超声波测厚仪常见问题及解决方法

2018-09-21

 

    来源:北京时代航宇仪器科技有限公司专业无损检测仪器生产商

    由于超声波处理方便,并有良好的指向性,超声技术测量金属,非金属材料的厚度,既快又准确,无污染,尤其是在只许可一个侧面可按触的场合,更能显示其优越性,广泛用于各种板材、管材壁厚、锅炉容器壁厚及其局部腐蚀、锈蚀的情况,因此对冶金、造船、机械、化工、电力、原子能等各工业部门的产品检验,对设备安全运行及现代化管理起着主要的作用。
使用中会遇到一些常见问题。
1、 清洁表面
      测量前应清除被测物体表面所有的灰尘、污垢及锈蚀物,使用不带穿透涂层功能的超声波测厚仪要铲除油漆等覆盖物。(沈阳宇时先锋生产的UM-2D表面漆层不需要打磨,可以穿透涂层直接测量基材厚度)
2 、提高粗糙度要求
      粗糙的表面会引起测量误差,甚至仪器无读数。测量前应尽量使被测材料表面光滑,可使用磨、抛、锉等方法使其光滑。还可使用高粘度耦合剂。
3 、测量圆柱型表面
      测量圆柱型材料,如管子、轴类等,选择探头分割线与被测材料轴线相垂直为最理想情况。简单地说,将探头与被测材料耦合,然后围绕被测物轴线转动探头或者垂直于被测物轴线平行移动探头,使探头的中线与被测物接触,选择稳定的读数,作为材料的准确厚度。对于不同直径的被测物选择不同的晶片尺寸探头对测量会有帮助的。
4、 不平行表面
      为了得到一个令人满意的超声响应,被测材料的另一表面必须与被测面平行或同轴,否则将引起测量误差或根本无读数显示。
5、 材料的温度影响
      材料的厚度与超声波传播速度均受温度的影响,使用常规探头时,被测物表面不应超过 60℃,否则探头不能使用。温度较高时要使用高温探头和高温耦合剂。
6、 大衰减材料
      对于一些如纤维、多孔、粗粒子材料,它们会造成超声波的大量散射和能量衰减,以致出现反常的读数甚至无读数(通常反常的读数小于实际厚度),在这种情况下,则说明该材料不适于用此测厚仪测试。
7、 参考试块
      对不同材料在不同条件下进行精确测量,校准试块的材料越接近于被测材料,测量就越精确。理想的参考试块将是一组被测材料的不同厚度的试块,试块能提供仪器补偿校正因素(如材料的微观结构、热处理条件、粒子方向、表面粗糙等)。为了满足最大精度测量的要求,一套参考试块将是很重要的。
      在大部分情况下,只要使用一个参考试块就能得到令人满意的测量精度,这个试块应具有与被测材料相同的材质和相近的厚度。取均匀被测材料用千分尺测量后就能作为一个试块。对于薄材料,在它的厚度接近于探头测量下限时,可用试块来确定准确的低限。不要测量低于下限厚度的材料。如果一个厚度范围是可以估计的,那么试块的厚度应选上限值。当被测材料较厚时,特别是内部结构较为复杂的合金等,应在一组试块中选择一个接近被测材料的,以便于掌握校准。大部分锻件和铸件的内部结构具有方向性,在不同的方向上,声速将会有少量变化,为了解决这个问题,试块应具有与被测材料相同方向的内部结构,声波在试块中的传播方向也要与在被测材料中的方向相同。
      在一定情况下,查已知材料的声速表,可代替参考试块,但这只是近似地代替一些参考试块,在一些情况下,声速表中的数值与实际测量有别,这是因为材料的物理及化学情况有异。这种方法常被用来测低碳钢,但只能作为粗略测量。
8、 超薄材料
      使用任何超声波测厚仪,当被测材料的厚度降到探头使用下限以下时,将导致测量误差,必要时,最小极限厚度可用试块比较法测得。当测量超薄材料时,有时会发生一种称为“双重折射”的错误结果,它的结果为显示读数是实际厚度的二倍,另一种错误结果它的结果是测得值大于实际厚度,为防止这类误差,测临界薄材时应重复测量核对。(选用沈阳宇时先锋的带A扫描的UM-5系列测厚仪,可轻松解决此类问题)
9、 锈斑、腐蚀凹坑等
      被测材料另一表面的锈斑凹坑等将引起读数无规则地变化,在极端情况下甚至无读数,很小的锈点有时是很难发现的。当发现凹坑或感到怀疑时,这个区域的测量就得十分小心,可选择探头不同角度的定位来做多次测试。
10、 材料识别错误
      当用一种材料校正了仪器后,又去测试另一种材料时,将发生错误的结果,应注意选择正确的声速。
11、探头的磨损
      探头表面为丙烯树脂,长期使用会使粗糙度增高,导致灵敏度下降,用户在可以确定为此原因造成误差的情况下,则需更换探头。
12、金属表面氧化层的影响
     有些金属可在其表面产生较致密的氧化层,例如铝等,这层氧化层与基体间结合紧密,无明显界面,但超声波在这两种物质中的传播速度是不同的,故会造成误差,且氧化层厚度不同误差的大小也不同,请用户在使用时加以注意,可以在同一批被测材料中选择一块用千分尺或卡尺测量制成样块,对仪器进行校准。
13、耦合剂的使用和选择
      耦合剂是用来作为探头与被测材料之间的高频超声能量传递的。如果选择种类或使用方法不当将有可能造成误差或耦合标志闪烁,无法测值。耦合剂应适量使用,涂沫均匀。选择合适种类的耦合剂是重要的,当使用在光滑材料表面时,低粘度的耦合剂(如随机配置的耦合剂、轻机油等)是很合适的。当使用在粗糙材料表面,或垂直表面及顶面时,可使用粘度较高的耦合剂(如甘油膏、黄油、润滑脂等)。各种配方的耦合剂各地均有售。

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