超聲波厚度測(cè)量專項(xiàng)講座

1、超聲波厚度測(cè)量專項(xiàng)講座第1頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三目錄1、測(cè)厚儀的校準(zhǔn)等2、測(cè)厚儀與工件的接觸方式3、工件的表面處理4、厚度測(cè)量部位選擇和測(cè)厚點(diǎn)數(shù)量5、厚度測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用6、厚度測(cè)量數(shù)據(jù)的整理第2頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三 前言 厚度測(cè)量講座引用標(biāo)準(zhǔn)為接觸式超聲波脈沖回波測(cè)厚GB11344-2008和ASTM E0797-05。 1、測(cè)厚儀的校準(zhǔn)等1）探頭選擇 探頭的頻率有2.5MHz，5MHz，10MHz等。 2.5MHz主要用于鑄造、大工件的壁厚測(cè)量。 5MHz就是我們通常使用的探頭，精度只能達(dá)到0.1mm。 10MHz精度

2、可以達(dá)到0.01mm。 用于航空業(yè)的探頭由于精度要求0.001mm，相應(yīng)的頻率更高。第3頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三2）試塊準(zhǔn)備 A準(zhǔn)備至少兩個(gè)不同壁厚的試塊（已知的聲速與被測(cè)工件相同），其中一個(gè)接近受檢工件最大壁厚（大壁厚為1/2壁厚），另一個(gè)接近受檢工件最小壁厚。如果試塊生銹，必須進(jìn)行除銹處理,用細(xì)砂紙(120#左右)打磨至光滑，用游標(biāo)卡尺（精度0.02mm左右）測(cè)量厚度，并對(duì)測(cè)量位置做記號(hào)，校準(zhǔn)時(shí)在相同位置接觸。 B對(duì)于已有試塊與被測(cè)工件聲速相差較大的工件，特別是不銹鋼和高合金工件（合金元素含量約大于40）的P91、T91等，應(yīng)做與被測(cè)工件材料相同的試塊。

3、C臨時(shí)措施：沒(méi)有與被測(cè)工件材料相同的試塊情況下，可以到現(xiàn)場(chǎng)找材料相同或相近的不同壁厚法蘭，用游標(biāo)卡尺（精度0.02mm左右）測(cè)量厚度，并對(duì)測(cè)量位置做記號(hào)，校準(zhǔn)時(shí)在相同位置接觸。第4頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三3）聲速的確定具體查JB T 7522-2004 無(wú)損檢測(cè)材料超聲速度測(cè)量方法材料名稱: 鋁 鋼 不銹鋼 銅 鋯 鈦 鋅 鉛 鑄鐵縱波聲速:6300/5900 / 5790/ 4700/4310/6240/4170/2160/3500-5600 一般檢驗(yàn)員以書本或者說(shuō)明書上推薦的聲速調(diào)整，正確的調(diào)整方法為測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同壁厚的最好是同材質(zhì)試塊，正確測(cè)量以上試塊厚度

4、后確定聲速，這么做的原理是由于雙晶直探頭的固有非線性、探頭磨損和非原廠探頭聲速會(huì)稍許變化等因數(shù)，因此更換探頭后，也必須如此。4）高溫工件壁厚測(cè)量的校準(zhǔn) 由于高溫下，聲速會(huì)降低，應(yīng)考慮溫度的影響，ASTM E0797-05規(guī)定的上限為93度 。 必須使用高溫探頭，用于高溫工件壁厚測(cè)量的試塊校準(zhǔn)，可采用如下方法：第5頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三 直接把試塊放在工件表面，覆蓋保溫材料，使試塊盡量與工件外表面溫度相同，然后快速測(cè)量試塊，校準(zhǔn)聲速。注：以上方法只是盡可能消除測(cè)量結(jié)果與真實(shí)厚度的誤差，不可能完全吻合。第6頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期

5、三2、測(cè)厚儀與工件的接觸方式探頭與金屬表面的接觸方式是保持探頭中間分隔線與工件的小圓弧軸線垂直。封頭的圓弧部分（如圖），由于工件半徑大于扳邊半徑，探頭中間分隔線必須與扳邊軸線垂直。第7頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三對(duì)于探頭無(wú)法緊密接觸的局部磨損部位和局部腐蝕部位，可到背面測(cè)量，背面無(wú)法測(cè)量的用焊縫檢驗(yàn)尺測(cè)量深度、長(zhǎng)徑和短徑，先進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，強(qiáng)度計(jì)算不合格的再進(jìn)行無(wú)量綱計(jì)算（必須符合無(wú)量綱計(jì)算條件）。對(duì)于探頭無(wú)法緊密接觸的大面積磨損和腐蝕部位，可以對(duì)表面進(jìn)行處理，注意兩點(diǎn)：1、打磨后必須留最深部位的淡淡影子，以免使用單位認(rèn)為我們破壞設(shè)備（對(duì)薄壁工件應(yīng)請(qǐng)使用單位現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)

