超聲波厚度測量專項講座

超聲波厚度測量專項講座第一頁，共十七頁，2022年，8月28日目錄1、測厚儀的校準(zhǔn)等2、測厚儀與工件的接觸方式3、工件的表面處理4、厚度測量部位選擇和測厚點數(shù)量5、厚度測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用6、厚度測量數(shù)據(jù)的整理第二頁，共十七頁，2022年，8月28日前言

厚度測量講座引用標(biāo)準(zhǔn)為接觸式超聲波脈沖回波測厚GB11344-2008和ASTME0797-05。

1、測厚儀的校準(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。第三頁，共十七頁，2022年，8月28日2）試塊準(zhǔn)備

A準(zhǔn)備至少兩個不同壁厚的試塊（已知的聲速與被測工件相同），其中一個接近受檢工件最大壁厚（大壁厚為1/2壁厚），另一個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）測量厚度，并對測量位置做記號，校準(zhǔn)時在相同位置接觸。

B對于已有試塊與被測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)做與被測工件材料相同的試塊。

C臨時措施：沒有與被測工件材料相同的試塊情況下，可以到現(xiàn)場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）測量厚度，并對測量位置做記號，校準(zhǔn)時在相同位置接觸。第四頁，共十七頁，2022年，8月28日3）聲速的確定具體查JBT7522-2004無損檢測材料超聲速度測量方法材料名稱: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

一般檢驗員以書本或者說明書上推薦的聲速調(diào)整，正確的調(diào)整方法為測量兩個不同壁厚的最好是同材質(zhì)試塊，正確測量以上試塊厚度后確定聲速，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）高溫工件壁厚測量的校準(zhǔn)由于高溫下，聲速會降低，應(yīng)考慮溫度的影響，ASTME0797-05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量的試塊校準(zhǔn)，可采用如下方法：第五頁，共十七頁，2022年，8月28日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，然后快速測量試塊，校準(zhǔn)聲速。注：以上方法只是盡可能消除測量結(jié)果與真實厚度的誤差，不可能完全吻合。第六頁，共十七頁，2022年，8月28日2、測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。第七頁，共十七頁，2022年，8月28日對于探頭無法緊密接觸的局部磨損部位和局部腐蝕部位，可到背面測量，背面無法測量的用焊縫檢驗尺測量深度、長徑和短徑，先進(jìn)行強(qiáng)度計算，強(qiáng)度計算不合格的再進(jìn)行無量綱計算（必須符合無量綱計算條件）。對于探頭無法緊密接觸的大面積磨損和腐蝕部位，可以對表面進(jìn)行處理，注意兩點：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（對薄壁工件應(yīng)請使用單位現(xiàn)場確認(rèn)）；2、打磨面積盡量小?；⌒喂ぜy量時候可輕輕搖動探頭，注意搖動方向與工件的小圓弧的弧線平行，取搖動過程中的最小值為工件壁厚。測量內(nèi)部有腐蝕等缺陷導(dǎo)致內(nèi)表面粗糙的部位，應(yīng)多測量幾點，以便找出最小值。有弧度的工件，里面和外面測量的數(shù)據(jù)不一樣，外面的讀數(shù)準(zhǔn)確，里面的數(shù)據(jù)由于弧度影響會增厚。耦合劑不同，也會導(dǎo)致測厚數(shù)據(jù)的變化，現(xiàn)場使用的耦合劑必須與校準(zhǔn)的耦合劑相同。第八頁，共十七頁，2022年，8月28日3、工件的表面處理工件表面處理應(yīng)達(dá)到以下幾點：露出金屬光澤，表面光滑，大于探頭接觸面積。對于表面光滑的工件：用折斷的鋸片比較快，處理效果好。對于表面粗糙的工件：

