影響測(cè)量精度的原因:
涂覆層測(cè)厚儀的基本工作原理是:當(dāng)測(cè)頭與被測(cè)式樣接觸時(shí),測(cè)頭裝置所產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng), 使置于測(cè)頭下的金屬導(dǎo)體產(chǎn)生渦流,其振幅和相位是導(dǎo)體與測(cè)頭之間非導(dǎo)電覆蓋層厚度的函數(shù). 即該渦流產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)會(huì)改變測(cè)頭參數(shù),而測(cè)頭參數(shù)變量的大小,并將這一電信號(hào)轉(zhuǎn)換處理,即可得到被測(cè)涂鍍層的厚度.
影響其測(cè)量精度的原因如下:
(1) 覆蓋層厚度大于25µm時(shí),其誤差與覆蓋層厚度近似成正比;
(2) 基體金屬的電導(dǎo)率對(duì)測(cè)量有影響,它與基體金屬材料成分及熱處理方法有關(guān);
(3) 任何一種測(cè)厚儀都要求基體金屬有一個(gè)臨界厚度,只有大于這個(gè)厚度,測(cè)量才不會(huì)受基體金屬厚度的影響;
(4) 渦流測(cè)厚儀對(duì)式樣測(cè)定存在邊緣效應(yīng),即對(duì)靠近式樣邊緣或內(nèi)轉(zhuǎn)角處的測(cè)量是不可靠的.
(5) 試樣的曲率對(duì)測(cè)量有影響,這種影響將隨曲率半徑的減小明顯地增大;
(6) 基體金屬和覆蓋層的表面粗糙度影響測(cè)量的精度,粗糙度增大,影響增大;
(7) 渦流測(cè)厚儀對(duì)妨礙測(cè)頭與覆蓋層表面緊密接觸的附著物質(zhì)敏感.因此測(cè)量前應(yīng)清除測(cè)頭 和覆蓋層表面的污物;測(cè)量時(shí)應(yīng)使測(cè)頭與測(cè)試表面保持恒壓垂直接觸.
超聲波測(cè)厚儀可以方便的測(cè)量金屬材料和非金屬材料的厚度,但是在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中,會(huì)受到測(cè)量環(huán)境、工件等因素的影響,現(xiàn)總結(jié)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(hào)。對(duì)于表面銹蝕,耦合效果極差的在役設(shè)備、管道等可通過(guò)砂、磨、挫等方法對(duì)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(dá)到很好的耦合效果。
(2)工件曲率半徑太小,尤其是小徑管測(cè)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(qiáng)透射率低(耦合不好)??蛇x用小管徑專(zhuān)用探頭(<6mm ),能較精確的測(cè)量管道等曲面材料。
(3)檢測(cè)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(hào)。
(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(yán)重的散射衰減,被散射的超聲波沿著復(fù)雜的路徑傳播,有可能使回波湮沒(méi),造成不顯示??蛇x用頻率較低的粗晶專(zhuān)用探頭(2.5MHz)。
(5)探頭接觸面有一定磨損。常用測(cè)厚探頭表面為丙烯樹(shù)脂,長(zhǎng)期使用會(huì)使其表面粗糙度增加,導(dǎo)致靈敏度下降,從而造成顯示不正確??蛇x用500#砂紙打磨,使其平滑并保證平行度。如仍不穩(wěn)定,則考慮更換探頭。
(6)被測(cè)物背面有大量腐蝕坑。由于被測(cè)物另一面有銹斑、腐蝕凹坑,造成聲波衰減,導(dǎo)致讀數(shù)無(wú)規(guī)則變化,在極端情況下甚至無(wú)讀數(shù)。
(7)被測(cè)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(shí),測(cè)厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度。
(8)當(dāng)材料內(nèi)部存在缺陷(如夾雜、夾層等)時(shí),顯示值約為公稱(chēng)厚度的70%,此時(shí)可用超聲波探傷儀或者帶波形顯示的測(cè)厚儀進(jìn)一步進(jìn)行缺陷檢測(cè)。
(9)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(yàn)數(shù)據(jù)表明,熱態(tài)材料每增加100°C,聲速下降1%。對(duì)于高溫在役設(shè)備常常碰到這種情況。應(yīng)選用高溫專(zhuān)用探頭和高溫耦合劑(300-600°C),切勿使用普通探頭。
