浅谈超声波测厚仪的测量及影响因素

1、超声波测厚仪一般测量方法
1.在一点处用探头进行两次测厚，在两次测量中探头的分割面要互为90°，取较小值为被测工件厚度值。
2.30mm 多点测量法：当测量值不稳定时，以一个测定点为中心，在直径约为30mm 的圆内进行多次测量，取*小值为被测工件厚度值。
2、超声波测厚仪精确测量法
在规定的测量点周围增加测量数目，厚度变化用等厚线表示。
3、超声波测厚仪连续测量法
用单点测量法沿指定路线连续测量，间隔不大于5mm。
4、超声波测厚仪网格测量法
在指定区域划上网格，按点测厚记录。此方法在高压设备、不锈钢衬里腐蚀监测中广泛使用。
5、超声波测厚仪影响测量示值的因素
(1)工件表面粗糙度过大，造成超声波测厚仪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。对于表面锈蚀，耦合效果极差的在役设备、管道等可通过砂、磨、挫等方法对表面进行处理，降低粗糙度，同时也可以将氧化物及油漆层去掉，露出金属光泽，使超声波测厚仪探头与被检物通过耦合剂能达到很好的耦合效果。
(2)工件曲率半径太小，尤其是小径管测厚时，因常用超声波测厚仪探头表面为平面，与曲面接触为点接触或线接触，声强透射率低(耦合不好)。可选用小管径专用探头(6mm ),能较精确的测量管道等曲面材料。
(3)检测面与底面不平行，声波遇到底面产生散射，超声波测厚仪探头无法接受到底波信号。
(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，造成不显示。可选用频率较低的粗晶专用探头(2.5MHz)。
(5)超声波测厚仪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，从而造成显示不正确。可选用500#砂纸打磨，使其平滑并保证平行度。如仍不稳定，则考虑更换探头。
(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，造成声波衰减，导致超声波测厚仪读数无规则变化，在极端情况下甚至无读数。
(7)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，超声波测厚仪显示值为壁厚加沉积物厚度。
(8)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%，此时可用超声波探伤仪进一步进行缺陷检测。
(9)温度对超声波测厚仪的影响。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。应选用高温专用探头(300－600°C)，切勿使用普通探头。
(10)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)，超声波测厚仪测厚时要特别注意，测厚仪的示值仅表示与探头接触的那层材料厚度。
(12)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。因根据使用情况选择合适的种类，当使用在光滑材料表面时，可以使用低粘度的耦合剂；当使用在粗糙表面、垂直表面及顶表面时，应使用粘度高的耦合剂。高温工件应选用高温耦合剂。其次，耦合剂应适量使用，涂抹均匀，一般应将耦合剂涂在被测材料的表面，但当测量温度较高时，耦合剂应涂在探头上。
(13)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。要求在测量前一定要正确识别材料，选择合适声速。
(14)应力对超声波测厚仪的影响。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至时，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。
(15)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，无名显界面，但声速在两种物质中的传播速度是不同的，从而造成超声波测厚仪误差，且随覆盖物厚度不同，超声波测厚仪误差大小也不同。