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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↟╃│:1560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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