超聲波厚度測量法測量不銹鋼堆焊層厚度

1.原理

    脈沖反射式測厚儀是通過測量超聲波在工件上、下底面之間往返一次傳播的時(shí)間來求得工件的厚度。在室溫條件下,用同一測厚儀在某一固定厚度的試塊上,通過改變不同超聲波聲速所得到的1組數(shù)據(jù)。

    根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以得出,在室溫條件下,聲速在2 000 ～ 6 300 m/ s ,測厚儀儀器顯示值δ與超聲波聲速v 的比值是個(gè)固定值。此結(jié)果與超聲波測厚儀測厚原理相同,由此可根據(jù)超聲波聲速公式(δ= vt) 推出以下公式:

δ2 = v2 (δ- δ1 ) / v1 公式（1）

    式中,δ為實(shí)測顯示總體厚度,即基材厚度與堆焊層的厚度之和,δ1 為基材實(shí)際厚度,δ2 為堆焊層的實(shí)際厚度,mm ; v1 為基層材料的實(shí)際聲速, v2 為堆焊層材料的實(shí)際聲速,m/ s。

    2.公式推導(dǎo)

    超聲波測厚儀具有按厚度校準(zhǔn)功能,即具有顯示平均聲速的功能。因此,運(yùn)用超聲波測厚儀可以測出超聲波在加氫反應(yīng)器壁中的平均聲速v平均,并由以上原理可以推出公式:

δ/ v平均=δ1 / v1 +δ2 / v2 公式（2）

    根據(jù)式(2) 可以計(jì)算出超聲波在加氫反應(yīng)器不銹鋼堆焊層實(shí)際聲速度v2 ,而已知鋼中的聲速v1 和基層厚度δ1 (假設(shè)加氫反應(yīng)器基層基本不腐蝕) ,從而可根據(jù)式(1) 計(jì)算出加氫反應(yīng)器不銹鋼堆焊層的實(shí)際厚度δ2 。

    采用厚度測量法檢測加氫反應(yīng)器不銹鋼堆焊層厚度的方法簡單且容易掌握,檢測結(jié)果誤差小于1 %,對(duì)工件的要求不高,只要上下兩表面平行,基材表面粗糙度Ra < 6.3μm 即可。即使堆焊層表面焊后不做任何處理,也能測出堆焊層厚度,只是誤差較大而已,對(duì)工件的厚度無限制。該方法不僅適用于檢驗(yàn)單位的定期檢驗(yàn),也適用于使用 單位的在線檢測,適用性強(qiáng),且不需要特殊的對(duì)比試塊,也不需要其他特殊儀器,極大減少了檢驗(yàn)成本,具有廣闊的市場空間和應(yīng)用價(jià)值。

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