(10)層疊材料、復(fù)合(非均質(zhì))材料。要測(cè)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(fù)合(非均質(zhì))材料中勻速傳播。對(duì)于由多層材料包扎制成的設(shè)備(像尿素高壓設(shè)備),測(cè)厚時(shí)要特別注意,測(cè)厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度。
(11)耦合劑的影響。耦合劑是用來(lái)排除探頭和被測(cè)物體之間的空氣,使超聲波能有效地穿入工件達(dá)到檢測(cè)目的。如果選擇種類(lèi)或使用方法不當(dāng),將造成誤差或耦合標(biāo)志閃爍,無(wú)法測(cè)量。因根據(jù)使用情況選擇合適的種類(lèi),當(dāng)使用在光滑材料表面時(shí),可以使用低粘度的耦合劑;當(dāng)使用在粗糙表面、垂直表面及頂表面時(shí),應(yīng)使用粘度高的耦合劑。高溫工件應(yīng)選用高溫耦合劑。其次,耦合劑應(yīng)適量使用,涂抹均勻,一般應(yīng)將耦合劑涂在被測(cè)材料的表面,但當(dāng)測(cè)量溫度較高時(shí),耦合劑應(yīng)涂在探頭上。
(12)聲速選擇錯(cuò)誤。測(cè)量工件前,根據(jù)材料種類(lèi)預(yù)置其聲速或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)塊反測(cè)出聲速。當(dāng)用一種材料校正儀器后(常用試塊為鋼)又去測(cè)量另一種材料時(shí),將產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。要求在測(cè)量前一定要正確識(shí)別材料,選擇合適聲速。
(13)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(duì)聲速有一定的影響,當(dāng)應(yīng)力方向與傳播方向一致時(shí),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至?xí)r,波動(dòng)過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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。
(14)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(wú)名顯界面,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。
穿越涂層超聲波測(cè)厚儀的測(cè)量原理
按超聲波脈沖反射原理設(shè)計(jì)的測(cè)厚儀可對(duì)各種板材和各種加工零件作測(cè)量,也可以對(duì)生產(chǎn)設(shè)備中各種管道和壓力容器進(jìn)行監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)它們?cè)谑褂眠^(guò)程中受腐蝕后的減薄程度??蓮V泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個(gè)領(lǐng)域。
穿越涂層測(cè)厚:無(wú)需清除被測(cè)物體表面的油漆,塑料等附著物即可測(cè)量基體厚度;
兩種穿越涂層測(cè)厚模式:薄涂層模式,厚涂層模式;
探頭自動(dòng)識(shí)別與匹配自主技術(shù):可對(duì)不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的各種型號(hào)探頭自動(dòng)進(jìn)行靈敏度與頻率等參數(shù)測(cè)試識(shí)別,自動(dòng)調(diào)整主機(jī)測(cè)量設(shè)置,達(dá)到很好的測(cè)量效果
探頭零點(diǎn)自動(dòng)校準(zhǔn);
多種實(shí)用測(cè)量模式:標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量模式,大值測(cè)量模式,小值測(cè)量模式,差值測(cè)量模式,平均值測(cè)量模式,高溫測(cè)量模式(配高溫探頭);
適用于管材厚度測(cè)量;
人性化數(shù)據(jù)保存模式:可分組保存并可選擇每組保存數(shù)據(jù)量,無(wú)需保存每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù),簡(jiǎn)化操作;
大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ):數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量可達(dá)2000組;適合測(cè)量灰口鑄鐵等粗晶粒材料(需另選購(gòu)專(zhuān)用粗晶探頭)。
適合測(cè)量高溫材料,高可到300度(需另選購(gòu)專(zhuān)用高溫探頭)。