Насколько точно ультразвуковой метод измерения толщины стенки в трубопроводе определяет наличие среды внутри?

Ультразвуковой толщиномер измеряет толщину на основе принципа отражения ультразвуковых импульсов. Когда ультразвуковой импульс, излучаемый датчиком, проходит через измеряемый объект и достигает границы раздела материалов, он отражается обратно к датчику. Точное измерение времени распространения ультразвука в материале позволяет определить его толщину. Этот принцип можно использовать для измерений во всех материалах, в которых ультразвук распространяется с постоянной скоростью. Факторы, влияющие на показания измерений: (ответ можно найти ниже) (1) Чрезмерная шероховатость поверхности детали приводит к плохому согласованию датчика с контактной поверхностью; в результате отраженный сигнал оказывается слабым или даже не принимается вообще. В случае коррозии на поверхности, у оборудования и трубопроводов, у которых эффективность куплинга крайне низкая, можно обработать поверхность с помощью песка, шлифовки и других методов. Это позволяет снизить степень шероховатости поверхности. Кроме того, таким образом можно удалить оксидные слои и слой краски, что делает металл более блестящим. В результате датчик может эффективно взаимодействовать с обрабатываемым объектом за счет использования куплингового вещества. (2) Радиус кривизны детали слишком мал; особенно при измерении толщины стенки у труб малого диаметра. Поскольку поверхность обычно используемых датчиков плоская, контакт с криволинейной поверхностью происходит лишь в точке или по линии, вследствие чего коэффициент передачи акустической энергии низкий (плохая сцепляемость). Можно использовать специальный датчик с малым диаметром (6 мм), который позволяет более точно измерять криволинейные поверхности, такие как трубы. (3) Испытуемая поверхность не параллельна дну; при встрече с дном звуковые волны рассеиваются, и датчик не может принять сигнал отраженной волны. (4) У литых изделий и сталей аустенитного класса из-за неоднородной структуры или крупных зерен при прохождении через них ультразвука происходит сильное рассеяние и затухание. Рассеянный ультразвук распространяется по сложным траекториям, что может привести к стиранию эха и отсутствию его обнаружения. Можно использовать специальный датчик для крупнозернистых материалов с более низкой частотой (2,5 МГц). (5) Поверхность контакта датчика имеет определенный износ. Поверхность стандартных датчиков толщины покрыта акриловой смолой; при длительном использовании шероховатость поверхности увеличивается, что приводит к снижению чувствительности и, как следствие, к некорректному отображению показаний. Можно использовать наждачную бумагу №500 для шлифовки, чтобы сделать поверхность гладкой и обеспечить параллельность. Если нестабильность сохраняется, рассмотрите возможность замены датчика. (6) На обратной стороне испытуемого образца имеется множество коррозионных ямок. Из-за ржавчины и коррозионных ям на другой стороне тестируемого объекта происходит затухание звуковых волн, в результате чего показания прибора изменяются хаотично; в крайних случаях показания вообще отсутствуют. (7) Внутри проверяемого объекта (например, трубы) имеются отложения; если акустическое сопротивление этих отложений почти совпадает с акустическим сопротивлением самого объекта, то показания толщиномера соответствуют сумме толщины стенки и толщины отложений. (8) При наличии дефектов внутри материала (например, включений, слоев и т. д.) показываемое значение составляет примерно 70% от номинальной толщины; в таких случаях для дальнейшего выявления дефектов можно использовать ультразвуковой дефектоскоп. (9) Влияние температуры. В общем случае скорость звука в твердых материалах уменьшается с повышением их температуры. Экспериментальные данные показывают, что для нагретого материала при каждом увеличении температуры на 100 °C скорость звука снижается на 1%. С такой ситуацией часто сталкиваются при эксплуатации оборудования при высоких температурах. Следует использовать датчик, предназначенный для высоких температур (300–600 °C); обычный датчик применять нельзя. (10) Слоистые материалы, композитные (неоднородные) материалы. Измерить несвязанный слоистый материал невозможно, поскольку ультразвук не может проникнуть через несвязанное пространство, а также не распространяется равномерно в композитных (неоднородных) материалах. При измерении толщины у оборудования, изготовленного из нескольких слоев материала (например, высокодавочное оборудование для производства мочевины), необходимо проявлять особую осторожность: показания толщиномера указывают лишь на толщину того слоя материала, с которым соприкасается датчик. (12) Влияние сопрягающего вещества. Связующее вещество используется для удаления воздуха между датчиком и исследуемым объектом, чтобы ультразвук мог эффективно проникать в изделие для проведения контроля. Если неправильно выбрать тип или способ использования, это приведет к ошибкам или мерцанию индикатора сопряжения, в результате чего измерения станут невозможными. Поскольку необходимо выбирать подходящий тип в зависимости от условий использования, при нанесении на гладкие поверхности можно использовать связующее вещество с низкой вязкостью ； При использовании на шероховатых, вертикальных и верхних поверхностях следует применять связующее вещество с высокой вязкостью. Для нагретых деталей следует использовать термостойкий связующий материал. Во-вторых, контактную жидкость следует использовать в умеренном количестве и наносить равномерно. Обычно контактную жидкость наносят на поверхность измеряемого материала, однако при измерении при высоких температурах её следует наносить на датчик. （13）Неправильно выбрана скорость звука. Перед измерением детали заранее установите скорость звука в зависимости от типа материала или определите её обратным методом с использованием эталонного блока. При калибровке прибора с использованием одного материала (чаще всего используется стальной образец), а затем измерении другого материала, будут получаться неверные результаты. Перед измерением необходимо правильно идентифицировать материал и выбрать соответствующую скорость звука. (14) Влияние напряжений. На большинстве эксплуатируемого оборудования и трубопроводов присутствует напряжение. Состояние напряжения в твердых материалах оказывает определенное влияние на скорость звука. Когда направление напряжения совпадает с направлением распространения звука, при наличии сжимающего напряжения это напряжение увеличивает упругость изделия, в результате чего скорость звука возрастает ； Напротив, если напряжение является растягивающим, скорость звука снижается. Когда напряжение не совпадает с направлением распространения волны, траектория колебаний частиц в процессе волнообразования подвергается воздействию напряжения, в результате чего направление распространения волны смещается. Согласно имеющимся данным, при увеличении общего напряжения скорость звука медленно растет. (15) Влияние оксидных слоев или лакокрасочного покрытия на поверхность металла. Плотный оксидный слой или антикоррозионный слой краски, образующийся на поверхности металла, хотя и прочно связан с основным материалом и не имеет четко выраженной границы раздела, тем не менее скорость распространения звука в этих двух веществах отличается. Это приводит к ошибкам; кроме того, величина ошибок изменяется в зависимости от толщины покрытия