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分析超聲波測厚儀市值過大或過小的原因
在實際檢測工作中,經(jīng)常碰到測厚儀示值與設(shè)計值(或預(yù)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(nèi)有沉積物,當(dāng)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(dāng)材料內(nèi)部存在缺陷(如夾雜、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,有試驗數(shù)據(jù)表明,熱態(tài)材料每增加100°C,聲速下降1%。對于高溫在役設(shè)備常常碰到這種情況。
(4)層疊材料、復(fù)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,因超聲波無法穿透未經(jīng)耦合的空間,而且不能在復(fù)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(shè)備(像尿素高壓設(shè)備),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(dāng),將造成誤差或耦合標志閃爍,無法測量。實際使用中由于耦合劑使用過多,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(jù)材料種類預(yù)置其聲速或根據(jù)標準試塊反測出聲速。當(dāng)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,將產(chǎn)生錯誤的結(jié)果。
(7)應(yīng)力的影響。在役設(shè)備、管道大部分有應(yīng)力存在,固體材料的應(yīng)力狀況對聲速有一定的影響,當(dāng)應(yīng)力方向與傳播方向一致時,若應(yīng)力為壓應(yīng)力,則應(yīng)力作用使工件彈性增加,聲速加快;反之,若應(yīng)力為拉應(yīng)力,則聲速減慢。當(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不一致時,波動過程中質(zhì)點振動軌跡受應(yīng)力干擾,波的傳播方向產(chǎn)生偏離。根據(jù)資料表明,一般應(yīng)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(jié)合緊密,無明顯界面,但因聲速在兩種物質(zhì)中的傳播速度不同而造成誤差,且隨覆蓋物厚度不同,誤差大小也不同。
(9)材質(zhì)劣化的影響。如氫腐蝕導(dǎo)致超聲波聲速的變化,一般使指示值增大。
(10)近場區(qū)的影響。由于工件厚度較小,一般工件厚度小于或等于3 mm,且內(nèi)外光滑,二次反射波很強。此時指示值為實際值的兩倍。