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超聲波測厚儀失真處理辦法

更新時(shí)間：2015-08-25      點(diǎn)擊次數(shù)：2012
當(dāng)超聲波測厚儀在實(shí)際應(yīng)用中
，尤其是在役設(shè)備的監(jiān)測中
，要是出現(xiàn)示值失真
，偏離實(shí)際厚度等現(xiàn)象
，造成管線（設(shè)備）隱患存在
，依據(jù)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)更換了管件
，造成大量的材料浪費(fèi)
。根據(jù)近年來超聲波測厚儀的使用情況
，將超聲波測厚儀失真及使用時(shí)注意事項(xiàng)分析。
1
、無示值顯示或示值閃爍不穩(wěn)原因分析：這種現(xiàn)象在現(xiàn)場設(shè)備和管道檢測中時(shí)常出現(xiàn)
，經(jīng)過大量現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析，歸納超聲波測厚儀失真及使用時(shí)注意事項(xiàng)如下：
（1）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(hào)
。在役設(shè)備
、管道大部分是表面銹蝕
，耦合效果極差。
（2）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）
。
（3）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(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
。
（5）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)使其表面粗糙度嶒加，導(dǎo)致靈敏度下降
，從而造成不顯示或閃爍
。
（6）被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
，在情況下甚至無讀數(shù)
。
2、示值過大或過小原因分析在實(shí)際檢測工作中
，經(jīng)常碰到測厚儀示值與設(shè)計(jì)值（或預(yù)期值）相比
，明顯偏大或偏小，超聲波測厚儀失真及使用時(shí)注意事項(xiàng)原因分析如下：
（1）被測物體（如管道）內(nèi)有沉積物
，當(dāng)沉積物與工件聲阻抗相差不大時(shí)
，測厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度。
（2）當(dāng)材料內(nèi)部存在缺陷（如夾雜
、夾層等）時(shí)
，顯示值約為公稱厚度的70%（此時(shí)要用超聲波探傷儀進(jìn)一步進(jìn)行缺陷檢測）。
（3）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°C，聲速下降1%
。對(duì)于高溫在役設(shè)備常常碰到這種情況
。
（4）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（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（像尿素高壓設(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
。
（5）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
。實(shí)際使用中由于耦合劑使用過多
，造成探頭離開工件時(shí)，儀器示值為耦合劑層厚度值
。
（6）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（常用試塊為鋼）又去測量另一種材料時(shí)
，將產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。
（7）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
。當(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不一至?xí)r
，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。
（8）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，無名顯界面
，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
。
超聲波測厚儀失真及使用時(shí)注意事項(xiàng)：由以上產(chǎn)生示值失真的原因分析，在現(xiàn)場檢測中就應(yīng)采取相應(yīng)措施
，進(jìn)行事前積極預(yù)防
，避免造成事故隱患或不必要的浪費(fèi)。為此
，根據(jù)近年來的檢測經(jīng)驗(yàn)
，歸納總結(jié)如下幾點(diǎn)，作為超聲波測厚儀失真及使用時(shí)注意事項(xiàng)
。
1
、正確選用測厚探頭
（1）測曲面工件時(shí)，采用曲面探頭護(hù)套或選用小管徑探頭（φ6mm）
，可較的測量管道等曲面材料
。
（2）對(duì)于晶粒粗大的鑄件和奧氏體不銹鋼等，應(yīng)選用頻率較低的粗晶探頭（2.5MHz）
。（3）測高溫工件時(shí)，應(yīng)選用高溫探頭（300-600°C）
，切勿使用普通探頭
。
（4）探頭表面有劃傷時(shí)，可選用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
。
2
、對(duì)被檢物表面進(jìn)行處理。通過砂
、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耦合劑能達(dá)到很好的耦合效果。
3
、正確識(shí)別材料
，選擇合適聲速。在測量前一定要查清被測物是哪種材料
，正確預(yù)置聲速
。對(duì)于高溫工件，根據(jù)實(shí)際溫度
，按修正后的聲速預(yù)置或按常溫測量后
，將厚度值予以修正。此步很關(guān)鍵
，現(xiàn)場檢測中經(jīng)常因忽視這方面的影響而出錯(cuò)
。
4、正確使用耦合劑
。首先根據(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
。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)測量溫度較高時(shí)，耦合劑應(yīng)涂在探頭上
。
5
、特殊情況的處理
（1）檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)值明顯偏離預(yù)期值，應(yīng)用超聲波探傷儀進(jìn)行輔助判斷
。當(dāng)發(fā)現(xiàn)背面有腐蝕凹坑時(shí)
，這個(gè)區(qū)域測量就得十分小心，可選擇變換分割面角度作多次測量
。
（2）當(dāng)測量復(fù)合外形的工件（如管子彎頭處）時(shí)
，可采用〔一、1
、（1）〕介紹的方法
，選較小的數(shù)據(jù)作為該工件在測量點(diǎn)處的厚度。
（3）被測工件的另一表面必須與被測面平行，否則得不到滿意的超聲響應(yīng)
，將引起測量誤差或根本無讀數(shù)顯示
。
（4）對(duì)于層疊材料、復(fù)合材料以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)特異的
，常見的應(yīng)用超聲反射原理測量厚度的儀器就不適用
。 
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