超音波厚さ計の価値に影響を与える14の要因

Mar 22, 2024

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超音波厚さ計の価値に影響を与える14の要因

 

(1)ワークの表面粗さが大きすぎるため、プローブと接触面との結合が悪く、反射エコーが低くなり、エコー信号を受信できなくなる。


表面腐食については、カップリング効果が非常に低い稼働中の設備、パイプラインなどは、研磨、研削、研磨などの表面処理方法によって粗さを減らすことができますが、酸化物や塗装層も除去でき、金属の光沢が現れ、プローブと検査対象物がカップリング剤を介して良好なカップリング効果を達成することができます。


(2)ワークの曲率半径が小さすぎると、特に小径パイプの厚さを測定するときに、一般的に使用されるプローブ表面は平面であり、曲面接触は点接触または線接触であるため、音の強度伝達率が低くなります(結合が良くありません)。小径パイププローブ(6mm)を選択すると、パイプラインやその他の曲面材料をより正確に測定できます。


(3)検出面と底面が平行でない場合、音波は底面で散乱し、プローブは底面波信号を受け取ることができない。


(4)鋳物、オーステナイト鋼は組織が不均一であったり、結晶が粗いため、超音波の散乱減衰が著しく、散乱した超音波が複雑な経路に沿って伝播し、エコーが消滅して表示されなくなる可能性があります。粗結晶専用プローブの周波数を低く(2.5MHz)選択できます。


(5)プローブ接触面はある程度摩耗しています。アクリル樹脂によく使用される厚いプローブ表面は、長期間使用すると表面粗さが増し、感度が低下し、表示が不正確になります。500#サンドペーパーを使用して滑らかにし、平行性を確保してください。それでも不安定な場合は、プローブの交換を検討してください。


(6)測定対象物の裏面には多数の腐食ピットがあります。測定対象物の反対側には錆びや腐食ピットがあるため、音響減衰が生じ、測定値が不規則に変化し、極端な場合には測定値が全く得られないこともあります。


(7)試験対象物(パイプなど)の内部に堆積物がある場合、堆積物とワークの音響インピーダンスの差が大きくないときは、厚さ計は壁の厚さに堆積物の厚さを加えた値を表示します。


(8)材料内に欠陥(介在物、中間層など)がある場合、表示値が公称厚さの約70%であれば、超音波探傷器を使用してさらに欠陥を検出することができる。


(9)温度の影響。一般的な固体材料では、温度が上昇するにつれて音速が増減しますが、高温の材料では100度上昇するごとに音速が1%低下するという試験データがあります。高温の機器では、このような状況によく遭遇します。高温専用のプローブ(300度~600度)を使用し、通常のプローブは使用しないでください。


(10)積層、複合(不均質)材料。超音波は非結合空間を透過できず、複合(不均質)材料中を均一に伝播しないため、非結合積層材料を測定することはできません。複数の層の材料で作られた装置(尿素高圧装置など)の場合、ゲージはプローブと接触している材料の層の厚さのみを示すため、厚さを測定する際には特別な注意が必要です。


(11)カップリング剤の効果。カップリング剤はプローブと測定対象物の間の空気を排除し、超音波が効果的にワークピースを貫通して検出目的を達成するために使用されます。カップリング剤の種類の選択や使用が不適切であれば、カップリングマークに誤差やちらつきが生じ、測定できなくなります。


使用状況に応じて適切なタイプを選択する必要があります。滑らかな材料表面で使用する場合は、低粘度のカップリング剤を使用できます。粗い表面、垂直面、上面で使用する場合は、高粘度のカップリング剤を使用する必要があります。高温のワークピースには、高温カップリング剤を使用する必要があります。


第二に、カップリング剤は適切な量を使用し、均一に塗布する必要があります。一般的には、測定対象物の表面にカップリング剤を塗布する必要がありますが、測定温度が高い場合は、カップリング剤をプローブに塗布する必要があります。


(12)音速の選択ミス。ワークを測定する前に、材料の種類に応じて音速を事前に設定するか、標準ブロックに応じて逆測定します。機器を1つの材料(鋼が一般的なテストブロック)用に校正してから別の材料を測定すると、誤った結果が生成されます。測定前に材料を正しく識別し、適切な音速を選択する必要があります。

 

(13)応力の影響。使用中の設備、配管には、ほとんどが応力が存在し、固体材料の応力状態は音速に一定の影響を与えます。応力の方向と伝播方向が一致する場合、応力が圧縮応力であれば、ワークピースの弾性による応力の影響が増加し、音速が増加します。逆に、応力が引張応力であれば、音速は遅くなります。


応力と波の伝播方向が一致しない場合、質量振動の軌跡の変動過程は応力干渉によって起こり、波の伝播方向がずれます。データによると、一般的に応力が増加すると、音速はゆっくりと増加します。


(14)金属表面に対する酸化物または塗装被覆の影響。金属表面に生成される緻密な酸化物または塗装防食層は、母材と密接に結合し、明らかな界面を持たないが、2つの物質の音速の伝播速度が異なるため、誤差が生じ、被覆の厚さが異なると、誤差の大きさも異なる。

 

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