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影响超声波测厚仪精度的因素

发布时间:2020-11-18 浏览次数:66

  超声波测厚仪在实际检测工作中,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、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。
 
  2、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。当用一种材料校正仪器后(常用试块为钢)又去测量另一种材料时,将产生错误的结果。
 
  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、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。实际使用中由于耦合剂使用过多,造成探头离开工件时,仪器示值为耦合剂层厚度值。
 
  5、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。
 
  6、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。
 
  7、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)。
 
  8、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。
 
  影响超声波测厚仪精度的因素还有如下:
 
  1:材料的影响
 
  在钢这样的检测对象中,即使其中含有多种不同的合金成分,其声速也认为是基本恒定的。而在其它的许多材料中,如许多非铁金属或塑料中,超声传播速度的变化是非常显著的,因而会影响测量的精度。
 
  如果待检测对象的材料不是各向同性的,那么在不同的方向上声速就会不同。在这种情况下必须用检测范围内的声速的平均值进行计算。平均值是通过测量声速与待测试块的平均声速相当的参考试块而获得的。
 
  2:温度的影响
 
  材料的声速会随着材料温度的变化而发生变化。如果仪器的校准是在温度相对较低的环境中进行的,而仪器的使用却在温度相对较高的环境中,这种情况下就会使检测结果偏离真实值。要避免温度的这种影响,方法是校准仪器时用高温探头来处理。
 
  3:表面粗糙度的影响
 
  被测件的表面粗糙程度对测厚仪有影响。粗糙程度增大,影响增大。粗糙表面会引起系统误差和偶然误差,每次测量时,在不同位置上应增加测量的次数,以克服这种偶然误差。
 
  4:附着物质的影响
 
  测厚前必须清除附着物质,以保证仪器探头和被测试件表面直接接触。
 
  5:磁场
 
  周围各种电气设备所产生的强磁场,会严重地干扰测厚工作。

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