超声波测厚仪在实际应用中,尤其是在役设备的监测中,如果出现示值失真,偏离实际厚度的现象,结果造成管线(设备)隐患存在,就是依据错误的数据更换了管件,造成大量材料浪费。根据几年来超声波测厚的跟踪使用情况,将示值失真现象及原因分析如下:
无示值显示或示值闪烁不稳原因分析:这种现象在现场设备和管道检测中时常出现,经过大量现象和数据分析,归纳原因如下:
(1)工件表面粗糙度过大,造成探头与接触面耦合效果差,反射回波低,甚至无法接收到回波信号。在役设备、管道大部分是表面锈蚀,耦合效果极差。
(2)工件曲率半径太小,尤其是小径管测厚时,因常用探头表面为平面,与曲面接触为点接触或线接触,声强透射率低(耦合不好)。
(3)检测面与底面不平行,声波遇到底面产生散射,探头无法接受到底波信号。
(4)铸件、奥氏体钢因组织不均匀或晶粒粗大,超声波在其中穿过时产生严重的散射衰减,被散射的超声波沿着复杂的路径传播,有可能使回波湮没,造成不显示。
超声波测厚检测安全、可靠及精度高,而且它可以巡回在运行状态进行检测。广泛用于各种板材、管材壁厚、锅炉容器壁厚及其局部腐蚀、锈蚀的情况,因此对冶金、造船、机械、化工、电力、原子能等各工业部门的产品检验,对设备安全运行及现代化管理起着主要的作用。
超声波测厚仪的工作原理介绍:
超声波测厚仪主要由主机和探头两部分组成变频器。主机电路包括发射电路、接收电路、计数显示电路三部分,由发射电路产生的高压冲击波激励探头,产生超声发射脉冲波,脉冲波经介质介面反射后被接收电路接收,通过单片机计数处理后,变频器经液晶显示器显示厚度数值,它主要根据声波在试样中的传播速度乘以通过试样的时间的一半而得到试样的厚度。
从探头发射的超声波脉冲通过耦合剂进入被测物体。超声波脉冲在物体的前表面被反射回一部分,其余的部分在物体中传播达后表面被反射回来。这样在探头上接收到一个来自后表面的回波B。用零点脉冲表示前表面反射回来的脉冲,便可以计算其与回波 B 的时间间隔, 然后以数字形式显示出来。
超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的,当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时,脉冲被反射回探头通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量。
使用超声波测厚仪进行测量的技术
一、清洁表面
测量前应清除被测物体表面所有的灰尘、污垢及锈蚀物,铲除油漆等复盖物。
二、提高粗糙度要求
过份粗糙的表面会引起测量误差,甚至仪器无读数。测量前应尽量使被测材料表面光滑,可使用磨、抛、锉等方法使其光滑,还可使用高粘度耦合剂,选用粗晶探头SZ2.5P。
三、粗机加工表面
粗机加工表面(如车床或刨床)所造成的有规则的细槽也会引起测量误差,弥补方法同2,另外调整探头串音隔层板(穿过探头底面中心的薄层)与被测材料细槽之间的夹角
使隔层板与细槽相互垂直或平行,取读数中的最小值作为测量厚度,可取得较好效果。
四、测量圆柱型表面
测量圆柱型材料,如管子、油桶等,选择探头串音隔层板与被测材料轴线之间的夹角至关重要。简单地说,将探头与被测材料耦合,探头串音隔层板与被测材料轴线平行或垂直,沿与被测材料轴线方向垂直地缓慢摇动探头,屏幕上的读数将有规则地变化,选择读数中的最小值,作为材料的准确厚度。
选择探头串音隔层板与被测材料轴线交角方向的标准取决于材料的曲率,直径较大的管材,选择探头串音隔层板与管子轴线垂直,直径较小的管材,则选择与管子轴线平行和垂直两种测量方法,取读数中的最小值作为测量厚度。
五、复合外形
当测量复合外形的材料(如管子弯头处)时可采用7.4介绍的方法,所不同的是要进行二次测量,分别读取探头串音隔层板与轴线垂直与平行的两个数值,其较小的一个数作为该材料在测量点处的厚度。
六、材料的温度影响
材料的厚度与超声波传播速度均受温度的影响,若对测量精度要求较高时,可用相同材料的试块在相同温度条件下分别测量,计算出温度对该材料的测量误差,提供参数去校正它,对于钢铁来说,高温将引起较大的误差,可用此法来补偿校正。
七、不平行表面
为了得到一个令人满意的超声响应,被测材料的另一表面必须与被测面平行或同轴,否则将引起测量误差或根本无读数显示。
以上的内容就是使用超声波测厚仪进行测量的技术,按超声波脉冲反射原理设计的测厚仪可对各种板材和各种加工零件作精确测量,也可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测,监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度。