6、）；2、打磨面積盡量小?；⌒喂ぜy(cè)量時(shí)候可輕輕搖動(dòng)探頭，注意搖動(dòng)方向與工件的小圓弧的弧線平行，取搖動(dòng)過(guò)程中的最小值為工件壁厚。測(cè)量?jī)?nèi)部有腐蝕等缺陷導(dǎo)致內(nèi)表面粗糙的部位，應(yīng)多測(cè)量幾點(diǎn)，以便找出最小值。有弧度的工件，里面和外面測(cè)量的數(shù)據(jù)不一樣，外面的讀數(shù)準(zhǔn)確，里面的數(shù)據(jù)由于弧度影響會(huì)增厚。耦合劑不同，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)厚數(shù)據(jù)的變化，現(xiàn)場(chǎng)使用的耦合劑必須與校準(zhǔn)的耦合劑相同。第8頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三3、工件的表面處理工件表面處理應(yīng)達(dá)到以下幾點(diǎn)：露出金屬光澤，表面光滑，大于探頭接觸面積。對(duì)于表面光滑的工件：用折斷的鋸片比較快，處理效果好。對(duì)于表面粗糙的工件： A有電源場(chǎng)合，

7、用砂輪機(jī)配粗砂輪片預(yù)處理，再用拋光片精處理。 B無(wú)電源場(chǎng)合，用銼刀預(yù)處理，再用砂紙精處理（包住銼刀或硬物）。有油漆的工件，分以下幾種情況：A有帶涂層測(cè)厚儀時(shí)候，可以不去除油漆。B整體噴漆或烤漆、漆層均勻且漆層較?。◣崤c不帶漆測(cè)量偏差小于0.2mm），在局部刮開油漆后，帶漆與不帶漆測(cè)量得出偏差以后，可以帶漆測(cè)量后扣除偏差。但數(shù)據(jù)接近計(jì)算壁厚時(shí)，必須去除油漆。第9頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三C其余情況，必須去除油漆再測(cè)量。第10頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三4、厚度測(cè)量部位選擇和測(cè)厚點(diǎn)數(shù)量厚度測(cè)量部位選擇 具體部位選擇看各類規(guī)范。 要點(diǎn)是

8、審查技術(shù)資料，確定結(jié)構(gòu)上易沖刷、易腐蝕、易砸傷部位，與使用單位技術(shù)人員交流。首先根據(jù)宏觀檢驗(yàn)情況，再確定測(cè)量部位；鍋爐有無(wú)偏火等情況影響介質(zhì)（煙氣、水等）流向，彎頭是重點(diǎn)部位，磨損部位應(yīng)注意多測(cè)幾點(diǎn)或者探頭移動(dòng)來(lái)找最薄點(diǎn)；容器有無(wú)異常情況；壓力管道必須考慮介質(zhì)的流向，彎頭是重點(diǎn)部位，直管段測(cè)厚時(shí)應(yīng)選擇焊口附近管子的底部。測(cè)厚點(diǎn)數(shù)量 筒節(jié)和管子測(cè)量數(shù)量各標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定，如：球罐每片5點(diǎn)，部位分別為球片的中、左上、左下、右上、右下，從統(tǒng)計(jì)學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看一般5點(diǎn)較合適，小部件看情況自己決定。 封頭的測(cè)量數(shù)量見下圖，鍛壓封頭參照橢圓封頭。第11頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三第12

