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超声波测厚仪
 

HCH-2000C超声波测厚仪

  一、概述:

  HCH-2000C型超声波测厚仪内部电路采用******数字电子技术与微电脑技术,外部采用金属机壳制造而成,仪器体积小、功耗低、功能强、抗摔打、抗振动、触摸按键操作更直观,是您在实际应用中******的仪器。使用本仪器可以方便无损地检测锅炉、压力容器、管道、金属工件、玻璃、塑料、有机玻璃等的厚度。

  二、技术指标

  1、测量范围:0.7-199.9mm(45#钢)

  2、显示精度:0.1mm

  3、测量误差:1%×厚度值±0.1mm

  4、测量方式:手动存储测量

  5、存储容量:600个测量点

  6、探头频率:5MHz

  7、声速范围:1000--9990M/S

  8、电源范围:1.2--1.5V碱性电池或充电电池

  9、外形尺寸:124*51*27mm3

  10、重量:160g(含电池)

  11、耦合指示:被测件与探头耦合良好时,

  显示屏左上侧显示如右图:

  12、使用环境:温度-10°C ~ 60°C 相对湿度小于90%

  13、自动断电:本仪器待机五分钟将自动关机

  三、各部位名称、作用及使用方法

  1、各个按键作用:

  (1) 开机/关机。(2)MENU为设置键。按动该键仪器在下列功能循环:“声速加……声速减……读存储值……读探头选择表……测量”。(3)CAL:执行键。在测量状态下为“校准”,在声速加减状态下为声速加或声速减设置,在该存储值状态下为读取存储值。(4)ENTER:多功能键。在测量状态下,为存储键,在声速加减状态下,为快速调整声速为“5900”,在声速表状态下为确认屏显声速为当前声速,在读取存储值状态下为存储地址回“1”。

  2、根据电池仓盖指示方向打开电池仓,放入两节电池。

  四、仪器使用方法:

  A、仪器测量状态

  按动仪器面板上“ ” 键,仪器首先显示探头状态,几秒钟后应显示“0.0”进入测量状态(如图A),在仪器上方的标准试块上放适量耦合剂,用探头测量试块得一测量值,探头离开不离开试块都可以,按动“CAL”键,显示屏应显示“4.0”,松开“CAL”键测量标准试块应显示“4.0”,如测量不准可重复校正。本机已记忆上次开机校准时的值。但可能有误差,所以******每次开机时都进行校准,以保证每次测量的准确性。校正完毕,可进行测量。

  B、声速递增状态

  按“MENU”键仪器显示“+****”表示声速增加,按一下“CAL”键声速增加10,按住不动声速连续增加。如开机上电后声速为5900M/S,这时候仪器应显示“1590”,(如图B)按一下“CAL”键仪器显示“1591”,按一下“ENIER”键则把声速调速为5900M/S。即显示“1590”。

  C、声速递减状态

  连续按“MENU”键两次仪器显示“***”表示声速递减,按一下“CAL”键声速减少10,按住不动声速连续减少。如开机上电后声速应为5900M/S,这时候仪器应显示“590”(如图C)按一下“CAL”键仪器显示“589”。按一下“ENTER”键则把声速调整为5900M/S,显示“590”。仪器以10为单位进行声速递减,仪器显示声速只有三位,如“590”或“1590”实际声速为“5900”声速前面加“1”表示处在声速增加的状态,没有“1”表示处在声速减的状态。声速设置完毕,可直接进行测量。

  D、读取测厚结果

  连续按“MENU”键三次进入存储结果读状态,仪器把当前存储地址调出显示,如当前地址为“1”应显示为“1”(如图D),在这种状态下,按一下“CAL”键,液晶屏显示所对应的测量结果,连续按动“CAL”键,液晶屏按地址递增的方式显示测量结果,按住“CAL”键不动,地址连续增加。按动“ENTER”键,无论地址在什么地方则自动调为“1”。

  E、读探头选择表

  连续按“MENU”键四次进入探头表状态,仪器把常用探头调出显示,按“CAL”键仪器显示“06→08→10→14”(06表示φ6探头、08表示φ8探头、10表示φ10探头或高温探头、14表示铸铁探头),若使用某一探头应选择对应数按“ENTER”键即可保存。下次开机时,探头为本次选择的数值。

  五、管壁测量法:

  测量时探头隔声层应垂直于管道方向放置探头,略为转动探头,选取厚度值***小的为实际厚度值。

  六、维护:

  1、本仪器为精密电子仪器,不可将各种液体和腐蚀性气体漏入仪器内部。

  2、仪器使用后,应擦去探头及仪器上的耦合剂和污垢,保持仪器清洁。

  3、非专业维修人员,不要打开仪器以免带来不必要的损伤。

  4、本仪器探头不可互换,不然不能保证精度和稳定性。

  注意:电源启动按动 “ ” 键后显示屏应显示"0.0",如显示其它数值,视为启动失败,这时应按动“ ”键关闭电源,然后重新按“ ”键,启动电源。

  电池欠电压后,“MENU”键上方的红灯亮应更换电池。

  仪器为自动背景光,在测量时光线暗到一定程度后自动打开。

  自动断电后,仪器不能立时启动,可按一下 键再启动。

  一、超声波测厚方法

  1、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φ30mm的圆内进行多次测量,取***小值为被测工件厚度值。

  2、******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、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、网格测量法:在指定区域划上网格,按点测厚记录。此方法在尿素高压设备、不锈钢衬里腐蚀监测中广泛使用。

  二、超声波测厚示值失真原因分析:

  超声波测厚在实际应用中,尤其是在役设备的检测中,如果出现示值失真,偏离实际厚度的现象,结果造成管线设备隐患存在,就是依据错误的数据更换了管件,造成大量材料浪费。根据我公司几年来超声波测厚的跟踪使用情况,将示值失真现象及原因分析如下:

  1、无示值显示或示值闪烁不稳原因分析:这种现象在现场设备和管道检测中时常出现,经过大量现象和数据分析,归纳原因如下:

  (1)工件表面粗糙度过大,造成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。在役设备、管道大部分是表面锈蚀,耦合效果极差。

  (2)工件曲率半径太小,尤其是小径管测厚时,因常用探头表面为平面,与曲面接触为点接触或线接触,声强透射率低(耦合不好)。

  (3)检测面与底面不平行,声波遇到底面产生散射,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。

  (5)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嶒加,导致灵敏度下降,从而造成不显示或闪烁。

  (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,导致读数无规则变化,在极端情况下甚至无读数。

  2、示值过大或过小原因分析: 在实际检测工作中,经常碰到测厚仪示值与设计值(或预期值)相比,明显偏大或偏小,原因分析如下:

  (1)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,测厚仪显示值为壁厚加沉积物厚度。

  (2)当材料内部存在缺陷(如夹渣、夹层等)时,显示值约为公称厚度的70%(此时要用超声波探伤仪进一步进行缺陷检测)。

  (3)温度的影响。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℃,声速下降1%。对于高温在役设备常常碰到这种情况。

  (4)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),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。

  (5)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。实际使用中由于耦合剂使用过多,造成探头离开工件时,仪器示值为耦合剂层厚度值。

  (6)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。

  (7)应力的影响。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致时,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。

  (8)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,无明显界面,但声速在两种物质中的传播速度是不同的,从而造成误差,且随覆盖物厚度不同,误差大小也不同。

  三、超声波测厚示值失真的预防措施及注意事项:

  由以上产生示值失真的原因分析,在现场检测中就应采取相应措施,进行事前积极预防,避免造成事故隐患或不必要的浪费。为此,根据几年来的跟踪检测经验,归纳总结如下几点,作为预防超声测厚示值失真的预防措施。

  1、正确选用测厚探头

  (1)测曲面工件时,采用曲面探头护套或选用小管径专用探头(φ6mm),可较******的测量管道等曲面材料。(2)对于晶粒粗大的铸件和奥氏体不锈钢等,应选用频率较低的粗晶专用探头(2.5MHz)。(3)测高温工件时,应选用高温专用探头(300-600℃),切勿使用普通探头。(4)探头表面有划伤时,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。

  2、对被检物表面进行处理。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,使探头与被检物通过耦合剂能达到很好的耦合效果。

  3、正确识别材料,选择合适声速。在测量前一定要查清被测物是哪种材料,正确预置声速。对于高温工件,根据实际温度,按修正后的声速预置或按常温测量后,将厚度值予以修正。此步很关键,现场检测中经常因忽视这方面的影响而出错。

  4、正确使用耦合剂。首先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。

  5、特殊情况的处理

  (1)检测时发现数值明显偏离预期值,应用超声波探伤仪进行辅助判断。当发现背面有腐蚀凹坑时,这个区域测量就得十分小心,可选择变换分割面角度作多次测量。

  (2)当测量复合外形的工件(如管子弯头处)时,可采用〔一、1、(1)〕介绍的方法,选较小的数据作为该工件在测量点处的厚度。

  (3)被测工件的另一表面必须与被测面平行,否则得不到满意的超声响应,将引起测量误差或根本无读数显示。

  (4)对于层叠材料、复合材料以及内部结构特异的,常见的应用超声反射原理测量厚度的仪器就不适用。

 
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