A有電源場合，用砂輪機(jī)配粗砂輪片預(yù)處理，再用拋光片精處理。

B無電源場合，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有帶涂層測厚儀時候，可以不去除油漆。B整體噴漆或烤漆、漆層均勻且漆層較薄（帶漆與不帶漆測量偏差小于0.2mm），在局部刮開油漆后，帶漆與不帶漆測量得出偏差以后，可以帶漆測量后扣除偏差。但數(shù)據(jù)接近計算壁厚時，必須去除油漆。第九頁，共十七頁，2022年，8月28日C其余情況，必須去除油漆再測量。第十頁，共十七頁，2022年，8月28日4、厚度測量部位選擇和測厚點數(shù)量厚度測量部位選擇具體部位選擇看各類規(guī)范。要點是審查技術(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)宏觀檢驗情況，再確定測量部位；鍋爐有無偏火等情況影響介質(zhì)（煙氣、水等）流向，彎頭是重點部位，磨損部位應(yīng)注意多測幾點或者探頭移動來找最薄點；容器有無異常情況；壓力管道必須考慮介質(zhì)的流向，彎頭是重點部位，直管段測厚時應(yīng)選擇焊口附近管子的底部。測厚點數(shù)量筒節(jié)和管子測量數(shù)量各標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定，如：球罐每片5點，部位分別為球片的中、左上、左下、右上、右下，從統(tǒng)計學(xué)觀點來看一般5點較合適，小部件看情況自己決定。封頭的測量數(shù)量見下圖，鍛壓封頭參照橢圓封頭。第十一頁，共十七頁，2022年，8月28日第十二頁，共十七頁，2022年，8月28日5、厚度測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用1）夾層對于內(nèi)外壁無減薄跡象的工件，如果個別測量數(shù)據(jù)小于其他數(shù)據(jù)較大，應(yīng)懷疑為夾層。對于無法檢查內(nèi)壁的容器，如果個別測量數(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，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。對于懷疑為夾層的工件，應(yīng)畫草圖，記下測厚數(shù)據(jù)并定位測厚點，并計算夾層角度，必要時用超聲來確認(rèn)。2）腐蝕對于無法檢查內(nèi)壁的容器，如果個別測量數(shù)據(jù)小于其他數(shù)據(jù)較大，可能為腐蝕或損傷，例如：小儲氣罐底部由于沒有疏水，在氣水分界線位置會腐蝕。應(yīng)增加測厚點進(jìn)行確認(rèn)。第十三頁，共十七頁，2022年，8月28日3）氫腐蝕裂紋對臨氫介質(zhì)壓力容器進(jìn)行測厚時，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)。第十四頁，共十七頁，2022年，8月28日6、厚度測量數(shù)據(jù)的整理厚度測量報告與原始記錄的數(shù)據(jù)和位置必須對應(yīng)。鍋爐、管道必須定位，容器必須劃出測量部位附近的焊縫，對稱的圖形必須標(biāo)出方位或者劃出銘牌位置。數(shù)據(jù)低于有效厚度的必須查閱技術(shù)資料中的設(shè)計厚度，同時又低于設(shè)計厚度必須增加強(qiáng)度計算，強(qiáng)度計算不合格的數(shù)據(jù)符合無量綱計算條件的還必須進(jìn)行無量綱計算。復(fù)合工件厚度記錄和報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)。第十五頁，共十七頁，2022年，8月28日案例1、FQFB2007-0009福建聯(lián)合石油化工有限公司G-173球罐測厚分析：1）原報告采用了兩種測厚儀器：美國泛美公司的26MG和德國K.K.公司DM4：

26MG發(fā)現(xiàn)能力弱，26MG優(yōu)勢是范圍大，1.5mm～508mm，DM4發(fā)現(xiàn)能力強(qiáng)，范圍1.5～150mm，兩個測厚儀回波強(qiáng)度不一樣，每個探頭特性不一樣，觸發(fā)時間、脈沖寬度、聚焦點不一樣。

2）采用DM4的測厚數(shù)據(jù)顯示板有缺陷，沒有用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，而報告數(shù)據(jù)未更改就出具，應(yīng)用26MG復(fù)核后出具測厚數(shù)據(jù)。超聲波應(yīng)另出具報告。第十六頁，共十七頁，2022年，8月28日3）以下是測厚儀的對比，DM4發(fā)送和接收角度達(dá)58°，移動4mm以后的數(shù)據(jù)已超過測量精度，26MG移動3mm以后的數(shù)據(jù)已超過測量精度，得知該DM4的角度發(fā)散，發(fā)現(xiàn)能力強(qiáng)，但是可能存在問題，26MG的角度收斂，定位更準(zhǔn)確，本院只有一臺DM4，且配了非原裝國產(chǎn)探頭，我部門已經(jīng)申請購買DM4E一臺