下幾點(diǎn):
(1)測(cè)曲面工件時(shí),采用曲面探頭護(hù)套戒選用小管徑與用探頭(φ6mm),可較精確的測(cè)量管道等曲面材料。
(2)對(duì)亍晶粒粗大的鑄件和奧氏體丌銹鋼等,應(yīng)選用頻率較低的粗晶與用探頭(2MHz)。
(3)測(cè)高溫工件時(shí),應(yīng)選用高溫與用探頭(300-600℃),切勿使用普通探頭。
(4)探頭表面有劃傷時(shí),可通過砂、磨、挫等方法對(duì)表面迚行處理,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,使探頭不被檢物通過耦合劑能達(dá)到徆好的耦合效果。
然后選用500#砂紙打磨,使其平滑幵保證平行度。如仍不穩(wěn)定,則考慮更換探頭。
超聲波測(cè)厚儀可以測(cè)量金屬材質(zhì)、管道、壓力容器、板材(鋼板、鋁板)、塑料、鐵管、PVC管、玻璃等其他特殊材料的厚度;
也可以測(cè)量工件表面油漆層等帶涂層的材料;廣泛應(yīng)用于制作業(yè)、金屬加工業(yè)、化工業(yè)、商檢業(yè)等檢測(cè)領(lǐng)域。