Методы контроля толщины металла
Обновлено: 05.10.2024
ГОСТ Р ИСО 16809-2015
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Non-destructive testing. Ultrasonic testing. Thickness measurement
Дата введения 2016-03-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений" (ФГУП "ВНИИОФИ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации N 371 "Неразрушающий контроль"
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 16809:2012* "Контроль неразрушающий. Ультразвуковое измерение толщины" (ISO 16809:2012 "Non-destructive testing. Ultrasonic thickness measurement", IDT).
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для привидения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2019 г.
Введение
Стандарт ISO 16809:2012 Non-destructive testing - Ultrasonic thickness measurement был подготовлен Европейским комитетом по стандартизации (CEN) как EN 14127:2011 и принят подкомитетом SC 3 "Ультразвуковой контроль", технического комитета ISO/TC 135 "Неразрушающий контроль".
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает принципы ультразвукового измерения толщины металлических и неметаллических материалов на основе измерения времени прохождения ультразвуковых импульсов.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).
ISO 5577, Non-destructive testing - Ultrasonic inspection - Vocabulary (Контроль неразрушающий. Ультразвуковой контроль. Словарь)
ISO 16811, Non-destructive testing - Ultrasonic testing - Sensitivity and range setting (Контроль не-разрушающий. Ультразвуковой контроль. Регулировка чувствительности и диапазона развертки)
EN 1330-4, Non-destructive testing. Terminology. Terms used in ultrasonic testing (Контроль неразрушающий. Терминология. Часть 4. Термины, используемые в ультразвуковом контроле)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ИСО 5577 и ЕН 1330-4.
4 Режимы измерения
Толщину детали или конструкции определяют путем измерения времени, необходимого для того, чтобы короткий ультразвуковой импульс, излучаемый преобразователем, прошел через толщину материала один, два или несколько раз.
Толщину материала вычисляют путем умножения известной скорости звука в материале на время прохождения и деления на количество прохождений импульса через стенку материала.
Этот принцип можно осуществить путем применения одного из следующих режимов (рисунок 1):
Режим 1: измерение времени прохождения от начального импульса возбуждения до первого эхо-сигнала, минус коррекция нуля для учета толщины протектора преобразователя, компенсации износа и слоя контактной среды (режим однократного эхо-сигнала).
Режим 2: измерение времени прохождения от конца линии задержки до первого донного эхо-сигнала (режим однократного эхо-сигнала линии задержки).
Режим 3: измерение времени прохождения между донными эхо-сигналами (многократные эхо-сигналы).
Режим 4: измерение времени прохождения импульса от излучателя до приемника в контакте с донной поверхностью (теневой метод).
А - передающий/принимающий преобразователь; А - передающий преобразователь; А - принимающий преобразователь; А - раздельно-совмещенный преобразователь; В - испытуемый объект; С - время прохождения акустического пути; D - отметка импульса передачи; Е-Е - донные эхо-сигналы; F - эхо-сигнал от границы раздела; G - задержка; Н - принятый импульс
Рисунок 1 - Режимы измерения
5 Общие требования
5.1 Приборы
Измерение толщины можно выполнить с помощью приборов следующих типов:
a) ультразвуковые толщиномеры с цифровым дисплеем, на котором отображается измеренное значение;
b) ультразвуковые толщиномеры с цифровым дисплеем, на котором отображается измеренное значение, и разверткой типа А (дисплей аналоговых сигналов);
c) приборы, предназначенные для обнаружения несплошностей с разверткой типа А. Прибор этого типа может содержать также цифровой дисплей для отображения значений толщины.
Выбор прибора ультразвукового измерения - согласно 6.4.
5.2 Преобразователи
При ультразвуковом контроле используют преобразователи следующих типов, как правило, это преобразователи продольных волн:
- двухэлементные преобразователи (раздельно-совмещенные);
- одноэлементные преобразователи (совмещенные).
Выбор преобразователя - согласно 6.3.
5.3 Контактная среда
Необходимо обеспечить акустический контакт между преобразователем(ями) и материалом, обычно такой контакт осуществляется с помощью жидкости или геля.
