无缝钢管全管体自动化超声波测厚.pdfVIP

第 39卷第 1期 现 代 冶 金 Vo1．39 No．1 2011年 2月 M odernM etallurgy Feb．2011 无缝钢管全管体 自动化超声波测厚 高宏 明，陈 桂 ，于庆彬 (扬州诚德钢管有限公司，江苏 江都 225215) 摘要：介绍 了用于大 口径无缝钢 管的全管体 自动化超声波测厚的原理 、技术要点。 关键词 ：无缝钢管；超声波测厚 ；两次底波法 ；测试精度 ；采样频率 中图分类号 ：TB551；TH821 ．1 获得壁厚的测量值 。在测量不同材料钢管时，只要设 引 言 定正确的声速值 ，即可测出正确的厚度值 。 为了保证足够 的安全寿命 ，在腐蚀介质下工作 2 全管体超声波 自动测厚的技术要点 的元缝钢管，需要保证其最小壁厚 。用作车载气瓶等 移动式压力容器壳体的钢管，为了同时保证其承压 2．1 耦合方式 能力和装载量 ，对钢管的最大壁厚和最小壁厚都要 根据机械设备结构特点分别采用了局部水浸 严格控制。为此 ，希望无缝钢管所有位置的厚度都得 法、喷水探头法、延迟块法 。受延迟块材料衰减系数 到控制，把满足这种要求 的测厚称作全长测厚或 较大的影响，延迟块法一般用于壁厚不大于 3Omm 1。0 测厚 ，本文称之为 “全管体测厚”，并将介绍全 的场合。水层或延迟块中的渡越时问一般不小于管 管体超声波 自动测厚的技术要点。 壁间渡越时间的2．5倍 。典型的回波图形如图 1所 示 。 1 超声波 自动测厚的原理 超声波测厚的基本原理 ：以测量得 到的底波渡 越时间乘以声速获得壁厚的测量值 。 普通 的便携式超声波测厚仪，是利用校准试块 通过调整声速和零点来校准仪器的(零点的校准 由 仪器 自动完成)。仪器一般采用双晶探头，以 “一发一 收”方式工作 ，声程总是大于壁厚，其差值随被测对 象厚度的增大而减 、。因此，钢管壁厚较厚时 ，用安 图 1 典型 的回波图形 装在测厚仪上的小型按准试块来校准仪器会带来较 2．2 探头的选择 大的测量误差(随机提供的校准试块一般较薄)。此 时，必须用大于和小于被测壁厚的两个试块进行校 2．2．1 探 测 频率 准，修正上述误差。 探测频率的提高一方面提高了分辨力，一方面 在 自动测厚中，为了提高检测速度 ，往往采用多 是在指向角相同时可减小晶片的直径 ，为减小测量 通道仪器。若像校准 携式测厚仪那样对每个探头 点的轴 向间距 (决定了探头声场的覆盖范围)创造了 进行逐个校准 ，显然是很繁琐 的，故此引入单晶探头 条件 。但过高的频率会产生材料结构噪声信号的干 直射法。此方法不存在声程差的问题，因而不需要进 扰 。一般情况下，当管子 的壁厚为 10h100trim 时频 行零点校准，只要测量两次底波之间渡越时间便可 率为 5MHz是实用的。当管子的壁厚小于 10mm 收稿 日期 ：2010一O2—18 作者简介