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超聲波測厚儀使用方法及技巧
日期：2024-05-15 06:34
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摘要：
超聲波測厚儀示值的因(yin)素：
（1）工件表(biao)面(mian)粗(cu)(cu)糙(cao)度(du)過(guo)大，造成探頭與接觸面(mian)耦(ou)合效(xiao)果差，反射回(hui)波低，甚至(zhi)無法(fa)接收到回(hui)波信號(hao)。對于表(biao)面(mian)銹(xiu)蝕，耦(ou)合效(xiao)果極差的(de)在役設備(bei)、管道等可(ke)通過(guo)砂(sha)、磨(mo)、挫等方法(fa)對表(biao)面(mian)進行處理，降(jiang)低粗(cu)(cu)糙(cao)度(du)，同時也可(ke)以將氧化物及油漆(qi)層(ceng)去掉，露出金屬光澤，使(shi)探頭與被檢物通過(guo)耦(ou)合劑能(neng)達(da)到很好的(de)耦(ou)合效(xiao)果。
（2）工件曲(qu)率(lv)半(ban)徑太(tai)小(xiao)，尤其是小(xiao)徑管(guan)測厚(hou)時，因常用(yong)(yong)探頭(tou)表面(mian)為(wei)平(ping)面(mian)，與曲(qu)面(mian)接觸(chu)為(wei)點接觸(chu)或線接觸(chu)，聲強(qiang)透射率(lv)低（耦(ou)合不好）。可選用(yong)(yong)小(xiao)管(guan)徑專(zhuan)用(yong)(yong)探頭(tou)（<6mm ),能較(jiao)**的測量管(guan)道等曲(qu)面(mian)材料。
（3）檢測面(mian)與底(di)面(mian)不平行(xing)，聲波遇到底(di)面(mian)產生散射，探頭無法(fa)接受到底(di)波信(xin)號。
（4）鑄件、奧氏(shi)體鋼(gang)因組織(zhi)不均勻或晶(jing)粒粗大，超聲波在其中穿(chuan)過時產(chan)生嚴重的散射衰減，被散射的超聲波沿著復雜(za)的路徑傳播，有可能使回(hui)波湮(yin)沒，造成不顯示。可選用頻率較低(di)的粗晶(jing)專(zhuan)用探頭（2.5MHz)。
（5）探(tan)頭接觸面有(you)一定磨損。常用(yong)測(ce)厚探(tan)頭表面為丙烯(xi)樹脂(zhi)，長期使(shi)用(yong)會使(shi)其(qi)表面粗(cu)糙度增(zeng)加(jia)，導致(zhi)靈敏度下降(jiang)，從而(er)造成顯示不正確(que)。可選用(yong)500#砂紙打磨，使(shi)其(qi)平滑并保證平行度。如仍不穩定，則考慮更換探(tan)頭。
（6）被(bei)測物背面(mian)有大量腐蝕坑。由于被(bei)測物另一面(mian)有銹(xiu)斑、腐蝕凹(ao)坑，造成聲波衰減，導致讀數無(wu)規則變化，在極端情況(kuang)下(xia)甚至無(wu)讀數。
（7）被測物體（如管道(dao)）內有(you)沉積物，當(dang)沉積物與工件(jian)聲阻抗(kang)相(xiang)差不(bu)大(da)時(shi)，測厚(hou)儀顯示值(zhi)為壁(bi)厚(hou)加沉積物厚(hou)度(du)。
（8）當(dang)材(cai)料內部存在缺陷（如夾(jia)(jia)雜、夾(jia)(jia)層(ceng)等(deng)）時，顯示值(zhi)約為公(gong)稱厚(hou)度的(de)(de)70%，此時可用超(chao)聲波(bo)探傷儀或者(zhe)帶波(bo)形顯示的(de)(de)測厚(hou)儀（比如美國dakota公(gong)司的(de)(de)MVX、PVX或者(zhe)CMX等(deng)）進(jin)一(yi)步進(jin)行缺陷檢測。
（9）溫度的影響。一般固體材(cai)料(liao)中的聲速隨(sui)其溫度升(sheng)高而降低，有試(shi)驗數據(ju)表明，熱態材(cai)料(liao)每增加100°C，聲速下降1%。對于高溫在役(yi)設備常常碰到這種情況。應(ying)選用高溫專用探(tan)頭(tou)和高溫耦合(he)劑（300－600°C)，切勿(wu)使用普通探(tan)頭(tou)。
（10）層疊材(cai)(cai)料(liao)(liao)、復合(he)（非均質(zhi)）材(cai)(cai)料(liao)(liao)。要測量未經耦(ou)合(he)的(de)(de)(de)層疊材(cai)(cai)料(liao)(liao)是不(bu)可能的(de)(de)(de)，因超(chao)聲波無法穿透未經耦(ou)合(he)的(de)(de)(de)空間，而(er)且不(bu)能在復合(he)（非均質(zhi)）材(cai)(cai)料(liao)(liao)中(zhong)勻速傳播。對于由(you)多層材(cai)(cai)料(liao)(liao)包扎制(zhi)成的(de)(de)(de)設備（像尿素高壓設備），測厚(hou)時要特別注意，測厚(hou)儀(yi)的(de)(de)(de)示(shi)值僅表示(shi)與探頭接(jie)觸(chu)的(de)(de)(de)那層材(cai)(cai)料(liao)(liao)厚(hou)度。
