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超聲波測厚示值失真原因分析

釋出時間•│:2017-04-19瀏覽•│:1404次

超聲波測厚在實際應用中·₪•,尤其是在役裝置的檢測中·₪•,如果出現示值失真·₪•,偏離實際厚度的現象·₪•,結果造成管線裝置隱患存在·₪•,就是依據錯誤的資料更換了管件·₪•,造成大量材料浪費│▩₪•。根據我公司幾年來超聲波測厚的跟蹤使用情況·₪•,將示值失真現象及原因分析如下•│:

   1◕╃│╃、無示值顯示或示值閃爍不穩原因分析•│:這種現象在現場裝置和管道檢測中時常出現·₪•,經過大量現象和資料分析·₪•,歸納原因如下•│:

(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訊號│▩₪•。在役裝置◕╃│╃、管道大部分是表面鏽蝕·₪•,耦合效果極差│▩₪•。

(2)工件曲率半徑太小·₪•,尤其是小徑管測厚時·₪•,因常用探頭表面為平面·₪•,與曲面接觸為點接觸或線接觸·₪•,聲強透射率低(耦合不好)│▩₪•。

  (3)檢測面與底面不平行·₪•,聲波遇到底面產生散射·₪•,探頭無法接受到底波訊號│▩₪•。

(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產生嚴重的散射衰減·₪•,被散射的超聲波沿著複雜的路徑傳播·₪•,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·₪•,長期使用會使其表面粗糙度嶒加·₪•,導致靈敏度下降·₪•,從而造成不顯示或閃爍│▩₪•。

(6)被測物背面有大量腐蝕坑│▩₪•。由於被測物另一面有鏽斑◕╃│╃、腐蝕凹坑·₪•,造成聲波衰減·₪•,導致讀數無規則變化·₪•,在情況下甚至無讀數│▩₪•。

  2◕╃│╃、示值過大或過小原因分析: 在實際檢測工作中·₪•,經常碰到測厚儀示值與設計值(或預期值)相比·₪•,明顯偏大或偏小·₪•,原因分析如下•│:

  (1)被測物體(如管道)內有沉積物·₪•,當沉積物與工件聲阻抗相差不大時·₪•,測厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度│▩₪•。

(2)當材料內部存在缺陷(如夾渣◕╃│╃、夾層等)時·₪•,顯示值約為公稱厚度的70%(此時要用超聲波探傷儀進一步進行缺陷檢測)│▩₪•。

  (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·₪•,有試驗資料表明·₪•,熱態材料每增加100℃·₪•,聲速下降1%│▩₪•。對於高溫在役裝置常常碰到這種情況│▩₪•。

  (4)層疊材料◕╃│╃、複合(非均質)材料│▩₪•。要測量未經耦合的層疊材料是不可能的·₪•,因超聲波無法穿透未經耦合的空間·₪•,而且不能在複合(非均質)材料中勻速傳播│▩₪•。對於由多層材料包紮製成的裝置(像尿素高壓裝置)·₪•,測厚時要特別注意·₪•,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到檢測目的│▩₪•。如果選擇種類或使用方法不當·₪•,將造成誤差或耦合標誌閃爍·₪•,無法測量│▩₪•。實際使用中由於耦合劑使用過多·₪•,造成探頭離開工件時·₪•,儀器示值為耦合劑層厚度值│▩₪•。

  (6)聲速選擇錯誤│▩₪•。測量工件前·₪•,根據材料種類預置其聲速或根據標準塊反測出聲速│▩₪•。當用一種材料校正儀器後(常用試塊為鋼)又去測量另一種材料時·₪•,將產生錯誤的結果│▩₪•。

  (7)應力的影響│▩₪•。在役裝置◕╃│╃、管道大部分有應力存在·₪•,固體材料的應力狀況對聲速有一定的影響·₪•,當應力方向與傳播方向一致時·₪•,若應力為壓應力·₪•,則應力作用使工件彈性增加·₪•,聲速加快;反之·₪•,若應力為拉應力·₪•,則聲速減慢│▩₪•。當應力與波的傳播方向不一致時·₪•,波動過程中質點振動軌跡受應力干擾·₪•,波的傳播方向產生偏離│▩₪•。根據資料表明·₪•,一般應力增加·₪•,聲速緩慢增加│▩₪•。

(8)金屬表面氧化物或油漆覆蓋層的影響│▩₪•。金屬表面產生的緻密氧化物或油漆防腐層·₪•,雖與基體材料結合緊密·₪•,無明顯介面·₪•,但聲速在兩種物質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│▩₪•。

 

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