Контактная среда не должна оказывать неблагоприятного влияния на испытуемый объект, оборудование и не должна представлять опасности для оператора.
Информация о контактной среде, используемой в особых условиях измерения - согласно 6.6.
Необходимо выбрать такую контактную среду, которая подходит к состоянию поверхности и неровностям поверхности, чтобы обеспечить достаточный акустический контакт.
5.4 Настроечные образцы
Ультразвуковой толщиномер калибруют на одном или нескольких настроечных образцах, представляющих измеряемый объект, т.е. с сопоставимыми размерами, материалом и конструкцией. Толщина настроечных образцов должна охватывать диапазон измеряемой толщины. Должна быть известна толщина настроечных образцов или скорость распространения звука в них.
5.5 Испытуемые объекты
Измеряемый объект должен обеспечить прохождение ультразвуковых волн через объект, а также иметь свободный доступ к каждому отдельному измеряемому участку. На поверхности измеряемого участка не должно быть грязи, смазки, ворсинок, окалины, сварочного флюса и брызг металла, масла или другого постороннего вещества, которое может мешать измерению.
Если на поверхности есть покрытие, оно должно хорошо прилипать к материалу. В противном случае его необходимо удалить.
При выполнении измерения через покрытие необходимо знать его толщину и скорость распространения звука в нем, если только не используется режим 3.
5.6 Квалификация персонала
Оператор, выполняющий ультразвуковое измерение толщины в соответствии с настоящим стандартом, должен обладать базовыми знаниями в физике ультразвука, хорошим пониманием и подготовкой в области ультразвуковых измерений толщины. Кроме того, оператор должен иметь сведения об изделии (например, марку стали и т.д.).
Ультразвуковое измерение толщины должен выполнять квалифицированный персонал. Для подтверждения квалификации рекомендуется сертифицировать персонал в соответствии с ИСО 9712 или эквивалентным стандартом.
6 Применение метода
6.1 Подготовка поверхности
Применение режима эхо-импульсов означает, что ультразвуковой импульс должен пройти поверхность контакта между контролируемым объектом и преобразователем не менее двух раз: входя в объект и выходя из него.
Поэтому следует предпочесть чистый и ровный участок контакта размером не менее двукратного диаметра преобразователя. Плохой контакт приведет к потере энергии, искажению сигнала и акустического пути.
Для обеспечения ввода звука необходимо очистить поверхность и удалить отслаивающиеся покрытия с помощью щетки или шлифовки.
Нанесенные слои, такие как лакокрасочное покрытие, электролитическое покрытие, эмаль, могут оставаться на объекте, но лишь несколько типов измерительных приборов способны исключить эти слои из измерения.
Часто необходимо выполнять измерения толщины на корродированных поверхностях, например на резервуарах и трубопроводах. Для повышения точности измерения необходимо шлифовать контактную поверхность на участке размером не менее двух диаметров преобразователя. На этом участке не должно быть продуктов коррозии.
Следует принять меры предосторожности, чтобы не уменьшить толщину объекта ниже минимально допустимого значения (при этом шероховатость поверхности должна быть не хуже 40 мкм).
6.2 Метод
6.2.1 Общие положения
Задачу ультразвукового измерения толщины можно разделить на две области применения:
- измерение в процессе производства;
- измерения остаточной толщины стенки в процессе эксплуатации.
Каждая из этих областей применения характеризуется своими особыми условиями, требующими специальных методов измерения:
a) в зависимости от толщины материала, следует использовать частоты от 100 кГц при прохождении через материалы с сильным затуханием до 50 МГц для тонких металлических листов;
b) в случае использования раздельно-совмещенных преобразователей необходимо компенсировать время задержки в призме;
c) на объектах с криволинейной поверхностью диаметр участка контакта преобразователя должен быть значительно меньше диаметра испытуемого объекта;
d) точность измерения толщины зависит от того, насколько точно можно измерить время прохождения ультразвукового импульса, в зависимости от режима измерения времени (переход через нуль, между фронтами, между пиками), в зависимости от выбранного режима (с многократными эхо-сигналами, режим 3, точность выше, чем в режимах 1 и 2), в зависимости от частот, которые можно использовать (более высокие частоты обеспечивают более высокую точность, чем более низкие частоты, поскольку обеспечивают более точное измерение времени).
