1、正確選用測厚探頭
(1)測曲面工件時(shí),采用曲面探頭護套或選用小管徑探頭(Φ6mm),可較的測量管道等曲面材料。(2)對于晶粒粗大的鑄件和奧氏體不銹鋼等,應選用頻率較低的粗晶探頭(2.5MHz)。(3)測高溫工件時(shí),應選用高溫探頭(300-600℃),切勿使用普通探頭。(4)探頭表面有劃傷時(shí),可選用500#砂紙打磨,使其平滑并保證平行度。如仍不穩定,則考慮更換探頭。
2、對被檢物表面進(jìn)行處理。通過(guò)砂、磨、挫等方法對表面進(jìn)行處理,降低粗糙度,同時(shí)也可以將氧化物及油漆層去掉,露出金屬光澤,使探頭與被檢物通過(guò)耦合劑能達到很好的耦合效果。
3、正確識別材料,選擇合適聲速。在測量前一定要查清被測物是哪種材料,正確預置聲速。對于高溫工件,根據實(shí)際溫度,按修正后的聲速預置或按常溫測量后,將厚度值予以修正。此步很關(guān)鍵,現場(chǎng)檢測中經(jīng)常因忽視這方面的影響而出錯。
4、正確使用耦合劑。首先根據使用情況選擇合適的種類(lèi),當使用在光滑材料表面時(shí),可以使用低粘度的耦合劑;當使用在粗糙表面、垂直表面及頂表面時(shí),應使用粘度高的耦合劑。高溫工件應選用高溫耦合劑。其次,耦合劑應適量使用,涂抹均勻,一般應將耦合劑涂在被測材料的表面,但當測量溫度較高時(shí),耦合劑應涂在探頭上。
5、特殊情況的處理
(1)檢測時(shí)發(fā)現數值明顯偏離預期值,應用超聲波探傷儀進(jìn)行輔助判斷。當發(fā)現背面有腐蝕凹坑時(shí),這個(gè)區域測量得十分小心,可選擇變換分割面角度作多次測量。
(2)當測量復合外形的工件(如管子彎頭處)時(shí),可采用〔一、1、(1)〕介紹的方法,選較小的數據作為該工件在測量點(diǎn)處的厚度。
(3)被測工件的另一表面必須與被測面平行,否則得不到滿(mǎn)意的超聲響應,將引起測量誤差或根本無(wú)讀數顯示。
(4)對于層疊材料、復合材料以及內部結構特異的,常見(jiàn)的應用超聲反射原理測量厚度的儀器不適用。
測量方法及注意事項:
(一)、超聲波測厚方法:
1、一般測量法:(1)在一點(diǎn)處,用探頭進(jìn)行兩次測厚,在兩次測量中探頭的分割面要互為90°,取較小值為被測工件厚度值。(2)30mm多點(diǎn)測量法:當測量值不穩定時(shí),以一個(gè)測定點(diǎn)為中心,在直徑約Φ30mm的圓內進(jìn)行多次測量,取zui小值為被測工件厚度值。
2、測量法:在規定的測量點(diǎn)周?chē)黾訙y量數目,厚度變化用等厚線(xiàn)表示。
3、連續測量法:用單點(diǎn)測量法沿路線(xiàn)連續測量,間隔不大于5mm。
4、網(wǎng)格測量法:在區域劃上網(wǎng)格,按點(diǎn)測厚記錄。此方法在尿素高壓設備、不銹鋼襯里腐蝕監測中廣泛使用。
(二)、超聲波測厚示值失真原因分析:
超聲波測厚在實(shí)際應用中,尤其是在役設備的檢測中,如果出現示值失真,偏離實(shí)際厚度的現象,結果造成管線(xiàn)設備隱患存在,是依據錯誤的數據更換了管件,造成大量材料浪費。根據我公司幾年來(lái)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(wú)示值顯示或示值閃爍不穩原因分析:這種現象在現場(chǎng)設備和管道檢測中時(shí)常出現,經(jīng)過(guò)大量現象和數據分析,歸納原因如下:
(1)工件表面粗糙度過(guò)大,造成探頭與接觸面耦合效果差,反射回波低,甚至無(wú)法接收到回波信號。在役設備、管道大部分是表面銹蝕,耦合效果極差。
(2)工件曲率半徑太小,尤其是小徑管測厚時(shí),因常用探頭表面為平面,與曲面接觸為點(diǎn)接觸或線(xiàn)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(chǎn)生散射,探頭無(wú)法接受到底波信號。
(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(guò)時(shí)產(chǎn)生嚴重的散射衰減,被散射的超聲波沿著(zhù)復雜的路徑傳播,有可能使回波湮沒(méi),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(shù)脂,長(cháng)期使用會(huì )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。由于被測物另一面有銹斑、腐蝕凹坑,造成聲波衰減,導致讀數無(wú)規則變化,在情況下甚至無(wú)讀數。
2、示值過(guò)大或過(guò)小原因分析: 在實(shí)際檢測工作中,經(jīng)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(shí),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(shí),顯示值約為公稱(chēng)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,有試驗數據表明,熱態(tài)材料每增加100℃,聲速下降1%。對于高溫在役設備常常碰到這種情況。
(4)層疊材料、復合(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(wú)法穿透未經(jīng)耦合的空間,而且不能在復合(非均質(zhì))材料中勻速傳播。對于由多層材料包扎制成的設備(像尿素高壓設備),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(lái)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(lèi)或使用方法不當,將造成誤差或耦合標志閃爍,無(wú)法測量。實(shí)際使用中由于耦合劑使用過(guò)多,造成探頭離開(kāi)工件時(shí),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(lèi)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后(常用試塊為鋼)又去測量另一種材料時(shí),將產(chǎn)生錯誤的結果。
(7)應力的影響。在役設備、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(shí),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(shí),波動(dòng)過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)軌跡受應力干擾,波的傳播方向產(chǎn)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(chǎn)生的致密氧化物或油漆防腐層,雖與基體材料結合緊密,無(wú)明顯界面,但聲速在兩種物質(zhì)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。
(三)、超聲波測厚示值失真的預防措施及注意事項:
由以上產(chǎn)生示值失真的原因分析,在現場(chǎng)檢測中應采取相應措施,進(jìn)行事前積極預防,避免造成事故隱患或不必要的浪費。為此,根據幾年來(lái)的跟蹤檢測經(jīng)驗,歸納總結如下幾點(diǎn),作為預防超聲測厚示值失真的預防措施。