（11）耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)的(de)(de)影響。耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)是用(yong)(yong)來排除(chu)探(tan)頭(tou)和被測物(wu)體之間(jian)的(de)(de)空(kong)氣，使(shi)(shi)超聲波能有效地穿入(ru)工件(jian)達到檢測目的(de)(de)。如果選(xuan)擇種類(lei)或使(shi)(shi)用(yong)(yong)方法不(bu)當，將造成誤(wu)差或耦(ou)(ou)(ou)合(he)標志閃(shan)爍，無法測量。因根據使(shi)(shi)用(yong)(yong)情(qing)況(kuang)選(xuan)擇合(he)適的(de)(de)種類(lei)，當使(shi)(shi)用(yong)(yong)在(zai)光滑材料表面(mian)(mian)時(shi)，可以使(shi)(shi)用(yong)(yong)低粘度(du)(du)的(de)(de)耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)；當使(shi)(shi)用(yong)(yong)在(zai)粗(cu)糙表面(mian)(mian)、垂直表面(mian)(mian)及頂(ding)表面(mian)(mian)時(shi)，應(ying)(ying)使(shi)(shi)用(yong)(yong)粘度(du)(du)高(gao)(gao)的(de)(de)耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)。高(gao)(gao)溫工件(jian)應(ying)(ying)選(xuan)用(yong)(yong)高(gao)(gao)溫耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)。其(qi)次，耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)應(ying)(ying)適量使(shi)(shi)用(yong)(yong)，涂(tu)抹均勻，一般應(ying)(ying)將耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)涂(tu)在(zai)被測材料的(de)(de)表面(mian)(mian)，但(dan)當測量溫度(du)(du)較(jiao)高(gao)(gao)時(shi)，耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)應(ying)(ying)涂(tu)在(zai)探(tan)頭(tou)上。
（12）聲速選擇錯(cuo)誤(wu)。測量工(gong)件(jian)前(qian)，根據材(cai)料(liao)種類(lei)預(yu)置其聲速或(huo)根據標準塊反測出聲速。當用(yong)一種材(cai)料(liao)校(xiao)正儀器后（常用(yong)試塊為(wei)鋼）又去測量另一種材(cai)料(liao)時，將(jiang)產生錯(cuo)誤(wu)的(de)結果。要求在測量前(qian)一定要正確識(shi)別材(cai)料(liao)，選擇合適聲速。
（13）應(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)影響。在役(yi)設備、管道(dao)大(da)部分(fen)有應(ying)(ying)力(li)(li)(li)存在，固體材料的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)狀況(kuang)對聲速(su)有一(yi)定的(de)(de)影響，當應(ying)(ying)力(li)(li)(li)方(fang)向(xiang)與傳播方(fang)向(xiang)一(yi)致時，若(ruo)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)為(wei)壓應(ying)(ying)力(li)(li)(li)，則應(ying)(ying)力(li)(li)(li)作用使工件彈性增加(jia)，聲速(su)加(jia)快；反(fan)之，若(ruo)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)為(wei)拉應(ying)(ying)力(li)(li)(li)，則聲速(su)減慢。當應(ying)(ying)力(li)(li)(li)與波(bo)的(de)(de)傳播方(fang)向(xiang)不一(yi)至時，波(bo)動過程中(zhong)質點振動軌跡受應(ying)(ying)力(li)(li)(li)干擾(rao)，波(bo)的(de)(de)傳播方(fang)向(xiang)產生偏(pian)離。根據資料表明(ming)，一(yi)般(ban)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)增加(jia)，聲速(su)緩慢增加(jia)。
（14）金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)面(mian)氧(yang)化物(wu)或油漆覆蓋層(ceng)(ceng)的影響。金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)面(mian)產生的致密氧(yang)化物(wu)或油漆防腐(fu)層(ceng)(ceng)，雖(sui)與(yu)基(ji)體材料結合緊(jin)密，無(wu)名顯界面(mian)，但聲速在兩種物(wu)質中的傳(chuan)播速度(du)是不同(tong)的，從而(er)造(zao)成(cheng)誤(wu)差(cha)，且隨覆蓋物(wu)厚度(du)不同(tong)，誤(wu)差(cha)大小(xiao)也不同(tong)。
