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。
按此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。
可广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域。
超声波测厚仪使用技巧:
1、一般测量方法:
(1)在一点处用探头进行测厚,在多次测量中取平均值为被测工件厚度值。
(2)30mm多点测量法:当测量值不稳定时,以一个测定点为中心,在直径约为30mm的圆内进行多次测量,取最小值为被测工件厚度值。
2、精确测量法:在规定的测量点周围增加测量数目,厚度变化用等厚线表示。
3、连续测量法:用单点测量法沿指定路线连续测量,间隔不大于5mm。
4、网格测量法:在指定区域划上网格,按点测厚记录。此方法在高压设备、不锈钢衬里腐蚀监测中广泛使用。
5、影响超声波测厚仪示值的因素:
(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。
对于表面锈蚀,耦合效果极差的在役设备、管道等可通过砂、磨、挫等方法对表面进行处理,降低粗糙度,同时也可以将氧化物及油漆层去掉,露出金属光泽,使探头与被检物通过耦合剂能达到很好的耦合效果。
(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)。可选用小管径专用探头,能较精确的测量管道等曲面材料。
(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。可选用频率较低的粗晶专用探头(2.5MHz)。
(5)探头接触面有一定磨损。常用测厚探头表面为丙烯树脂,长期使用会使其表面粗糙度增加,导致灵敏度下降,从而造成显示不正确。可选用500#砂纸打磨,使其平滑并保证平行度。如仍不稳定,则考虑更换探头。
(6)被测物背面有大量腐蚀坑。由于被测物另一面有锈斑、腐蚀凹坑,造成声波衰减,导致读数无规则变化,在极端情况下甚至无读数。
(7)被测物体(如管道)内有沉积物,当沉积物与工件声阻抗相差不大时,测厚仪显示值为壁厚加沉积物厚度。
(8)当材料内部存在缺陷(如夹杂、夹层等)时,显示值约为公称厚度的70%,此时可用超声波探伤仪进一步进行缺陷检测
(9)温度的影响。
一般固体材料中的声速随其温度升高而降低,有试验数据表明,热态材料每增加100℃,声速下降1%。对于高温在役设备常常碰到这种情况。应选用高温专用探头,切勿使用普通探头。
超声波测厚仪是一款根据超声波脉冲反射原理设计的仪器设备,可用于生产设备中各种管道和压力容器的厚度测量,以此检测设备多次使用后的受腐蚀及减薄程度。
另外,仪器还可实现金属及其他材料声速的测量,目前已被广泛应用于冶金、航空航天、石油化工等多个领域的产品检验,是设备安全运行及现代化管理中的重要监管者。
因此,为保证检测结果的准确性,并预判相关仪器设备的使用寿命,我们还应牢记超声波测厚仪的正确使用手法。
首先,超声波测厚方法可分为以下四种:
1、一般测量方法:
(1)在一点处用探头进行两次测厚,在两次测量中探头的分割面要互为90°,取较小值为被测工件厚度值。
(2)30mm多点测量法:当测量值不稳定时,以一个测定点为中心,在直径约φ30mm的圆内进行多次测量,取zui小值为被测工件厚度值。
2、精确测量法:在规定的测量点周围增加测量数目,厚度变化用等厚线表示。
3、连续测量法:用单点测量法沿指定路线连续测量,间隔不大于5mm。
4、网格测量法:在指定区域划上网格,按点测厚记录。此方法在尿素高压设备、不锈钢衬里腐蚀监测中广泛使用。
测量精度
任何超声测量的精度直接对应的完成被测声速。由于超声波仪器测量的超声波脉冲的渡越时间,他们必须校准“声速”在特定的材料。
从实用的角度来看,声速值不变化很大,用在木材工业中的涂层材料。因此,超声波涂层测厚仪通常不需要调整到工厂校准设置。
在超声波测厚仪的使用过程,工件表面粗糙度过大、工件曲率半径过小、检测面与底面不平行、探头接触面有磨损、被测物体内有沉积、被测材料存在内部缺陷、声速选择错误等问题,均可引发超声波测厚仪示值失真的现象。
板式测厚仪适用于由矿物棉制成的板、带厚度的测量。
该测厚仪是依据GB/T5480—2008《矿物棉及其制品试验方法》设计制造的。具有结构简单、操作方便、测量范围大等特点。
板式测厚仪使用方法:
先用钢板尺测量被测试样的大体厚度,例如:
被测试样大约厚56mm,用钢板尺先将测厚仪的底板和压盘之间的距离测量到50mm,此数值为初始距离;
然后将测厚仪的移动横梁拧紧,轻轻抬起测厚仪的压盘,将被测试样放到底板和压盘之间,轻轻放下压盘,使其与试样接触,待百分表读数稳定后读数,精确到0.1mm。
如读数为6.1mm,则该试样的真实厚度为初始距离50mm 实测厚度6.1mm=56.1mm。
注:
用钢板尺和测厚仪确定被测试样的初始厚度时,请取zui接近试样的整数值,实测数值应不超过10mm。
例如,被测试样大约在20~30mm,初始距离定为20mm,在50~60mm时,初始距离定为50mm,其他同理,初始距离高为150mm。
板式测厚仪操作步骤:
平稳地抬起防水卷材测厚仪测量压板,将一块已备好的被测小样放在测量压板与支座之间,轻轻地放下测量压板使其与试样接触。
待测厚仪指针稳定后记录百分表此时的读数,然后计算此小样的实际厚度。
重复步骤5测量其余三个小样的厚度,并计算4个小样厚度的算术平均值作为该试样的厚度。
对于厚度测量需要包括贴面层的试样,应将贴面层向下放置。但若是金属网贴面,则应将金属网去除后再进行测量。
首先调整防水卷材测厚仪测量压板的底平面与支座的上平面平行。
准备被测试样小样。
根据被测试样的厚度选用相应的基准块进行组合做为测量基准(注:基准块可根据被测试样的高度任意组合)。
将组合好的基准块放在支座上,松开立柱锁紧手柄,上、下调整支架,使百分表下端的测量压板压在基准块上;
并使百分表有0.2mm的预紧量,然后锁紧立柱锁紧手柄,并记录此时百分表读数,抬起测量压板,移去基准块。