Разрушающие методы контроля толщины гальванических покрытий
Методы контроля гальванических покрытий делятся на разрушающие и неразрушающие.
В процессе выполнения разрушающих ("жертвенных") методов происходит либо химическое воздействие на покрытие, либо физическое воздействие на готовый образец, в результате которого он неизбежно теряет свою целостность. В любом случае после проведения испытаний деталь становится непригодной к дальнейшей эксплуатации. Поэтому, если детали имеют большие размеры и/или высокую стоимость, применять на них разрушающий контроль нецелесообразно. Вместо этого можно воспользоваться образцами — свидетелями, изготовленными из того же материала, что и проверяемые детали, с той же шероховатостью и обработкой. Главный плюс образца - свидетеля - низкая стоимость.
Рассмотрим разрушающие методы контроля толщины подробнее.
Химические методы.
Струйные методы — основаны на действии специального раствора, перемещаемого с определенной скоростью по поверхности покрытия (угол наклона источника раствора к поверхности изделия - 45°).
Различают струйно-объемный и струйно-периодический методы. Основное отличие методов состоит в том, что в струйно-объемном происходит стекание раствора до полного снятия покрытия с изделия и последующий замер объема затраченного раствора (используется бюретка с заданной скоростью вытекания раствора), а в струйно-периодическом происходит периодическая остановка выпуска раствора.
Метод используется для цинковых, никелевых, медных, латунных, серебряных, оловянных и свинцовых покрытий. Для химического никель-фосфорного покрытия метод неприемлем.
Модификация струйного метода — добавление гальванометра. В этом случае окончание процесса измерения толщины определяется по показаниям гальванометра, а не визуально. Данный метод получил название электроструйного.
Капельные методы — заключаются в последовательном растворении покрытия с помощью капель специального раствора. Капли наносятся на поверхность и выдерживаются в течение определенного промежутка времени (как правило, 30-60 сек.). После выдержки капли раствора собираются фильтровальной бумагой. Окончанием замера считается момент обнажения сплошного участка металла-основы.
При исследовании толщины покрытия на мелких деталях (например, проволока диаметром менее 0,5 мм), контролируемые участки для удобства погружаются в каплю раствора, нанесенную на стекло.
Метод весьма прост, не требует специального оборудования и навыков, однако весьма длителен (приблизительно 10 мин на 10 мкм покрытия) и неточен.
Метод снятия - заключается в полном химическом или электрохимическом растворении покрытия в растворе, инертном по отношению к основе. Для последующего определения массы покрытия используют аналитический и весовой способ.
В первом случае происходит сбор промывной воды, добавление ее к раствору для снятия и анализ полученного раствора на содержание в нем металла-покрытия. Данным методом можно измерить толщину серебра на меди или алюминии.
Второй способ заключается во взвешивании детали до и после снятия покрытия. Метод снятия подходит для покрытий толщиной от 5 мкм, отличается большой продолжительностью (от 10 минут), но достаточно низкой погрешностью (5%).
Физические методы.
Микроскопический метод - метод основан на измерении толщины покрытия на поперечном срезе с помощью микроскопа. Основное условие - строгая перпендикулярность среза к поверхности изделия (для исключения погрешности измерения).
Для исключения отслаивания покрытия в процессе подготовки шлифа, на основной металл либо наносится дополнительный слой в 20-30 мкм, отличный по цвету от покрытия, обладающий достаточной твердостью и адгезией, либо образец зарабатывается в компаунд. В случае с оксидированием алюминия и при использовании хромовых покрытий этот слой не наносится.
Подготовка шлифа - одна из наиболее важных стадий микроскопического метода. Необходимо добиться абсолютной плоскости исследуемой поверхности и создать условия для обработки шлифа без его нагрева. Образец разрезается алмазными дисками с охлаждением, последовательно шлифуется и полируется, проводится с помощью сукна или войлока с применением пасты ГОИ.