（1）工件表(biao)面(mian)粗(cu)(cu)糙(cao)度(du)過(guo)大，造成探頭與接觸面(mian)耦(ou)合效(xiao)果差，反射回(hui)波低，甚至(zhi)無法(fa)接收到回(hui)波信號(hao)。對于表(biao)面(mian)銹(xiu)蝕，耦(ou)合效(xiao)果極差的(de)在役設備(bei)、管道等可(ke)通過(guo)砂(sha)、磨(mo)、挫等方法(fa)對表(biao)面(mian)進行處理，降(jiang)低粗(cu)(cu)糙(cao)度(du)，同時也可(ke)以將氧化物及油漆(qi)層(ceng)去掉，露出金屬光澤，使(shi)探頭與被檢物通過(guo)耦(ou)合劑能(neng)達(da)到很好的(de)耦(ou)合效(xiao)果。
（2）工件曲(qu)率(lv)半(ban)徑太(tai)小(xiao)，尤其是小(xiao)徑管(guan)測厚(hou)時，因常用(yong)(yong)探頭(tou)表面(mian)為(wei)平(ping)面(mian)，與曲(qu)面(mian)接觸(chu)為(wei)點接觸(chu)或線接觸(chu)，聲強(qiang)透射率(lv)低（耦(ou)合不好）。可選用(yong)(yong)小(xiao)管(guan)徑專(zhuan)用(yong)(yong)探頭(tou)（<6mm ),能較(jiao)**的測量管(guan)道等曲(qu)面(mian)材料。
（3）檢測面(mian)與底(di)面(mian)不平行(xing)，聲波遇到底(di)面(mian)產生散射，探頭無法(fa)接受到底(di)波信(xin)號。
（4）鑄件、奧氏(shi)體鋼(gang)因組織(zhi)不均勻或晶(jing)粒粗大，超聲波在其中穿(chuan)過時產(chan)生嚴重的散射衰減，被散射的超聲波沿著復雜(za)的路徑傳播，有可能使回(hui)波湮(yin)沒，造成不顯示。可選用頻率較低(di)的粗晶(jing)專(zhuan)用探頭（2.5MHz)。
（5）探(tan)頭接觸面有(you)一定磨損。常用(yong)測(ce)厚探(tan)頭表面為丙烯(xi)樹脂(zhi)，長期使(shi)用(yong)會使(shi)其(qi)表面粗(cu)糙度增(zeng)加(jia)，導致(zhi)靈敏度下降(jiang)，從而(er)造成顯示不正確(que)。可選用(yong)500#砂紙打磨，使(shi)其(qi)平滑并保證平行度。如仍不穩定，則考慮更換探(tan)頭。
（6）被(bei)測物背面(mian)有大量腐蝕坑。由于被(bei)測物另一面(mian)有銹(xiu)斑、腐蝕凹(ao)坑，造成聲波衰減，導致讀數無(wu)規則變化，在極端情況(kuang)下(xia)甚至無(wu)讀數。
（7）被測物體（如管道(dao)）內有(you)沉積物，當(dang)沉積物與工件(jian)聲阻抗(kang)相(xiang)差不(bu)大(da)時(shi)，測厚(hou)儀顯示值(zhi)為壁(bi)厚(hou)加沉積物厚(hou)度(du)。
（8）當(dang)材(cai)料內部存在缺陷（如夾(jia)(jia)雜、夾(jia)(jia)層(ceng)等(deng)）時，顯示值(zhi)約為公(gong)稱厚(hou)度的(de)(de)70%，此時可用超(chao)聲波(bo)探傷儀或者(zhe)帶波(bo)形顯示的(de)(de)測厚(hou)儀（比如美國dakota公(gong)司的(de)(de)MVX、PVX或者(zhe)CMX等(deng)）進(jin)一(yi)步進(jin)行缺陷檢測。
（9）溫度的影響。一般固體材(cai)料(liao)中的聲速隨(sui)其溫度升(sheng)高而降低，有試(shi)驗數據(ju)表明，熱態材(cai)料(liao)每增加100°C，聲速下降1%。對于高溫在役(yi)設備常常碰到這種情況。應(ying)選用高溫專用探(tan)頭(tou)和高溫耦合(he)劑（300－600°C)，切勿(wu)使用普通探(tan)頭(tou)。
（10）層疊材(cai)(cai)料(liao)(liao)、復合(he)（非均質(zhi)）材(cai)(cai)料(liao)(liao)。要測量未經耦(ou)合(he)的(de)(de)(de)層疊材(cai)(cai)料(liao)(liao)是不(bu)可能的(de)(de)(de)，因超(chao)聲波無法穿透未經耦(ou)合(he)的(de)(de)(de)空間，而(er)且不(bu)能在復合(he)（非均質(zhi)）材(cai)(cai)料(liao)(liao)中(zhong)勻速傳播。對于由(you)多層材(cai)(cai)料(liao)(liao)包扎制(zhi)成的(de)(de)(de)設備（像尿素高壓設備），測厚(hou)時要特別注意，測厚(hou)儀(yi)的(de)(de)(de)示(shi)值僅表示(shi)與探頭接(jie)觸(chu)的(de)(de)(de)那層材(cai)(cai)料(liao)(liao)厚(hou)度。
