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1、超声波测厚仪受环境等因素干扰 超声波测厚仪可以方便的测量金属材料和非金属材料的厚度,但是在实际的测量过程 中,会受到测量环境、工件等因素的影响,现总结如下: (1)工件表面粗糙度过大,造成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。对于表面锈蚀,耦合效果极差的在役设备、管道等可通过砂、磨、挫等方法 对表面进行处理,降低粗糙度,同时也可以将氧化物及油漆层去掉,露出金属光泽,使探头 与被检物通过耦合剂能达到很好的耦合效果。 (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)。可选用小管径专用探头(6mm ),能
2、较精 确的测量管道等曲面材料。 (3)检测面与底面不平行,声波遇到底面产生散射,探头无法接受到底波信号。 (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,造成不显示红外碳硫仪。 可选用频率较低的粗晶专用探头(2.5MHz) 。 (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,从而造成显示不正确。可选用500# 砂纸打磨,使其平滑并保 证平行度。如仍不稳定,则考虑更换探头。 (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, 造成声波衰减,
3、 导致读数无规则变化,在极端情况下甚至无读数。 (7)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。 (8)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 可用超声波探伤仪或者带波形显示的测厚仪进一步进行缺陷检测。 (9)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100C,声速下降1% 。对于高温在役设备常常碰到这种情况。应选用高温专 用探头和高温耦合剂(300600C) ,切勿使用普通探头。 (10)层叠材料、复合(非均质)材料。红外碳硫仪要测量未经耦合的层叠材料是不 可能
4、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。 (11)耦合剂的影响。耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气,使超声波能有 效地穿入工件达到检测目的。如果选择种类或使用方法不当,将造成误差或耦合标志闪烁, 无法测量。 因根据使用情况选择合适的种类,当使用在光滑材料表面时,可以使用低粘度的 耦合剂;当使用在粗糙表面、垂直表面及顶表面时,应使用粘度高的耦合剂。高温工件应选 用高温耦合剂。 其次,耦合剂应适量使用,涂抹均匀, 一般应将耦合剂涂在被测材料的表
5、面, 但当测量温度较高时,耦合剂应涂在探头上。 (12)声速选择错误。测量工件前,根据材料种类预置其声速或根据标准块反测出声 速。当用一种材料校正BANNED 后(常用试块为钢)又去测量另一种材料时,将产生错误 的结果。要求在测量前一定要正确识别材料,选择合适声速。 (13)应力的影响。在役设备、管道大部分有应力存在,固体材料的应力状况对声速 有一定的影响, 当应力方向与传播方向一致时,若应力为压应力,则应力作用使工件弹性增 加,声速加快;反之,若应力为拉应力,则声速减慢。当应力与波的传播方向不一至时,波 动过程中质点振动轨迹受应力干扰,波的传播方向产生偏离。根据资料表明, 一般应力增加, 声速缓慢增加。 (14)金属表面氧化物或油漆覆盖层的影响。金属表面产生的致密氧化物或油漆防腐 层,虽与基体材料结合紧密,无名显界面,但声速在两种物质中的传播速度是不同的,从而 造成误差,且随覆盖物厚度不同,误差大小也不同。