超声波测厚仪示值失真因素分析.pdf

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1、第6期-81-故障诊断超声波测厚仪示值失真因素分析陈卫民（河南省锅炉压力容器安全检测研究院，河南郑州450016）[摘要]超声波测厚仪是承压类特种设备检验检测常用的测厚工具，但壁厚测定时常遇到示值失真现象。本文分析了影响测厚仪示值失真的各种因素，以期减小误差获得相对准确的壁厚数据。[关键词]特种设备；超声波测厚仪；失真；因素分析锅炉、压力容器及压力管道等承压类特种超声波被工件前表面反射回接收晶片形成界面反设备在高温、高压或腐蚀介质的工况下长时间运射波，剩余部分则穿过工件在底面发生反射，反行，会出现冲刷、磨损、腐蚀等情况，这将导致射波的一部分又穿过工件表面和延迟

2、块到达接收设备壁厚逐渐减薄，需要定期对设备进行壁厚测晶片形成底面反射波。因为界面反射波的波幅很量。超声波测厚仪由于操作简单，携带方便，测小，不易检测到，因此测厚仪一般都设置了调零量准确度较高，被广泛应用于承压类特种设备的旋钮来减小其产生的影响。在实际壁厚测定时，检验检测中。超声波测厚仪上均带有标准厚度的试块，检测前超声波测厚仪测量的数据是判断设备壁厚是先进行调零操作，保证标准试块厚度与测厚仪上否减薄的重要依据，但在实际检验检测工作中，显示的厚度相一致，这样便间接地消除了界面反[2]时常遇到测厚仪示值波动较大或出现异常值的情射波带来的误差。脉冲波经介质底面反射后

3、被接况，即“失真”现象，与真实情况相比产生较大收电路接收，工件的厚度与脉冲的宽度（通过工误差，若对示值失真处理不当将会造成材料的浪件时间）成正比，根据声波在工件中的传播速度费甚至导致事故的发生。因此，如何正确分析测乘以通过工件时间的一半而得到工件的厚度，通厚仪示值失真的因素对设备安全、稳定、高效运过单片机计数处理后，经液晶显示器显示厚度数行显得尤为重要。值。1超声波测厚仪测厚原理3超声波测厚仪示值失真因素分析超声波是一种频率高，方向性好，穿透能力在进行锅炉、压力容器、压力管道检验检强的声波，其易于获得较集中的声能，而且在均测时，当设备中的缺陷一旦达到一定面积或

4、尺寸匀介质中传播速度相同。超声波在传播过程中如时，入射脉冲波就会在缺陷部位发生反射，此时果遇到另一种介质时将产生反射现象，从被测材仪器接收到的反射信号反映的厚度（深度）就是料表面发出超声波到接收底面（或缺陷）反射波缺陷所在部位的厚度（深度）。通常情况下，超的时间间隔与材料厚度成正比，由传播时间和声声波的传播路径发生了变化则可能产生折射或产速便可确定材料的厚度。基于此原理，超声波测生波型变换，有时会产生“增值”或其它变化，厚仪可用于进行测厚。导致了失真现象的产生。因此，在排除因仪器本身、探头和操作方法等因素的影响外，导致示值2超声波测厚仪异常的因素通常是表面接触

5、情况和测量对象自身超声波测厚仪主要由主机和探头两部分组属性。成。主机电路包括发射电路、接收电路、计数显示电路三部分，由发射电路产生的高压冲击波激励探头，产生超声发射脉冲波，超声波透过有机作者简介：陈卫民（1973—），男，河南洛阳人，本科，工程玻璃延迟块和耦合剂到达工件表面。其中一部分师。主要从事承压类特种设备检验检测工作。石油和化工设备-82-故障诊断2017年第20卷3.1表面接触情况导致示值失真同，因此测厚之前要先选择与测量对象相适应的3.1.1耦合剂的影响声速。然而，特殊情况下，即便为同一种材料，由于各自冶金、加工、热处理工艺的不同，其声耦合剂可以排除

6、探头和被测设备金属表面之速值也会不同。如果材质不均匀，不同的区域还间的空气，保证超声波探头与被测工件表面有效会存在不同的声速。超声波测厚时通常采用材料接触，利于超声波由表面进入工件，达到检测目的平均声速，虽然由此引起的声速差异不太大，的。选择耦合剂的种类或使用方法要得当，否则但也会给测厚带来一定的误差。将可能造成误差或无法测定。应根据被测工件的表面状况、声阻抗和被测设备的特殊要求等情况3.2.2氢腐蚀的影响选择合适的耦合剂种类，当在光滑材料表面进行在对一些石化装置检验检测时，经常会对测定时，应尽量选用低黏度的耦合剂如机油；当一些临氢介质的压力容器进行壁厚测定，

7、若发现在粗糙表面、垂直表面测定时，应使用黏度高的壁厚出现“增值”情况，则应考虑氢腐蚀的可能耦合剂如甘油、水玻璃、浆糊等。高温工件表面性。氢腐蚀是指高温下（一般温度200℃以上）氢应选用高温耦合剂。对有禁油要求的设备检测时和钢中的渗碳体(Fe3C)发生还原作用生成甲烷而导必须使用无油的耦合剂。耦合剂应涂抹均匀，使致沿晶界的腐蚀，形成的甲烷使晶界产生大量的用适量，通常情况下应将耦合剂涂抹在被测材料微裂纹，并出现明显的脱碳，超声波的衰减、反[1]表面，再进行测定，但测量高温工件时，耦合剂射、声速与频率都受此影响。材料受到腐蚀后，应均匀涂抹在探头上，然后再与工件表面接

8、触进晶界受到破坏，晶粒与晶粒之间产生了