聲波測厚儀的使用工藝
更新時間：2017-08-17 點擊次數：3024
聲波測厚儀的使用技術
聲波測厚儀是根據聲波脈沖(chong)反(fan)射原理來進行厚(hou)度測(ce)量的(de)，當探(tan)頭發(fa)射的(de)聲波脈沖(chong)通(tong)過(guo)被(bei)測(ce)物體到達材料分界面(mian)時，脈沖(chong)被(bei)反(fan)射回探(tan)頭通(tong)過(guo)測(ce)量聲波在材料中(zhong)傳(chuan)播的(de)時間(jian)來確定被(bei)測(ce)材料的(de)厚(hou)度。凡能使聲波以一恒定速度在其內部(bu)傳(chuan)播的(de)各種材料均可采用此原理測(ce)量。
聲波測厚儀是采(cai)用新的、低功耗微處理器技術，基于(yu)聲(sheng)波測(ce)(ce)量(liang)原理，可(ke)以測(ce)(ce)量(liang)金屬及其它多種(zhong)材料的厚度，并可(ke)以對材料的聲(sheng)速進(jin)行測(ce)(ce)量(liang)。可(ke)以對生(sheng)產設備中各種管道和(he)壓力容器進行厚度測(ce)量，監(jian)測(ce)它(ta)們在使用(yong)過(guo)程中受腐蝕(shi)后的減薄程度，也(ye)可以(yi)對各種板材和(he)各種加工(gong)零件作(zuo)測(ce)量
按(an)聲波(bo)脈沖反(fan)射原理設計的測厚儀可(ke)對(dui)(dui)各(ge)(ge)種板材和各(ge)(ge)種加工零件作測量，也可(ke)以對(dui)(dui)生產設備(bei)中(zhong)各(ge)(ge)種管道和壓力容器(qi)進行監測，監測它們在(zai)使用過程(cheng)中(zhong)受腐蝕后的減(jian)薄(bo)程(cheng)度。可(ke)廣泛應用于石(shi)油、化工、冶金(jin)、造船、航(hang)空、航(hang)天等各(ge)(ge)個領域。
使用聲(sheng)波測(ce)厚儀(yi)進行(xing)測(ce)量(liang)的技術
一、清(qing)潔表(biao)面
測(ce)量前應清(qing)除被測(ce)物體表面(mian)所有的灰塵、污垢及(ji)銹蝕物，鏟除油漆等復蓋物。
二、提(ti)高粗糙度要求
過份粗(cu)糙(cao)的表面會引起測量誤差，甚(shen)至儀器無讀數。測量前應盡(jin)量使(shi)被測材料表面光滑，可使(shi)用磨、拋、銼等方法使(shi)其(qi)光滑，還可使(shi)用高粘度耦合劑，選用粗(cu)晶(jing)探頭SZ2.5P。
三、粗機加工表面
粗(cu)機加工表面(如(ru)車床或刨床)所造成的有規則的細槽也會引(yin)起測量誤差，彌補方法(fa)同2，另外調整探頭串音隔(ge)層(ceng)板(穿過(guo)探頭底面中心(xin)的薄(bo)層(ceng))與被(bei)測材(cai)料(liao)細槽之間的夾角
使隔層板與(yu)細槽相(xiang)互垂直或(huo)平行，取讀(du)數中的小值作為(wei)測量厚度，可取得(de)較好效果。
四(si)、測量圓(yuan)柱型表面
測(ce)量圓柱型(xing)材料(liao)，如管子、油(you)桶等(deng)，選(xuan)擇探頭(tou)(tou)(tou)串音隔(ge)層板(ban)與被(bei)測(ce)材料(liao)軸(zhou)(zhou)線(xian)(xian)之間的夾角至關重要。簡單地(di)說，將探頭(tou)(tou)(tou)與被(bei)測(ce)材料(liao)耦合，探頭(tou)(tou)(tou)串音隔(ge)層板(ban)與被(bei)測(ce)材料(liao)軸(zhou)(zhou)線(xian)(xian)平(ping)行或垂直(zhi)，沿與被(bei)測(ce)材料(liao)軸(zhou)(zhou)線(xian)(xian)方(fang)向垂直(zhi)地(di)緩(huan)慢搖動探頭(tou)(tou)(tou)，屏幕上的讀(du)數將有規則地(di)變(bian)化，選(xuan)擇讀(du)數中的小值，作(zuo)為材料(liao)的準(zhun)確厚度。
選(xuan)(xuan)擇(ze)探(tan)(tan)頭串音(yin)隔層(ceng)板與(yu)(yu)被(bei)測(ce)(ce)材料軸(zhou)線(xian)(xian)交角方向(xiang)的標準(zhun)取決于材料的曲率，直(zhi)徑(jing)較大的管(guan)(guan)材，選(xuan)(xuan)擇(ze)探(tan)(tan)頭串音(yin)隔層(ceng)板與(yu)(yu)管(guan)(guan)子(zi)(zi)軸(zhou)線(xian)(xian)垂直(zhi)，直(zhi)徑(jing)較小的管(guan)(guan)材，則選(xuan)(xuan)擇(ze)與(yu)(yu)管(guan)(guan)子(zi)(zi)軸(zhou)線(xian)(xian)平行和垂直(zhi)兩種(zhong)測(ce)(ce)量方法，取讀數中的小值作(zuo)為(wei)測(ce)(ce)量厚(hou)度。
