GB/T11344-2021無損檢測 超聲測厚標準中影響測量結(jié)果的因素——表面狀況
1. 清潔度
材料表面清潔度是影響厚度測量精度的關(guān)鍵參數(shù)。附著物(如油污、銹蝕層或氧化皮)會導(dǎo)致聲波傳播路徑異常,干擾測量信號的有效接收。因此,在正式測量前需通過溶劑清洗、機械打磨等方式徹底清除表面污染物,確保探頭與材料之間形成穩(wěn)定的聲學(xué)耦合界面。
2. 粗糙度
2.1 表面粗糙度影響
表面粗糙度過大會顯著降低測量精度,其作用機制包括:
1. 聲學(xué)特性改變:粗糙界面會擾動聲波的反射與透射系數(shù),導(dǎo)致信號能量衰減;
2. 測量偏差:表面及底面凹凸結(jié)構(gòu)增加有效聲程,同時減小探頭有效接觸面積,可能使測量值產(chǎn)生正偏差;一般做局部打磨以便耦合良好
3. 不確定度關(guān)聯(lián)性:材料厚度越小,粗糙度引入的測量不確定度越顯著。
2.2 底面粗糙度補償
材料底面粗糙可能引發(fā)聲波散射和模式轉(zhuǎn)換,造成信號畸變與測量誤差。針對此類問題,建議采取以下措施:
——優(yōu)先對粗糙區(qū)域進行局部修磨,改善聲耦合狀態(tài);
——當無法進行表面處理時,應(yīng)以目標測量點為中心,在直徑30mm范圍內(nèi)進行三次獨立測量,并以顯示最小值作為最終結(jié)果(此方法可有效規(guī)避局部耦合不良導(dǎo)致的異常高值)。
(注:修訂后文本強化了技術(shù)邏輯性,明確粗糙度的作用機理與補償方法,增加操作性指導(dǎo)建議,符合工程技術(shù)文檔的規(guī)范表達需求。)
3表面形狀
3.1不規(guī)則表面用接觸式探頭測量使用較厚的耦合劑時,可造成聲波失真。
3.2使用單次回波法、單次回波延時法或穿透法時,聲波通過耦合層的時間包含在測量讀數(shù)中,聲速是被測材料聲速1/4的合劑,導(dǎo)致實際合劑厚度4倍的疊加誤差。
3.3 耦合劑適應(yīng)表面條件和表面的不規(guī)則性,確保充分的合。
4表面溫度
4.1 溫度改變聲速(在材料,延遲塊及探頭表層)和聲衰減(使聲速衰減)。
4.2較高精度的測量時,宜考慮以下因素的溫度變化和影響:
——參考試樣:標準試塊、計量器具、試塊:
——設(shè)備:儀器、探頭等;
——工藝和方法:耦合劑、被測產(chǎn)品。
4.3 隨著溫度升高,多數(shù)金屬和塑料聲速降低,玻和陶瓷中聲速增加。溫度每升高1℃,大多數(shù)鋼的縱波聲速降低約0.8
4.4 溫度每升高1℃,常用于探頭延遲塊聲速降低約2.5
5.涂層
5.1 通常涂層(多層)的存在引起測量時聲程增加,即增加了反射回波的聲時。通過涂層測量時,由于涂層和被測產(chǎn)品的聲速不同,導(dǎo)致測量誤差。
圖中:
A——探頭
B——油漆、電鍍等涂層
C——涂層的聲程
D——超聲波在基材內(nèi)的傳輸?shù)穆暢?/span>
E——被測基材
5.2 以下情況時涂層材料的存在影響測量結(jié)果的準確性:與被測產(chǎn)品材料的聲學(xué)性能相似;
與被測產(chǎn)品的厚度相比具有較明顯的厚度。
5.3表面有涂層且與基體結(jié)合良好,宜使用多次回波法通過涂層進行測厚。
5.4聲反射不良或高豪減只能實現(xiàn)單次回波測量時,宜已知涂層厚度,并從單次回波讀數(shù)中去除
5.5 若上述條件都不能滿足,則在條件允許的情況下去除涂層。