Для увеличения контрастности между покрытием и металлом основы, проводится травление шлифа.
После обработки шлиф изучается на металлографическом или электронном микроскопе с детектором BES (фазовый контраст).
Микроскопический метод требует дорогостоящего оборудования, трудоемок и не может быть использован в цеховых условиях.
Метод хорды — основан на измерении длины хорды, полученной при надрезе покрытия до основного металла шлифовальными приспособлениями с последующим расчетом толщины покрытия.
При надрезе на плоской поверхности, толщина покрытия определяется по формуле:
При надрезе на сферической поверхности, расчет производится по формуле:
h = (C12/8R) + ((R1 + R2) / R1R2)
Для получения достоверной информации о толщине необходима жесткая фиксация детали или шлифовального приспособления.
Данный метод используется для измерения толщины многослойных покрытий и покрытий, полученных горячим способом.
Метод сложен и неточен (особенно при измерении толщины мягких покрытий).
Спектральный метод — заключается в создании электрического (искрового) разряда между изделием и электродом (чаще всего медным), подключаемым к дуговому реактору (расстояние между изделием и электродом не более 3 мм). В процессе воздействия разряда происходит непрерывное изменение интенсивности спектральных линий элементов покрытия и основного металла. Скорость анализа зависит от толщины покрытия, силы разряда и других факторов.
Для регистрации изменений спектральных линий используются спектрографы.
Применяется для измерения толщины на цинковых, медных, никелевых, хромовых, оловянных и свинцовых покрытий.
Термоэлектрический метод — основан на возникновении термо-электродвижущей силы (ЭДС) при точечном нагревании места соединения металла покрытия и основы. Значение термо-ЭДС зависит от металла и температуры нагрева. При правильном использовании метода, значение термо-ЭДС снижается вместе с температурой спая (место контакта), которая в свою очередь уменьшается в соответствии с увеличением толщины покрытия. Таким образом, разность ЭДС является функцией толщины покрытия.
Принципиальная схема прибора включает в себя 3 - электроизмерительный прибор (3), усилитель постоянного тока (4), щуп (5), прикладываемый к детали (1) с покрытием (2) и нагревательный элемент щупа (6).
Метод требует тщательной градуировки под каждое сочетание металла основы и покрытия, а также постоянства температуры, силы нажима на щуп и площади контакта его с поверхностью. Щуп не должен давать спай с покрытием.
Метод работает при толщине покрытия от 6 до 50 мкм с погрешностью 15%. Длительность одного измерения - от 10 минут.
Толщинометрия металла: какими методами осуществляется
Толщинометрия представляет собой метод исследования толщины металла. Проводится неразрушающими способами параллельно с эксплуатацией металлической конструкции. Проведение толщинометрии возможно несколькими методами: ультразвуковым, магнитным, механическим, вихретоковым. Чтобы выбрать наиболее оптимальный, учитывается множество факторов – к примеру, размеры и геометрические формы, материал исследуемого объекта, расположение сварных швов металла.
Что определяется при толщинометрии
Толщинометрия металла – услуга, при которой опытные специалисты определяют толщину сварных швов трубопроводов, измеряют толщину стенок труб. Это может потребоваться для технического диагностирования различных объектов, которые отработали назначенный ресурс, а теперь требуется определить, может ли изделие дальше эксплуатироваться, возможен ли срок продления ресурса на какой-либо срок.
При толщинометрии определяется:
- насколько стенки трубы задеты коррозионными процессами;
- имеется ли коррозия на внутренних поверхностях труб различного назначения;
- какова остаточная толщина стенки трубы.
Проведение толщинометрии трубопроводов возможно не только в условии лаборатории, но еще и в полевых условиях, а все это благодаря использованию портативных дефектоскопов.