（11）耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)的(de)(de)影響。耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)是用(yong)(yong)來排除(chu)探(tan)頭(tou)和被測物(wu)體之間(jian)的(de)(de)空(kong)氣，使(shi)(shi)超聲波能有效地穿入(ru)工件(jian)達到檢測目的(de)(de)。如果選(xuan)擇種類(lei)或使(shi)(shi)用(yong)(yong)方法不(bu)當，將造成誤(wu)差或耦(ou)(ou)(ou)合(he)標志閃(shan)爍，無法測量。因根據使(shi)(shi)用(yong)(yong)情(qing)況(kuang)選(xuan)擇合(he)適的(de)(de)種類(lei)，當使(shi)(shi)用(yong)(yong)在(zai)光滑材料表面(mian)(mian)時(shi)，可以使(shi)(shi)用(yong)(yong)低粘度(du)(du)的(de)(de)耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)；當使(shi)(shi)用(yong)(yong)在(zai)粗(cu)糙表面(mian)(mian)、垂直表面(mian)(mian)及頂(ding)表面(mian)(mian)時(shi)，應(ying)(ying)使(shi)(shi)用(yong)(yong)粘度(du)(du)高(gao)(gao)的(de)(de)耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)。高(gao)(gao)溫工件(jian)應(ying)(ying)選(xuan)用(yong)(yong)高(gao)(gao)溫耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)。其(qi)次，耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)應(ying)(ying)適量使(shi)(shi)用(yong)(yong)，涂(tu)抹均勻，一般應(ying)(ying)將耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)涂(tu)在(zai)被測材料的(de)(de)表面(mian)(mian)，但(dan)當測量溫度(du)(du)較(jiao)高(gao)(gao)時(shi)，耦(ou)(ou)(ou)合(he)劑(ji)應(ying)(ying)涂(tu)在(zai)探(tan)頭(tou)上。
（12）聲速選擇錯(cuo)誤(wu)。測量工(gong)件(jian)前(qian)，根據材(cai)料(liao)種類(lei)預(yu)置其聲速或(huo)根據標準塊反測出聲速。當用(yong)一種材(cai)料(liao)校(xiao)正儀器后（常用(yong)試塊為(wei)鋼）又去測量另一種材(cai)料(liao)時，將(jiang)產生錯(cuo)誤(wu)的(de)結果。要求在測量前(qian)一定要正確識(shi)別材(cai)料(liao)，選擇合適聲速。
（13）應(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)影響。在役(yi)設備、管道(dao)大(da)部分(fen)有應(ying)(ying)力(li)(li)(li)存在，固體材料的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)狀況(kuang)對聲速(su)有一(yi)定的(de)(de)影響，當應(ying)(ying)力(li)(li)(li)方(fang)向(xiang)與傳播方(fang)向(xiang)一(yi)致時，若(ruo)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)為(wei)壓應(ying)(ying)力(li)(li)(li)，則應(ying)(ying)力(li)(li)(li)作用使工件彈性增加(jia)，聲速(su)加(jia)快；反(fan)之，若(ruo)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)為(wei)拉應(ying)(ying)力(li)(li)(li)，則聲速(su)減慢。當應(ying)(ying)力(li)(li)(li)與波(bo)的(de)(de)傳播方(fang)向(xiang)不一(yi)至時，波(bo)動過程中(zhong)質點振動軌跡受應(ying)(ying)力(li)(li)(li)干擾(rao)，波(bo)的(de)(de)傳播方(fang)向(xiang)產生偏(pian)離。根據資料表明(ming)，一(yi)般(ban)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)增加(jia)，聲速(su)緩慢增加(jia)。
（14）金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)面(mian)氧(yang)化物(wu)或油漆覆蓋層(ceng)(ceng)的影響。金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)面(mian)產生的致密氧(yang)化物(wu)或油漆防腐(fu)層(ceng)(ceng)，雖(sui)與(yu)基(ji)體材料結合緊(jin)密，無(wu)名顯界面(mian)，但聲速在兩種物(wu)質中的傳(chuan)播速度(du)是不同(tong)的，從而(er)造(zao)成(cheng)誤(wu)差(cha)，且隨覆蓋物(wu)厚度(du)不同(tong)，誤(wu)差(cha)大小(xiao)也不同(tong)。
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