Analyse des Anzeigewerts des Ultraschall-Dickenmessgeräts: Gründe für zu große oder zu kleine Werte
Bei der tatsächlichen Testarbeit stellt man häufig fest, dass der Dickenmesswert offensichtlich zu groß oder zu klein ist im Vergleich zum Konstruktionswert (oder erwarteten Wert). Die Gründe dafür werden wie folgt analysiert:
(1) laminierte Materialien, zusammengesetzte (nicht homogene) Materialien. Die Messung des nicht gekoppelten laminierten Materials ist nicht möglich, da Ultraschallwellen den nicht gekoppelten Raum nicht durchdringen und sich im zusammengesetzten (nicht homogenen) Material nicht gleichmäßig ausbreiten können. Bei Geräten, die aus mehreren Schichten Materialummantelung bestehen (wie z. B. Harnstoff-Hochdruckgeräte), sollte bei der Dickenmessung besonders darauf geachtet werden, dass das Dickenmessgerät nur die Dicke der Materialschicht anzeigt, die mit der Sonde in Kontakt steht.
(2) Falsche Wahl der Schallgeschwindigkeit. Vor der Messung des Werkstücks wird dessen Schallgeschwindigkeit je nach Materialart voreingestellt oder die Schallgeschwindigkeit wird anhand des Standardblocks gemessen. Wenn ein Materialkalibrierungsinstrument mit einem Material (üblicherweise wird ein Testblock für Stahl verwendet) verwendet wird und dann ein anderes Material gemessen wird, werden fehlerhafte Ergebnisse erzielt.
(3) Einfluss der Temperatur. Die Schallgeschwindigkeit von festen Materialien steigt und fällt im Allgemeinen mit der Temperatur. Testdaten zeigen, dass die Schallgeschwindigkeit von heißem Material bei jeder Temperaturerhöhung um 100 Grad Celsius um 1 % abnimmt. Bei Geräten, die im Betrieb hohen Temperaturen ausgesetzt sind, tritt diese Situation häufig auf.
(4) Der Einfluss des Koppelmittels. Koppelmittel werden verwendet, um die Luft zwischen der Sonde und dem zu prüfenden Objekt auszuschließen, damit Ultraschallwellen das Werkstück effektiv durchdringen und den Erkennungszweck erreichen können. Wenn der Typ oder die Methode falsch gewählt oder verwendet werden, treten Fehler oder ein Flimmern des Koppelmittels auf, sodass keine Messung möglich ist. In der Praxis wird durch die Verwendung von zu viel Koppelmittel die Sonde vom Werkstück entfernt und das Instrument zeigt den Wert der Schichtdicke des Koppelmittels an.
(5) Befindet sich innerhalb des Messobjekts (z. B. einer Rohrleitung) eine Ablagerung, so zeigt das Dickenmessgerät den Wert der Wanddicke plus der Dicke der Ablagerung an, wenn der Unterschied in der akustischen Impedanz zwischen der Ablagerung und dem Werkstück nicht groß ist.
(6) Der Einfluss von Oxiden oder Lackschichten auf Metalloberflächen. Auf Metalloberflächen bilden sich dichte Oxid- oder Lackschichten, die Korrosionsschutz bieten. Obwohl die Verbindung eng mit dem Grundmaterial verbunden ist, ist die Grenzfläche nicht erkennbar. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls in beiden Substanzen ist jedoch unterschiedlich, was zu Fehlern führt. Und je unterschiedlich dick die Beschichtung ist, desto größer ist auch die Fehlergröße.
(7) Wenn das Material Defekte aufweist (z. B. Einschlüsse, Zwischenschichten usw.), beträgt der Anzeigewert etwa 70 % der Nenndicke (zu diesem Zeitpunkt wird ein Ultraschall-Fehlerdetektor zur weiteren Fehlererkennung verwendet).
(8) Auswirkungen von Spannung. In Betriebsanlagen und Rohrleitungen ist die meiste Spannung vorhanden. Der Spannungszustand des festen Materials hat einen gewissen Einfluss auf die Schallgeschwindigkeit. Wenn die Richtung der Spannung und die Ausbreitungsrichtung unterschiedlich sind, erhöht sich die Schallgeschwindigkeit, wenn es sich bei der Spannung um Druckspannung handelt, durch die Spannungswirkung auf die Elastizität des Werkstücks. Umgekehrt verringert sich die Schallgeschwindigkeit, wenn es sich bei der Spannung um Zugspannung handelt. Wenn Spannung und Wellenausbreitungsrichtung nicht übereinstimmen, kommt es zu Schwankungen in der Massenschwingungsbahn durch Spannungsinterferenzen und Abweichungen in der Wellenausbreitungsrichtung. Den Daten zufolge nimmt die allgemeine Spannung zu und die Schallgeschwindigkeit nimmt langsam zu.
