超聲波測厚儀是較經(jīng)濟(jì)常用的一種檢測儀器。因?yàn)槌袎侯愒O(shè)備的品種繁多,被測部件表面工況復(fù)雜,檢測人員操作不當(dāng)或者誤判,檢測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;會終影響檢測人員對設(shè)備安全狀況的綜和評定,及有可能造成對設(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厚儀并了解影響超聲波測厚示值失真的原因,以便在實(shí)際檢測中采取相對應(yīng)的預(yù)防措施,從而保證檢測的數(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厚指示值失真的防范措施。

二、超聲波測厚指示值失真原因

1、無示值顯示或示值閃爍不穩(wěn)

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,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)試塊反測出聲速。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),波動過程中質(zhì)點(diǎn)振動軌跡受應(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。