9、頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三5、厚度測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用1）夾層對(duì)于內(nèi)外壁無(wú)減薄跡象的工件，如果個(gè)別測(cè)量數(shù)據(jù)小于其他數(shù)據(jù)較大，應(yīng)懷疑為夾層。對(duì)于無(wú)法檢查內(nèi)壁的容器，如果個(gè)別測(cè)量數(shù)據(jù)小于其他數(shù)據(jù)較大，可能為腐蝕或損傷，探頭應(yīng)向四周移動(dòng)，并連續(xù)讀數(shù)，如發(fā)現(xiàn)多處數(shù)據(jù)有跳躍跡象，應(yīng)懷疑為夾層。對(duì)于懷疑為夾層的工件，應(yīng)畫草圖，記下測(cè)厚數(shù)據(jù)并定位測(cè)厚點(diǎn)，并計(jì)算夾層角度，必要時(shí)用超聲來(lái)確認(rèn)。2）腐蝕對(duì)于無(wú)法檢查內(nèi)壁的容器，如果個(gè)別測(cè)量數(shù)據(jù)小于其他數(shù)據(jù)較大，可能為腐蝕或損傷，例如：小儲(chǔ)氣罐底部由于沒(méi)有疏水，在氣水分界線位置會(huì)腐蝕。應(yīng)增加測(cè)厚點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)。第13頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5

10、月20日，10點(diǎn)13分，星期三3）氫腐蝕裂紋對(duì)臨氫介質(zhì)壓力容器進(jìn)行測(cè)厚時(shí)，若發(fā)現(xiàn)壁厚增加,就有可能產(chǎn)生了氫腐蝕裂紋.高溫( 200 ) 下氫和鋼中的滲碳體( Fe3C) 發(fā)生還原作用，生成甲烷而導(dǎo)致沿晶界的腐蝕,使晶界產(chǎn)生大量微裂紋,并伴有明顯的脫碳，以致超聲波的衰減和反射等發(fā)生變化,超聲波的傳播路線也發(fā)生改變，聲程加大，造成壁厚讀數(shù)增大，必須用金相確認(rèn)。第14頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三6、厚度測(cè)量數(shù)據(jù)的整理厚度測(cè)量報(bào)告與原始記錄的數(shù)據(jù)和位置必須對(duì)應(yīng)。鍋爐、管道必須定位，容器必須劃出測(cè)量部位附近的焊縫，對(duì)稱的圖形必須標(biāo)出方位或者劃出銘牌位置。數(shù)據(jù)低于有效厚度的必

11、須查閱技術(shù)資料中的設(shè)計(jì)厚度，同時(shí)又低于設(shè)計(jì)厚度必須增加強(qiáng)度計(jì)算，強(qiáng)度計(jì)算不合格的數(shù)據(jù)符合無(wú)量綱計(jì)算條件的還必須進(jìn)行無(wú)量綱計(jì)算。復(fù)合工件厚度記錄和報(bào)告中名義厚度的記錄必須分開標(biāo)注基材和襯里，基材和襯里未貼合部位的數(shù)據(jù)必須備注為基材數(shù)據(jù)。第15頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三案例1、FQFB2007-0009福建聯(lián)合石油化工有限公司G-173球罐測(cè)厚分析：1）原報(bào)告采用了兩種測(cè)厚儀器：美國(guó)泛美公司的26MG和德國(guó)K.K.公司DM4： 26MG發(fā)現(xiàn)能力弱，26MG優(yōu)勢(shì)是范圍大，1.5mm508mm，DM4發(fā)現(xiàn)能力強(qiáng)，范圍1.5150mm，兩個(gè)測(cè)厚儀回波強(qiáng)度不一樣，每個(gè)探頭特

12、性不一樣，觸發(fā)時(shí)間、脈沖寬度、聚焦點(diǎn)不一樣。 2）采用DM4的測(cè)厚數(shù)據(jù)顯示板有缺陷，沒(méi)有用26MG進(jìn)行復(fù)核，采用更科學(xué)的超聲波復(fù)核，缺陷大部份是鋼板中的瑕疵，而報(bào)告數(shù)據(jù)未更改就出具，應(yīng)用26MG復(fù)核后出具測(cè)厚數(shù)據(jù)。超聲波應(yīng)另出具報(bào)告。第16頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期三3）以下是測(cè)厚儀的對(duì)比，DM4發(fā)送和接收角度達(dá)58，移動(dòng)4mm以后的數(shù)據(jù)已超過(guò)測(cè)量精度，26MG移動(dòng)3mm以后的數(shù)據(jù)已超過(guò)測(cè)量精度，得知該DM4的角度發(fā)散，發(fā)現(xiàn)能力強(qiáng)，但是可能存在問(wèn)題，26MG的角度收斂，定位更準(zhǔn)確，本院只有一臺(tái)DM4，且配了非原裝國(guó)產(chǎn)探頭，我部門已經(jīng)申請(qǐng)購(gòu)買DM4E一臺(tái)，到時(shí)可進(jìn)一步