五、復(fu)合外形
當測(ce)量復合(he)外形(xing)的(de)(de)材(cai)料(如管(guan)子彎頭處(chu))時可采用7.4介紹的(de)(de)方法(fa)，所不同(tong)的(de)(de)是要進行二次測(ce)量，分別讀取探頭串音隔層(ceng)板(ban)與(yu)軸線垂直與(yu)平行的(de)(de)兩個(ge)數值，其(qi)較小的(de)(de)一個(ge)數作為該(gai)材(cai)料在測(ce)量點處(chu)的(de)(de)厚度。
六(liu)、材料的溫度影(ying)響
材(cai)料的厚度與聲波(bo)傳播速度均受溫(wen)度的影(ying)響，若對測(ce)量精度要求較(jiao)(jiao)高時，可(ke)用相同(tong)材(cai)料的試塊在相同(tong)溫(wen)度條(tiao)件下分別測(ce)量，計(ji)算出溫(wen)度對該材(cai)料的測(ce)量誤(wu)(wu)差，提供參數去校(xiao)正(zheng)它(ta),對于鋼(gang)鐵來(lai)(lai)說,高溫(wen)將引起較(jiao)(jiao)大的誤(wu)(wu)差，可(ke)用此法來(lai)(lai)補償校(xiao)正(zheng)。
七、不平行表面
為(wei)了得到一個(ge)令人滿意的聲(sheng)響應，被測(ce)材料的另(ling)一表面(mian)必須與被測(ce)面(mian)平行或(huo)同軸，否則(ze)將引起測(ce)量誤差或(huo)根本無(wu)讀數顯(xian)示。
以上的(de)內容(rong)就是(shi)使用(yong)(yong)聲波測(ce)(ce)厚儀進行測(ce)(ce)量(liang)的(de)技術，按聲波脈沖反射原(yuan)理(li)設(she)計的(de)測(ce)(ce)厚儀可對各(ge)種(zhong)板材和各(ge)種(zhong)加工零件作測(ce)(ce)量(liang)，也可以對生產設(she)備中各(ge)種(zhong)管道和壓力容(rong)器(qi)進行監(jian)測(ce)(ce)，監(jian)測(ce)(ce)它(ta)們在使用(yong)(yong)過程中受(shou)腐蝕后的(de)減薄程度。
1、一般測量方法：
(1)在(zai)一點處用探頭(tou)進行兩次測厚，在(zai)兩次測量中探頭(tou)的分割面要互為90°，取較小(xiao)值為被測工(gong)件厚度值。
(2)30mm多(duo)點測(ce)量法：當測(ce)量值(zhi)(zhi)不穩定時，以一個測(ce)定點為中(zhong)心，在(zai)直徑約為30mm的圓(yuan)內進(jin)行多(duo)次測(ce)量，取小值(zhi)(zhi)為被(bei)測(ce)工件厚度值(zhi)(zhi)。
2、測(ce)(ce)量(liang)法：在規定的測(ce)(ce)量(liang)點(dian)周圍增加測(ce)(ce)量(liang)數目，厚(hou)度(du)變化用等(deng)厚(hou)線表示。
3、連續測(ce)量法：用單點測(ce)量法沿路線連續測(ce)量，間(jian)隔不大于5mm。
4、網格(ge)(ge)測(ce)(ce)(ce)量(liang)法：在(zai)區域劃上網格(ge)(ge)，按點測(ce)(ce)(ce)厚記錄。此方法在(zai)高壓(ya)設(she)備、不(bu)銹鋼襯里腐蝕(shi)監測(ce)(ce)(ce)中廣泛使(shi)用。
5、影(ying)響聲波測厚儀示值(zhi)的因素：
(1)工件表(biao)面粗糙度過大，造成探頭(tou)與接觸面耦合(he)效果差，反射回(hui)(hui)波低，甚至無法接收到(dao)回(hui)(hui)波信號。對(dui)于表(biao)面銹蝕，耦合(he)效果差的在役設(she)備、管(guan)道(dao)等可通過砂、磨、挫等方(fang)法對(dui)表(biao)面進行處(chu)理，降低粗糙度，同時也可以將氧化物(wu)及油漆層去掉，露出金屬光澤，使(shi)探頭(tou)與被檢物(wu)通過耦合(he)劑(ji)能達到(dao)很好的耦合(he)效果。
(2)工件曲(qu)率半徑太小(xiao)(xiao)，尤其(qi)是小(xiao)(xiao)徑管(guan)測厚時，因常(chang)用探(tan)頭表面(mian)為平面(mian)，與曲(qu)面(mian)接觸(chu)為點接觸(chu)或線接觸(chu)，聲強透射率低(耦合不好)。可選用小(xiao)(xiao)管(guan)徑探(tan)頭(6mm),能(neng)較的測量管(guan)道等曲(qu)面(mian)材料。
