超聲波厚度儀是用來(lái)測(cè)量材料及物體厚度的儀表。昌暉儀表在本文分享超聲波厚度儀選型方面的一些基本要求。
超聲波厚度儀選型要求
①檢測(cè)體表面粗糙度過(guò)大,會(huì)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)打磨、銼等方法處理表面,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)體曲率半徑太小,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)。 可選用小管徑專用探頭(管徑小于6mm),能較精確的測(cè)量管道等曲面材料。
③檢測(cè)面與底面不平行時(shí),聲波遇到底面會(huì)產(chǎn)生散射,探頭無(wú)法接受到底波信號(hào)。
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(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(méi),造成不顯示??蛇x用頻率為2.5MHz的粗晶專用探頭。
⑤常用測(cè)厚探頭表面為丙烯樹(shù)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號(hào)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。
⑥腐蝕坑的影響。當(dāng)被測(cè)物另一面有銹斑、腐蝕凹坑時(shí),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被測(cè)物體(如管道)內(nèi)有沉積物,當(dāng)沉積物與檢測(cè)體聲阻抗相差不大時(shí),測(cè)厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度。
⑧當(dāng)材料內(nèi)部存在如夾雜、夾層等缺陷時(shí),顯示值約為公稱厚度的70%,此時(shí)可用超聲波探傷儀或者帶波形顯示的測(cè)厚儀進(jìn)一步進(jìn)行缺陷檢測(cè)。
⑨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)選用高溫專用探頭和高溫耦合劑(300~600℃),切勿使用普通探頭。
⑩層疊材料、復(fù)合(非均質(zhì))材料。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(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,如尿素高壓設(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。
?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越檢測(cè)體達(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。應(yīng)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),可以使用低黏度的耦合劑;當(dāng)使用在粗糙表面、垂直表面及頂表面時(shí),應(yīng)使用黏度高的耦合劑。高溫檢測(cè)體應(yīng)選用高溫耦合劑。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)測(cè)量溫度較高時(shí),耦合劑應(yīng)涂在探頭上。
?聲速測(cè)量檢測(cè)體前,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。因此,在測(cè)量前一定要正確識(shí)別材料,選擇合適聲速。
?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),若為壓應(yīng)力,則應(yīng)力作用使檢測(cè)體彈性增加,聲速加快;反之,若為拉應(yīng)力,則聲速減慢。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。
?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)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。
應(yīng)用示例
由于超聲波厚度儀測(cè)量方便,并有良好的指向性,超聲波技術(shù)測(cè)量金屬、非金屬材料的厚度,既快又準(zhǔn)確,無(wú)污染,尤其是在只許一個(gè)測(cè)量面可按觸的場(chǎng)合,更能顯示其優(yōu)越性,廣泛用于各種板材、管材壁厚,鍋爐容器壁厚及其局部腐蝕、銹蝕情況的測(cè)量。
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