超聲波測(cè)厚儀是較經(jīng)濟(jì)常用的一種檢測(cè)儀器。因?yàn)槌袎侯愒O(shè)備的品種繁多,被測(cè)部件表面工況復(fù)雜,檢測(cè)人員操作不當(dāng)或者誤判,檢測(cè)出的示值有可能出現(xiàn)失真,從而偏離實(shí)際厚度的現(xiàn)象;會(huì)終影響檢測(cè)人員對(duì)設(shè)備安全狀況的綜和評(píng)定,及有可能造成對(duì)設(shè)備的誤判,從而埋下事故隱患或者依據(jù)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行修理和更換,進(jìn)而造成不必要的財(cái)產(chǎn)浪費(fèi)。因此正確掌握使用超聲波測(cè)厚儀并了解影響超聲波測(cè)厚示值失真的原因,以便在實(shí)際檢測(cè)中采取相對(duì)應(yīng)的預(yù)防措施,從而保證檢測(cè)的數(shù)據(jù)盡可能的接近真實(shí)數(shù)值。下面島韓實(shí)業(yè)進(jìn)行了總結(jié)分析,從而給出了超聲波測(cè)厚指示值失真的防范措施。

二、超聲波測(cè)厚指示值失真原因

1、無(wú)示值顯示或示值閃爍不穩(wěn)

在實(shí)際檢測(cè)工作中,經(jīng)常碰到測(cè)厚儀示值與設(shè)計(jì)值(或預(yù)期值)相比,明顯偏大或偏小,原因分析如下:

(1)被測(cè)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(cè)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(cè))。

(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(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(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(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。

(5)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。實(shí)際使用中由于耦合劑使用過(guò)多,造成探頭離開(kāi)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(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)試塊反測(cè)出聲速。當(dāng)用一種材料校正儀器后(常用試塊為鋼)又去測(cè)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。

(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(wú)明顯界面,但因聲速在兩種物質(zhì)中的傳播速度不同而造成誤差,且隨覆蓋物厚度不同,誤差大小也不同。

(9)材質(zhì)劣化的影響。如氫腐蝕導(dǎo)致超聲波聲速的變化,一般使指示值增大。

(10)近場(chǎng)區(qū)的影響。由于工件厚度較小,一般工件厚度小于或等于3 mm,且內(nèi)外光滑,二次反射波很強(qiáng)。此時(shí)指示值為實(shí)際值的兩倍。