(3)檢測(ce)面(mian)與底面(mian)不平行(xing)，聲波(bo)遇到(dao)底面(mian)產(chan)生散射(she)，探(tan)頭無法接受到(dao)底波(bo)信號(hao)。
(4)鑄件、奧氏(shi)體鋼因組織不(bu)均勻或晶(jing)粒粗大，聲(sheng)波(bo)在(zai)其中穿過(guo)時產生(sheng)嚴重的散(san)射衰減，被散(san)射的聲(sheng)波(bo)沿著復(fu)雜的路徑傳播，有(you)可能使(shi)回波(bo)湮沒，造成不(bu)顯(xian)示(shi)。可選(xuan)用(yong)頻率(lv)較低(di)的粗晶(jing)探(tan)頭(2.5MHz)。
(5)探(tan)頭(tou)接觸面有一定(ding)磨損。常用測厚探(tan)頭(tou)表面為丙(bing)烯樹(shu)脂，長期使用會使其表面粗糙度增加，導致靈敏(min)度下降，從而造成顯示不(bu)(bu)正確。可選用500#砂紙打(da)磨，使其平(ping)滑并平(ping)行度。如仍不(bu)(bu)穩(wen)定(ding)，則(ze)考慮更換(huan)探(tan)頭(tou)。
(6)被測(ce)物(wu)背面有大量(liang)腐蝕(shi)坑(keng)。由于被測(ce)物(wu)另一面有銹斑、腐蝕(shi)凹坑(keng)，造(zao)成聲波衰減，導致(zhi)讀數無(wu)(wu)規則變化，在(zai)端情(qing)況下甚至(zhi)無(wu)(wu)讀數。
(7)被測(ce)物(wu)體(如(ru)管道)內有(you)沉積物(wu)，當沉積物(wu)與工件聲阻抗相差不大時，測(ce)厚(hou)儀顯(xian)示值為壁厚(hou)加沉積物(wu)厚(hou)度。
(8)當材料內部存在缺陷(如夾雜、夾層等)時，顯示值約為公稱厚度的70%，此時可用聲(sheng)波探(tan)傷儀進一步進行(xing)缺陷檢測。
(9)溫度的(de)影響。一般固體材料中(zhong)的(de)聲(sheng)速隨其溫度升高而降低，有試驗數(shu)據表明，熱態(tai)材料每增加100°C，聲(sheng)速下降1%。對于高溫在役設(she)備常常碰到這種情況。應選(xuan)用高溫探頭(tou)(300-600°C)，切勿使用普通(tong)探頭(tou)。
(10)層(ceng)疊(die)材(cai)料(liao)(liao)、復合(he)(非均(jun)質)材(cai)料(liao)(liao)。要測量未經耦合(he)的(de)(de)層(ceng)疊(die)材(cai)料(liao)(liao)是不(bu)可能的(de)(de)，因聲波無法穿透未經耦合(he)的(de)(de)空間(jian)，而且不(bu)能在復合(he)(非均(jun)質)材(cai)料(liao)(liao)中勻速(su)傳播。對(dui)于由(you)多層(ceng)材(cai)料(liao)(liao)包扎制成(cheng)的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(像(xiang)尿素高壓(ya)設(she)(she)備(bei))，測厚(hou)時要注意，測厚(hou)儀的(de)(de)示(shi)值僅表示(shi)與(yu)探頭接觸的(de)(de)那層(ceng)材(cai)料(liao)(liao)厚(hou)度(du)。
(12)耦(ou)合(he)劑的(de)(de)(de)影(ying)響。耦(ou)合(he)劑是用(yong)(yong)(yong)(yong)來(lai)排除探頭和被(bei)測(ce)物體之間(jian)的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)，使(shi)(shi)聲(sheng)波(bo)能(neng)地穿(chuan)入工件達到(dao)檢測(ce)目的(de)(de)(de)。如(ru)果選擇種類或使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)方法不當(dang)(dang)，將造成誤(wu)差或耦(ou)合(he)標志閃(shan)爍(shuo)，無(wu)法測(ce)量(liang)。因根(gen)據使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)情(qing)況(kuang)選擇合(he)適的(de)(de)(de)種類，當(dang)(dang)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)在光滑材料表面(mian)時(shi)，可以使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)低粘(zhan)度(du)的(de)(de)(de)耦(ou)合(he)劑;當(dang)(dang)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)在粗糙(cao)表面(mian)、垂直表面(mian)及(ji)頂表面(mian)時(shi)，應使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)粘(zhan)度(du)高的(de)(de)(de)耦(ou)合(he)劑。