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(guò)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(lái)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(lái)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(wú)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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)失。
鋼中縱波聲速具代表性的為5.900m/s(0.2320in/us)，但是在漆層或類似涂層中聲速一般低于2.500m/s(0.1000in/us)。常規(guī)超聲設(shè)備在測(cè)量帶漆層金屬的總厚度時(shí)將錯(cuò)誤地以鋼的聲速測(cè)量涂層，這意味著涂層將顯示至少2.35倍(兩種聲速的比值)其真實(shí)厚度的值。
在涉及厚涂層和緊公差的情況下，由涂層引入的這種誤差可以為總厚度測(cè)量的很大一部分。這個(gè)問(wèn)題的解決方案是以這樣一種方法----從測(cè)量中將涂層成分去除----來(lái)測(cè)量或計(jì)算厚度。 回波―回波測(cè)量簡(jiǎn)單地應(yīng)用了在兩個(gè)相鄰底面回波間的時(shí)間間隔的成熟技術(shù)，這個(gè)時(shí)間間隔代表了透過(guò)檢測(cè)材料的聲波的連續(xù)往返行程時(shí)間。在那些帶涂層金屬的情況中，這些多次回波只能發(fā)生在金屬中而不是涂層中，因此任何一對(duì)回波的間隔(底面回波1到2、底面回波2到3等)，只代表了已去除涂層厚度后的金屬厚度。
透過(guò)涂層測(cè)量要使用一個(gè)專利軟件來(lái)確定在涂層中一個(gè)往返行程代表的時(shí)間間隔。該時(shí)間間隔用于計(jì)算和顯示涂層厚度，并且通過(guò)從總測(cè)量值中減去該時(shí)間間隔，儀器也能計(jì)算和顯示金屬底層厚度。 上述每一種技術(shù)都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，對(duì)一個(gè)特定的應(yīng)用都應(yīng)該考慮選擇哪一種方法建議：
透過(guò)涂層測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)：
1.能測(cè)量多種金屬厚度，具代表性的，在鋼中能從1mm到50mm
2.只需要一個(gè)回波
3.在點(diǎn)蝕情況能更精確地測(cè)量剩余地最小厚度
透過(guò)涂層測(cè)量缺點(diǎn)：
1.涂層最薄為0.125mm
2.涂層表面應(yīng)當(dāng)比較光滑
3.需要使用2種特定探頭中地一個(gè)
4.較高表面溫度大約為50℃或51.67℃
回波-回波測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)：
1.可使用多種普通探頭工作
2.常能穿透粗糙表面涂層工作
3.用適當(dāng)?shù)奶筋^能在接近500℃或498.89℃的高溫時(shí)工作
回波-回波測(cè)量缺點(diǎn)：
1.需要多次底面回波，在嚴(yán)重腐蝕的金屬中可能不存在多次底面回波
2.厚度范圍比透過(guò)涂層測(cè)量限制更多
1、超聲波測(cè)厚儀所測(cè)工件表面粗糙度過(guò)大，造成探頭與接觸面耦合效果差，反射回波低，甚至無(wú)法接收到回波信號(hào)。對(duì)于表面銹蝕，耦合效果極差的在役設(shè)備、管道等可通過(guò)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(guò)耦合劑能達(dá)到很好的耦合效果。
2、檢測(cè)面與底面不平行，聲波遇到底面產(chǎn)生散射，探頭無(wú)法接受到底波信號(hào)。
3、工件曲率半徑太小，尤其是小徑管測(cè)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）?？蛇x用小管徑專用探頭，能較精確的測(cè)量管道等曲面材料。
4、探頭接觸面有一定磨損。常用測(cè)厚探頭表面為丙烯樹脂，長(zhǎng)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(guò)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(cè)厚儀所測(cè)物背面有大量腐蝕坑。由于被測(cè)物另一面有銹斑、腐蝕凹坑，造成聲波衰減，導(dǎo)致讀數(shù)無(wú)規(guī)則變化，在極端情況下甚至無(wú)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(duì)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(cè)量未經(jīng)耦合的層疊材料是不可能的，因超聲波無(wú)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(duì)于由多層材料包扎制成的設(shè)備，測(cè)厚時(shí)要特別注意，測(cè)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(cè)。
10、被測(cè)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(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又去測(cè)量另一種材料時(shí)，將產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。要求在測(cè)量前一定要正確識(shí)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(wú)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(cè)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(duì)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(guò)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(lái)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(wú)法測(cè)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(cè)材料的表面，但當(dāng)超聲波測(cè)厚儀測(cè)量溫度較高時(shí)，耦合劑應(yīng)涂在探頭上。
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