超声波测厚中指示值失真原因分析

　　1　测厚仪使用方法

　　1.1　一般测量方法

　　(1)在一点处用探头进行两次测厚,在两次测量中探头的分割面要互为90°,取较小值为被测工件厚度值。

　　(2)30 mm多点测量法:当测量值不稳定时,以一个测定点为中心,在直径约为30 mm的圆内进行多次测量,取最小值为被测工件厚度值。

　　1.2　精确测量法

　　在规定的测量点周围增加测量数目,厚度变化用等厚线表示。

　　1.3　连续测量法

　　用单点测量法沿指定路线连续测量,间隔不大于5 mm。

　　1.4　网格测量法

　　在指定区域划上网格,按点测厚记录。此方法在高压设备、不锈钢衬里腐蚀监测中广泛使用。

　　2　超声波测厚指示值失真原因

　　2.1　无示值显示或示值闪烁不稳

　　这种现象在现场设备和管道检测中时常出现,分析有以下几种原因。

　　(1)工件表面粗糙度过大,使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。在役设备、管道多因表面锈蚀,耦合效果极差。

　　(2)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)。

　　(3)检测面与底面不平行,声波遇到底面产生散射,探头无法接收到底波信号。

　　(4)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,有可能使回波湮没而不显示。

　　(5)探头接触面有一定磨损。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,从而造成不显示或闪烁。

　　(6)被测物背面有大量腐蚀坑。由于被测物另一面有锈斑、腐蚀凹坑,使声波衰减,导致读数无规则变化甚至无读数。

　　2.2　示值过大或过小

　　在实际检测工作中,经常碰到测厚仪示值与设计值(或预期值)相比,明显偏大或偏小,原因分析如下:

　　(1)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。

　　(2)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%(此时要用超声波探伤仪进一步进行缺陷检测)。

　　(3)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。

　　(4)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。