哪些因素造成超声波测厚仪指示值失真

1、无示值显示或示值闪烁不稳

(1)工件曲率半径太小,尤其是小径管测厚时,因常用探头表面为平面,与曲面接触为点接触或线接触,声强透射率低(耦合不好)。

　　(2)工件表面粗糙度过大,使探头与接触面耦合效果差,反射回波低,甚至无法接收到回波信号。在役设备、管道多因表面锈蚀,耦合效果极差。

　　(3)检测面与底面不平行,声波遇到底面产生散射,探头无法接收到底波信号。

　　(4)铸件、奥氏体钢因组织不均匀或晶粒粗大,超声波在其中穿过时产生严重的散射衰减,被散射的超声波沿着复杂的路径传播,有可能使回波湮没而不显示。

　　(5)探头接触面有一定磨损。常用测厚探头表面为丙烯树脂,长期使用会使其表面粗糙度增加,导致灵敏度下降,从而造成不显示或闪烁。

　　(6)被测物背面有大量腐蚀坑。由于被测物另一面有锈斑、腐蚀凹坑,使声波衰减,导致读数无规则变化甚至无读数。

2、示值过大或过小

　　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)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。

　　(2)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)。

　　(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)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。

　　(5)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。

　　(6)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试块反测出声速。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。

　　(7)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致时,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。

　　(8)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,无明显界面,但因声速在两种物质中的传播速度不同而造成误差,且随覆盖物厚度不同,误差大小也不同。

　　(9)材质劣化的影响。如氢腐蚀导致超声波声速的变化,一般使指示值增大。

(10)近场区的影响。由于工件厚度较小,一般工件厚度小于或等于3 mm,且内外光滑,二次反射波很强。此时指示值为实际值的两倍。