对化工压力容器和管道壁厚的测定分析

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1、对化工压力容器和管道壁厚的测定分析摘要：对化工压力容器和管道壁厚测定的原理、方法、选点及示值的可靠性分析。化工容器和管道受工艺介质的腐蚀和冲刷导致其壁厚的减薄和损坏，应力集中部位和焊接热影响区壁厚的测定和获得准确、可靠的数据在容器管道检测中具有的重要地位和作用。 关键词：压力容器管道壁厚测厚仪一、测厚原理和测厚仪 测厚仪多为超声波测厚仪，其原理是基于超声波在工件中的传播和反射，因为超声波在同一均匀介质中传播声速为一常数，故被测工件越厚，超声波在工件中传播的时间越长。而且，当超声波通过不同介质的界面时会反射。测厚时，从探头换能器发出的脉冲超声波（老式共振法测

2、厚时为连续超声波）经耦合剂到达被测工件。此时，部分超声波被工件表面反射，另一部分则穿过被测工件并被工件底面所反射，经换能器被仪器接收。测出工件表面反射形成的界面波及工件底面反射波之间的时间差，再根据声速、时间、距离（厚度）三者之间的关系，便可求出被测工件的厚度，即：      h=ct/2      式中h—距离（厚度）      c—声速      t—声波传播时间     测厚仪分为单晶片探头和双晶片探头，如图1所示。图1中A为单晶片探头探测，B为双晶片探头探测。国内早期的测厚仪多为单晶片探头，探头晶片兼具发射和接受超声波之功能。双晶片探头是一个晶片T

3、发射超声波，另一个探头R接收超声波。中间用隔声层隔开，并在晶片下加延迟块。这种探头的检测灵敏度较高，目前国内外仪器均采用。图1    二、测量方法和注意事项     1．测量方法     (1)一次测量法。适用于接触面较大和内外表面不平行度较小（＜1/4波长的工件，此时一个点只需测量一次）。     (2)二次测量法。对背面有腐蚀坑或内外表面不平行度较大及曲率较大的工件，应在第一次测完后再将探头旋转90°取两次测量中的较小值作为测量值。     (3）线连续测量法。在一条固定线上每相距5mm或5mm以下测量一次，用此间隔连续进行测量，此法适用于测量背面有腐

4、蚀沟槽的工件。     (4）圆圈内多点测量法。以一点为中心在某一直径范围内（一般以直径20一30mm为宜）测量，以找出最薄点，如图2所示。     (5)综合测量法：用于腐蚀严重或对测量结论要求较精确的场合，测量时以一点为中心，综合使用以上方法，以更小间隔移动探头，并将测量结果以等高线形式记录（图3)。此法可找出壁厚最薄点，确定小面积的腐蚀坑穴。 图2图3     2. 注意事项     老式仪器，如CH一J一1型，不但线路落后、结构笨重，而且由于采用单晶片探头，灵敏度低且不稳定，测厚时必须打磨出一平整光滑的测点，使用时由于静区开得太大出现双倍读数，再加

5、上仪器的线性不好，常使某一区段的测值偏高或偏低。近年来出品的数码管高精度袖珍式仪器，由于采用了先进的工艺技术、元器件和双晶片分割式探头，具有检测灵敏度高、范围广、误差小、便于携带和调试等优点。用这种仪器测厚时，需注意以下几点：     (1)双晶片中，发射晶片的功率较大，使用时发射插座和接收插座的插位不应插错，否则灵敏度稍有降低。     (2)袖珍式数字测厚仪，由于检测灵敏度高，在工件表面有油漆、氧化皮或锈铁时，均可直接测厚（不平时稍加打磨），但此时测出的工件厚度包括了氧化层和涂层厚度，故应在示值中扣除。     (3)新式仪器在测曲率较大的工件或小直径

6、管子时必须使用探头座，并使用黏度较大的耦合剂，使其接触良好。     (4)测量管壁厚度时，探头中间的隔声层应与被测管子的轴线平行，以增大探头晶片与工件的接触面，过去采取隔声层与管子轴线垂直的测量方法是不合理的。     (5)在测表面有严重麻点和凹坑的工件时，应选用声阻抗大、黏度高的甘油、凡士林或专用超声耦合剂。     (6)测厚中出现示值跳跃不定时，不要轻意确定测厚结果，此时可轻微移动探头，并用手指将探头压紧在测点上，待示值稳定不动时方可取值。     (7)测厚时示值轻微闪烁跳动，一般应以较小测值为准。     3．示值的可靠性及其分析     用

7、测厚仪测出的示值有时与实际情况或预想的结果不符，可能有以下原因： (1)仪器误差和精度。一般仪器误差为±0.1%--0.5%，再加上±0.1mm的精度误差另外，老式仪器的线路和元件受环境温度的影响颇大，故测量时应反复调整或校正。设备维修     (2)由于测量方法不当造成测量误差。如用双晶片探头测定曲率较大的管子时，如果隔声层垂直于管子轴线将使示值偏大。     (3)壁厚公差。管子制造时必然存在误差，如小于等于外径57mm的热轧无缝钢管，其公差为±15%，实测时虽然示值高出公称值也是可能的。     (4)氧化层或涂漆太厚。由于测值中包含了漆层及氧化铁厚

8、度，所以示值偏大。     (5)材料代用或图纸资料有误。此种情况