Как осуществляется толщинометрия
Чтобы определить толщину трубопровода или иного изделия из металла, проводится ультразвуковая толщинометрия. В основе работы ультразвукового толщиномера лежит свойство звуковых волн отражаться от поверхности и возвращаться к источнику колебаний с постоянной скоростью. Специалисты, измеряя время между излучением и возвратом волны, определяют расстояние, которое прошла волна. Далее умножая полученный отрезок времени на известную скорость распространения колебаний в различных средах, получают искомое расстояние или толщину анализируемого слоя. Таким образом, отраженных звуковой сигнал позволяет определить толщину металла, а также выявить развитие коррозионных процессов в нем.
Ультразвуковая толщинометрия трубопроводов используется для того, чтобы определить фактическую толщину металла на труднодоступных или вовсе недоступных для измерения механическими инструментами металлических конструкциях. УЗК-толщиномер выполняет вычисления автоматически по заданному алгоритму при помощи специальной компьютерной программы. Оператор лишь задает вид исследуемого материала и проводит непосредственно физическое исследование, используя преобразователь на объекте контроля.
Лаборатория «ТПЭ Атом» предоставляет услугу измерения толщины различных труб и металлоконструкций, используя распространенные способы диагностики. Все работы мы выполняем качественно и в достаточно быстрые сроки. Наши специалисты имеют большой опыт работы, обладают достаточным уровнем квалификации и аттестованы на проведение работ по неразрушающему контролю на самых сложных объектах. Наша компания работает по городу Москва, выезжает в область и другие регионы РФ. Цены на услуги «ТПЭ Атом» по ссылке
Есть вопросы?
Оставьте свои контакты и наш специалист свяжется с Вами, чтобы ответить на все Ваши вопросы
Толщинометрия, применение УЗ толщиномеров
Толщинометрия – это метод исследования толщины и целостности материалов . Существуют ультразвуковой, магнитный, механический, вихретоковый и наиболее перспективный на данный момент – электромагнитно-акустический методы исследования. Чтобы выбрать оптимальный метод и, соответственно, прибор (толщиномер ) для контроля толщины и целостности материала необходимо учесть множество факторов.
Звук, сгенерированный выше области слышимости человека (примерно 20 кГц), называется ультразвуком. Тем не менее, диапазон частот для ультразвуковой дефектоскопии и толщинометрии составляет от 200 кГц до 100 МГц. Ультразвуковые колебания распространяются в виде волн, но в отличие от световых волн, которые могут распространяться в вакууме, ультразвук требует наличия упругой среды, например, жидкости или твердых веществ. Количество полных колебаний в единицу времени называется частота (f) и измеряется в Герцах (Гц). При одном полном колебании в секунду частота равна 1 Гц, при 1000 колебаний в секунду – 1 килогерцу (1 кГц), одном миллионе колебаний в секунду – 1 мегагерцу (1 МГц). Время завершения полного колебания – период (Т) измеряется в секундах. Отношение между частотой и периодом в непрерывной волне выражено уравнением: f = 1/ Т . При увеличении частоты длина волны ультразвуковых колебаний уменьшается. Поэтому ультразвуковые волны могут отражаться от более маленьких поверхностей, таких как дефекты в материалах. Это позволяет использовать ультразвук для поиска дефектов с очень малыми размерами. Скорость ультразвука (С) для упругого материала при данной температуре и внутренних напряжениях является его константой.
Существуют три вида задач при измерении толщины, которым соответствует три группы приборов:
I. Ручной контроль изделий с гладкими параллельными поверхностями.
II. Ручной контроль изделий с грубыми параллельными поверхностями, например, изделий, внутренняя поверхность которых поражена коррозией.