高溫(wen)(wen)工件應選用(yong)(yong)(yong)(yong)高溫(wen)(wen)耦(ou)合(he)劑。其次，耦(ou)合(he)劑應適量(liang)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)，涂抹均勻，一般(ban)應將耦(ou)合(he)劑涂在被(bei)測(ce)材料的(de)(de)(de)表面(mian)，但當(dang)(dang)測(ce)量(liang)溫(wen)(wen)度(du)較高時(shi)，耦(ou)合(he)劑應涂在探頭上(shang)。
(13)聲速(su)選(xuan)擇(ze)錯誤(wu)。測(ce)量(liang)工件前，根(gen)據(ju)材(cai)料(liao)種(zhong)(zhong)類預置(zhi)其聲速(su)或根(gen)據(ju)標準塊反測(ce)出聲速(su)。當(dang)用一種(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)校正儀器后(hou)(常用試塊為鋼)又去(qu)測(ce)量(liang)另一種(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)時，將產(chan)生錯誤(wu)的結果(guo)。要(yao)求在測(ce)量(liang)前一定要(yao)正確識(shi)別(bie)材(cai)料(liao)，選(xuan)擇(ze)合適聲速(su)。
(14)應(ying)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。在(zai)役設(she)備、管道大(da)部分有應(ying)力(li)(li)(li)(li)存在(zai)，固體材料的(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)(li)狀況對聲(sheng)(sheng)速(su)有一定的(de)(de)(de)(de)影(ying)響，當應(ying)力(li)(li)(li)(li)方(fang)向(xiang)與(yu)(yu)傳播(bo)方(fang)向(xiang)一致(zhi)時，若(ruo)應(ying)力(li)(li)(li)(li)為(wei)壓應(ying)力(li)(li)(li)(li)，則(ze)應(ying)力(li)(li)(li)(li)作用使工件彈性增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，聲(sheng)(sheng)速(su)加(jia)快;反之，若(ruo)應(ying)力(li)(li)(li)(li)為(wei)拉(la)應(ying)力(li)(li)(li)(li)，則(ze)聲(sheng)(sheng)速(su)減慢。當應(ying)力(li)(li)(li)(li)與(yu)(yu)波(bo)的(de)(de)(de)(de)傳播(bo)方(fang)向(xiang)不一至(zhi)時，波(bo)動過程(cheng)中質點振動軌跡受應(ying)力(li)(li)(li)(li)干擾，波(bo)的(de)(de)(de)(de)傳播(bo)方(fang)向(xiang)產生偏離(li)。根據(ju)資(zi)料表明，一般(ban)應(ying)力(li)(li)(li)(li)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，聲(sheng)(sheng)速(su)緩慢增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)。
(15)聲波(bo)測厚儀金屬(shu)表面氧化物或(huo)油漆覆蓋層的(de)(de)影響。金屬(shu)表面產生的(de)(de)致密氧化物或(huo)油漆防腐層，雖與基體(ti)材料結(jie)合緊密，無明顯界面，但聲速在兩種物質(zhi)中的(de)(de)傳播(bo)速度(du)是不(bu)同的(de)(de)，從(cong)而造成誤差，且隨(sui)覆蓋物厚度(du)不(bu)同，誤差大(da)小也(ye)不(bu)同。
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