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导致超声测厚仪测量示值出现偏差主要取决于这几方面

发布时间:2020-12-24 点击次数:5553

一、测量误差分析

超声波测厚仪采用新的高性能、低功耗微处理器技术,基于超声波测量原理,可以测量金属及其它多种材料的厚度,并可以对材料的声速进行测量??梢远陨璞钢懈髦止艿篮脱沽θ萜鹘泻穸炔饬?,监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度,也可以对各种板材和各种加工零件作测量??晒惴河τ糜谑?、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域。
在实际使用中几乎所有的操作员都有这样的困惑,有时测量时数据飘忽不定,即使感觉探头已经和被测物体表面接触良好。在测量曲面和特殊材质时这种情况更为明显。接下来分析一下哪些因素在影响测量结果:

超声波测厚仪

1.工件表面
超声波测厚仪对于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
超声波测厚仪对于工件曲率半径太小,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)??裳∮眯」芫蹲ㄓ锰酵罚?mm ),能较的测量管道等曲面材料。

3.检测面与底面
超声波测厚仪对于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
超声波测厚仪对于铸件、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??裳∮闷德式系偷拇志ёㄓ锰酵罚?.5MHz)。

超声波测厚仪

5.探头接触面有一定磨损
超声波测厚仪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??裳∮?00#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
超声波测厚仪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ji端情况下甚至无读数。

7.被测物体
超声波测厚仪对于被测物体(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.材料内部
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°C,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(300-600°C),切勿使用普通探头。

10.层叠材料、复合(非均质)材料
要测量未经耦合的层叠材料是不可能的,因超声波无法穿透未经耦合的空间,而且不能在复合(非均质)材料中匀速传播。对于由多层材料包扎制成的设备(像尿素高压设备),测厚时要特别注意,测厚仪的示值仅表示与探头接触的那层材料厚度。

11.耦合剂的影响
超声波测厚仪耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气,使超声波能有效地穿入工件达到检测目的。如果选择种类或使用方法不当,将造成误差或耦合标志闪烁,无法测量。因根据使用情况选择合适的种类,当使用在光滑材料表面时,可以使用低粘度的耦合剂;当使用在粗糙表面、垂直表面及顶表面时,应使用粘度高的耦合剂。高温工件应选用高温耦合剂。其次,耦合剂应适量使用,涂抹均匀,一般应将耦合剂涂在被测材料的表面,但当测量温度较高时,耦合剂应涂在探头上。

超声波测厚仪

12.声速选择错误
超声波测厚仪测量工件前,根据材料种类预置其声速或根据标准块反测出声速。当用一种材料校正仪器后(常用试块为钢)又去测量另一种材料时,将产生错误的结果。要求在测量前一定要正确识别材料,选择合适声速。

13.应力的影响
在役设备、管道大部分有应力存在,固体材料的应力状况对声速有一定的影响,当应力方向与传播方向一致时,若应力为压应力,则应力作用使工件弹性增加,声速加快;反之,若应力为拉应力,则声速减慢。当应力与波的传播方向不一至时,波动过程中质点振动轨迹受应力干扰,波的传播方向产生偏离。根据资料表明,一般应力增加,声速缓慢增加。

14.金属表面氧化物或油漆覆盖层的影响
金属表面产生的致密氧化物或油漆防腐层,虽与基体材料结合紧密,无名显界面,但声速在两种物质中的传播速度是不同的,从而造成误差,且随覆盖物厚度不同,误差大小也不同。


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