III. Автоматический контроль в потоке (обычно трубного проката).
Для задач I и III необходима точность измерения. При решении задачи II требования к точности снижены, но нужна высокая чувствительность, чтобы зафиксировать рассеянное отражение от неровной противоположной поверхности. Главная трудность – в снижении минимальной измеряемой толщины, которая определяется мертвой зоной. Поэтому в толщинометрии применяют РС-преобразователи. Для приборов группы I и III минимальная измеряемая толщина составляет 0,1 . . . 0,5 мм, а приборах группы II – 0,5 . . . 1,0 мм. Мертвая зона зависит от частоты и размеров преобразователя: чем выше частота и чем меньше размеры преобразователя, тем меньше мертвая зона. Максимальная толщина контролируемых изделий физическими причинами не ограничивается, кроме большого затухания ультразвука в некоторых материалах (чугуны, высоколегированные стали, полимеры и др.). Обычно она составляет 200 . . . 1000 мм. Ограничивающими факторами также являются большая неровность поверхностей контролируемого изделия, их непараллельность и кривизна поверхности ввода. В некоторых современных толщиномерах для снижения ошибки измерения, указанными причинами, имеется возможность переключения частоты измерения. Обычно показания усредняются по 4 измерениям в секунду, но можно провести измерение (особенно в условиях высоких температур) на повышенной частоте – 20 измерений в секунду. Следует также помнить, что точность измерения сильно зависит от состояния контактной и донной (отражающей) поверхностей изделия, толщины и вязкости контактной жидкости. Другое важное требование при настройке толщиномера – контрольный образец должен иметь ту же шероховатость поверхности, что и изделие, и при контроле должна использоваться та же контактная жидкость. Используются специальные контактные жидкости, основное требование к которым – коррозионостойкость к материалу призмы преобразователя и сохранение требуемой вязкости при изменении температуры изделия. При измерении толщины на крутоизогнутых поверхностях, например на трубном прокате, РС-преобразователями его рабочая поверхность должна располагаться так, чтобы акустический барьер был поперек продольной оси трубы. На заводах нефтяной, химической и других отраслях промышленности ультразвуковой метод исследования является самым востребованным. Ультразвуковой метод применяют для измерения толщины плакирующего слоя биметаллов, штампованных днищ, изделий сложной конфигурации, например блоков компрессоров и т.д. Часто возникает необходимость измерить отдельные детали, подверженные износу вследствие технологического процесса. Конструктивные особенности многих таких деталей не позволяют измерить их обычными способами, поскольку, зачастую, доступ к внутренней стороне изделия затруднен или невозможен. Бывает необходимо определить размеры деталей без их демонтажа из узлов оборудования (шпильки, фланцы, оболочки аппаратов и др.). В этих случаях эффективным методом контроля является ультразвуковая толщинометрия . Ультразвуковой толщиномер позволяет с высокой точностью измерить толщину объекта без каких-либо разрушений.
Ультразвуковой метод неразрушающего контроля применяют для контроля металла, полиэтилена, бетона, сварных соединений, литых заготовок и стального литья, теплотрасс, водопроводов, газопроводов, качества котлов, сварных стыков рельс, труб, поковок и др. Ультразвуковой контроль труб и трубопроводов является эффективным неразрушающим методом контроля качества трубопроводов, диагностики дефектов труб, водопроводов и теплотрасс без вывода их из эксплуатации. Ультразвуковой метод контроля качества трубопроводов позволяет выполнять весь комплекс работ по ультразвуковой диагностике трубопроводов, выявлять слабые места сварных швов, внутреннюю коррозию труб теплотрасс и водопроводов. При использовании этого метода исключаются традиционные погрешности, а также погрешности, обусловленные объемным распределением электромагнитно-динамических сил в поверхностном слое объекта контроля. Своевременное и плановое устранение разрушающихся участков трубопроводов позволит сэкономить на ремонте в чрезвычайных обстоятельствах. Ультразвуковые толщиномеры измеряют время прохождения импульса от излучателя до противоположной поверхности объекта контроля и обратно к преобразователю. Для проведения таких измерений доступ к противоположной поверхности объекта контроля не требуется. Благодаря этому, если противоположная поверхность объекта контроля является труднодоступной или полностью недоступной, необходимость разрезать объект контроля, что требуется при использовании микрометра или штангенциркуля, отсутствует.
