超聲波測厚儀檢測缺陷定位都是基于對超聲回波信號的測量。
檢測對象中聲速是否恒定是影響檢測結(jié)果精度的一個(gè)重要因素,所以要實(shí)現(xiàn)較高的檢測精度,需要檢測對象中有相對恒定的超聲傳播速度,以下5點(diǎn)應(yīng)注意到的。
1:超聲波測厚儀材料的聲速會(huì)隨著材料溫度的變化而發(fā)生變化。
如果儀器的校準(zhǔn)是在溫度相對較低的環(huán)境中進(jìn)行的,而儀器的使用卻在溫度相對較高的環(huán)境中,這種情況下就會(huì)使檢測結(jié)果偏離真實(shí)值。
要避免溫度的這種影響,方法是校準(zhǔn)儀器時(shí)用高溫探頭來處理。
2:超聲波測厚儀表面粗糙度的影響
被測件的表面粗糙程度對測厚儀有影響。粗糙程度增大,影響增大。
粗糙表面會(huì)引起系統(tǒng)誤差和偶然誤差,每次測量時(shí),在不同位置上應(yīng)增加測量的次數(shù),以克服這種偶然誤差。
3:超聲波測厚儀附著物質(zhì)的影響
測厚前必須清洗附著物質(zhì),以保證儀器探頭和被測試件表面直接接觸。
4:超聲波測厚儀磁場
周圍各種電氣設(shè)備所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場,會(huì)嚴(yán)重地干擾測厚工作。
5:超聲波測厚儀材料的影響
在鋼這樣的檢測對象中,即使其中含有多種不同的合金成分,其聲速也認(rèn)為是基本恒定的。
而在其它的許多材料中,如許多非鐵金屬或塑料中,超聲傳播速度的變化是非常顯著的,因而會(huì)影響測量的精度。
如果待檢測對象的材料不是各向同性的,那么在不同的方向上聲速就會(huì)不同。
在這種情況下必須用檢測范圍內(nèi)的聲速的平均值進(jìn)行計(jì)算。平均值是通過測量聲速與待測試塊的平均聲速相當(dāng)?shù)膮⒖荚噳K而獲得的。
1、超聲波測厚儀所測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。
2、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。
3、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)。可選用小管徑專用探頭,能較精確的測量管道等曲面材料。
4、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。
5、鑄件、奧氏體鋼因組織不均勻或晶粒粗大,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專用探頭。
6、超聲波測厚儀所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,在極端情況下甚至無讀數(shù)。
7、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℃,聲速下降1%。對于高溫在役設(shè)備常常碰到這種情況。應(yīng)選用高溫專用探頭,切勿使用普通探頭。
8、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)合材料中勻速傳播。對于由多層材料包扎制成的設(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。
9、當(dāng)材料內(nèi)部存在缺陷時(shí),顯示值約為公稱厚度的70%,此時(shí)可用超聲波探傷儀進(jìn)一步進(jìn)行缺陷檢測。
10、被測物體內(nèi)有沉積物,當(dāng)沉積物與工件聲阻抗相差不大時(shí),顯示值為壁厚加沉積物厚度。
11、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。
12、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)的傳播速度不一樣,會(huì)導(dǎo)致最終的測量誤差。
13、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。
①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。
②當(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不一致時(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。
14、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。
①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。
②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)超聲波測厚儀測量溫度較高時(shí),耦合劑應(yīng)涂在探頭上。
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精確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。
使用技巧
一般測量
精確測量法
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。
折疊連續(xù)測量法
用單點(diǎn)測量法沿指定路線連續(xù)測量,間隔不大于5mm。
網(wǎng)格測量法
在指定區(qū)域劃上網(wǎng)格,按點(diǎn)測厚記錄。此方法在高壓設(shè)備、不銹鋼襯里腐蝕監(jiān)測中廣泛使用。
超聲波測厚儀是采用新的高性能、低功耗微處理器技術(shù),基于超聲波測量原理,可以測量金屬及其它多種材料的厚度,并可以對材料的聲速進(jìn)行測量。
可以對生產(chǎn)設(shè)備中各種管道和壓力容器進(jìn)行厚度測量,監(jiān)測它們在使用過程中受腐蝕后的減薄程度,也可以對各種板材和各種加工零件作精確測量。
本測厚儀采用脈沖反射超聲波測量原理,適用于超聲波能以一恒定速度在其內(nèi)部傳播,并能從其背面得到反射的各種材料厚度的測量。
此儀器可對各種板材和各種加工零件作精確測量。可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個(gè)領(lǐng)域。