超聲波測厚儀在壓力容器厚度檢測的應(yīng)用

10.1 測定范圍
表9-10 缺陷按指示長度分級表 mm

注：當(dāng)對接焊縫兩側(cè)板厚不同時．以較薄者為準(zhǔn)。
本章適用于采用數(shù)字直讀式超聲波測厚儀或A型脈沖反射式超聲波探傷儀對壓力容器板材、封頭、筒體和接管厚度進(jìn)行的超聲測定。
10.2 幾種主要材料的聲速范閣
幾種主要材料的聲速范圍，見表10-1。使用時，如有必要，應(yīng)對材科進(jìn)行實際聲速測定。

表10 -1 幾種主要材料的聲速 m／s

10.3 儀器及探頭
10.3.1 超聲波測厚儀的精度應(yīng)達(dá)到±(T％十0．1)mm，T為壁厚。
10.3.2 超聲測厚通常采用直接接觸式單晶直探頭，也可采用帶延遲塊的單晶直探頭和雙晶直探頭。
10.3.3 高溫試件的壁厚測定需用特殊高溫探頭。
10.4 校正試塊
10.4.1 試塊的基本要求和尺寸見圖10—1。
10.4.2 測定曲面工件厚度時，應(yīng)使用同一曲率的試塊，或者對平面試塊加以修正。
10.5 耦合劑
應(yīng)根據(jù)被測件的表面狀況及聲阻抗，選用無氣泡、粘度適宜的耦臺劑，如甘油、機油、硅膠、水玻璃和漿糊等。若工件表面粗糙，則應(yīng)選擇比較稠的耦臺劑。
10.6 儀器校正
10.6.1 超聲波測厚儀的校正
a. 采用臺階試塊，分別在厚度接近待測厚度的*大值和待測厚度的*小值(或待測厚度*大值的1／2)進(jìn)行校正。
b.將探頭置于較厚試塊上，調(diào)整“聲速校正”旋鈕，使測厚儀顯示讀數(shù)接近已知值。
c.將探頭置于較薄的試塊上，調(diào)整“零位校正”旋紐，使測厚儀顯示讀數(shù)接近已知值。
d.反復(fù)調(diào)整，使量程的高低兩端都得到正確讀數(shù)，儀器即告調(diào)試完畢。
e.若已知材料聲速，則可預(yù)先調(diào)好聲速值，然后在儀器附帶的試塊上，調(diào)節(jié)“零位校正”旋鈕，使儀器顯示水為試塊的厚度，儀器即調(diào)試完畢。
10.6.2 超聲波探傷儀的校正
a.同10.6.1 a。
b.探頭置于較厚試塊上，調(diào)節(jié)儀器“掃描范圍”旋鈕．直到底面回波出現(xiàn)在相應(yīng)刻度位置上。
c.探頭置于較薄試塊上，調(diào)節(jié)儀器“延遲掃描”旋鈕，直到底面回波出現(xiàn)在相應(yīng)刻度位置上。
d.反復(fù)調(diào)整，直到在厚，薄試塊上的底面回波均出現(xiàn)在正確的刻度位置，儀器即告調(diào)整完畢。
10.7 測定準(zhǔn)備
測定面上存在的浮銹、鱗皮或部分脫離的涂膜應(yīng)進(jìn)行清洗，必要時可用砂輪進(jìn)行適當(dāng)?shù)男弈ァ?/span>
10.8 測定方法
在測定點只進(jìn)行一次測定的方法，一般適用于單晶直探頭的場合。
10.8.2 二次測定法

在用雙晶直探頭測定時，將分割面的方向轉(zhuǎn)動90°，在同一測定點測兩次的測定方法。測定值以小的數(shù)值為準(zhǔn)。
10.8.3 ф30mm多點測定法
當(dāng)測定值不穩(wěn)定時，以一個測定點為中,心在30mm的范圍內(nèi)進(jìn)行多點測定。測定值以*小值為HE。
10.8.4 管子壁厚的測定方法
單直探頭測定時，應(yīng)使探頭中心線與管軸中心線相垂直，并通過管鈾中心，使用雙晶直探頭測定時，探頭分割線必須與管軸中心線垂直。
10.9 測定值異常時的處理
在采用超聲調(diào)厚儀測定時．有時會出現(xiàn)異常值，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?/span>
10.9.1 沒有顯示值
若工件曲率半徑太小或背面有大量點腐蝕時，測厚儀會沒有顯示值，這時應(yīng)采用超聲波探傷儀進(jìn)行輔助測定。
10.9.2 顯示值為實際厚度的兩倍左右
工件壁厚小于3mm，且背面比較光滑．為避免測厚儀的顯示值有時為實際厚度的兩倍，這時應(yīng)采用小測距探頭或?qū)Ｓ锰筋^。
10.9.3 顯示值比實際厚度小
當(dāng)存在夾雜、夾層等內(nèi)部缺陷時，測厚儀顯示值常小于公稱厚度的70％，這時應(yīng)采用超聲探傷儀對測定點周圍進(jìn)行檢測，確認(rèn)是否是受缺陷的影響，探頭可采用直探頭或斜探頭。
10.10 報告
報告至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：
a.工件名稱、材質(zhì)、編號、委托單位；
b.儀器型號、探頭、試塊、耦合劑、測定方法；
G.測量部位和數(shù)據(jù)、測量部位草圖、測量數(shù)據(jù)的*大值和*小值，
d.操作人員、校核人員；
e.測定日期。

二、超聲波測厚度的原理
超聲波檢測厚度的方法有共振法、干涉法、脈沖回波法等。現(xiàn)在主要采用的為脈沖回波法檢測厚度的工作原理 。

超聲波探頭與被測物體表面接觸。主控制器控制發(fā)射電路，使探頭發(fā)出的超聲波到達(dá)被測物體底面反射回來，該脈沖信號又被探頭接收，經(jīng)放大器放大加到示波器垂直偏轉(zhuǎn)板上。標(biāo)記發(fā)生器輸出時間標(biāo)記脈沖信號，同時加到該垂直偏轉(zhuǎn)板上。而掃描電壓則加在水平偏轉(zhuǎn)板上。因此，在示波器上可直接讀出發(fā)射與接收超聲波之間的時間間隔t。被測物體的厚度h為:

 h＝ct/2

式中 c——超聲波的傳播速度。

我國 主要采用集成電路制成數(shù)字式超聲波測厚儀，其體積小到可以握在手中，重量不到1kg，精度可達(dá)0.01mm，例如：時代集團(tuán)的TT100超聲波測厚儀、TT300超聲波測厚儀.

超聲波測厚儀測量為什么要用耦合劑？

超聲波在遇到空氣時會急劇衰減掉，為了讓排出掉超聲波探頭和工件之間的空氣，采用超聲波耦合劑去除。通常在工廠測量比較光滑的工件表面采用一般機油或其他無腐蝕的液體即可，比較粗糙的表面可采用比較粘稠的黃油，測量完畢一定要把探頭表面以及標(biāo)準(zhǔn)塊表面耦合劑擦除掉。

測量高溫管道為什么要高溫耦合劑？

一般耦合劑在接觸高溫物體時，會瞬間蒸發(fā)或干結(jié)掉，這樣超聲波就很難達(dá)到被測工件，高溫耦合劑就是在一定高溫狀態(tài)下他的物體特性不會發(fā)生變化，這樣就會順利測量高溫物體。