Подготовка толщиномера к контролю начинается с выбора наиболее подходящего преобразователя. Возбуждение и прием упругих волн осуществляется путем преобразования электрических колебаний в акустические, а затем обратно акустических в электрические с помощью специальных устройств – пьезоэлектрических преобразователей, имеющих чувствительный элемент – пьезопластину. В комплект прибора толщиномера входит 6…8 РС-преобразователей для контроля изделий в различных диапазонах толщин (от 0,6…10,0 мм до 1…1000 мм), с различной шероховатостью и кривизной поверхности (минимальный радиус кривизны 3,0; 5,0 и 10,0 мм для различных преобразователей). Затем настраивают измерительный узел толщиномера – наиболее точный способ настройки – по двум образцам, изготовленным из материала изделия и соответствующие минимальной и максимальной измеряемой толщине. Настройку ’’ нуля преобразователя ’’ проводят на тонком образце, а настройку по скорости звука – на толстом. Данные настройки повторяют до тех пор, пока на цифровом индикаторе не появятся точные значения толщины образцов. Настраивать измерительный узел можно также по прилагаемым к прибору образцам, после чего выполняют настройку на скорость звука на участке изделия, доступном для измерения механическими измерительными средствами, или на образце из материала изделия. Оперативную проверку толщиномера после настройки на скорость звука по двум образцам проводят путем измерения толщин набора образцов, прилагаемых к прибору или специально изготовленных и проверенных. Измеренные значения не должны отличаться от номинальной толщины образцов больше, чем указано в технической характеристике толщиномера.
Кривизна, шероховатости и не параллельности поверхностей изделий влияют на возможность и точность измерения толщины. Перед началом и в процессе контроля настроенный толщиномер проверяют по краю изделия или образцу, имеющему кривизну и шероховатость поверхностей, соответствующих изделию.
Прижимая преобразователь последовательно к точкам изделия, указанным в методическом документе по контролю и считывая показания прибора, выполняют ручной контроль изделий. При необходимости эти точки зачищают и смазывают контактной жидкостью. Появление точки справа на индикаторе указывает на то, что акустический контакт преобразователя с изделием достигнут.
В процессе эксплуатации трубопровода уменьшение толщины стенок одинаково вероятно в любом месте. Поэтому делая контроль сосуда давления или трубопровода, преобразователь прижимают к точкам поверхности объекта через заданные интервалы по предварительно составленной сетке. На выпуклой поверхности сгиба труб или вблизи сварных швов, где утонение наиболее вероятно, следует обязательно измерять толщину, при этом для получения верных данных, максимальная шероховатость измеряемой поверхности ультразвуковым толщиномером не должна превышать 100 Rz . При регистрации результатов замеров указывают номер точки или координаты, где проводилось измерение, и полученное значение толщины. Если измерения превышают допустимые пределы, их отмечают.
Для сравнения с ультразвуковым методом исследования толщины изделия используют механические измерительные средства. Это микрометр и штангенциркуль. Для измерения механическими средствами необходимо соблюдать общие правила и тогда погрешность измерения не будет больше значений, установленных для используемого инструмента.
Общие правила измерения механическими средствами:
1) Проводить измерения предварительно поверенныи инструментом.
2) Производить измерения чистым инструментом по чистой поверхности.
3) Избегать перекоса измерительного инструмента.
4) При измерении изделий с искривленной поверхностью инструмент должен быть со скругленной или заостренной внутренней губкой, что позволит обеспечить плотный контакт губки с вогнутой поверхностью изделия.
5) Следует стабилизировать сжатие измеряемого изделия инструментом, например, при измерении микрометром пользоваться трещоткой.
6) Делать измерения 2…3 раза, исключая промахи и усредняя результаты.
Наиболее перспективны применительно к толщинометрии возможности электромагнитно-акустического метода исследования. Измерение толщины изделий осуществляется импульсами сдвиговых ультразвуковых колебаний, что, при прочих равных условиях, позволяет контролировать меньшие толщины. Обработка сигнала при измерении осуществляется двумя методами:
I.По временному интервалу между зондирующим импульсом и любым донным импульсом.
II.По временному интервалу между любой парой донных сигналов.
Наиболее целесообразно применение такого режима при толщинометрии тонких изделий из неферромагнитных металлов с низкой электропроводностью.
Анализ потребности рынка неразрушающего контроля в толщинометрах и состояние их поставок показывает, что электромагнитно-акустические толщиномеры могут существенно дополнить имеющую гамму измерительных приборов и повысить возможности толщирометрии.
Читайте также: