Введение в толщинометрию
Введение в ультразвуковую толщинометрию
Вот уже более 50 лет ультразвуковые толщиномеры используются дефектоскопистами для измерения толщины изделий в различных отраслях промышленности. Сюда можно отнести контроль ответственных деталей (например, лопаток турбин для авиационных двигателей), а также технический осмотра труб и резервуаров в процессе эксплуатации на наличие коррозии. По мере развития аппаратного и программного обеспечения, ультразвуковые приборы стали более мощными, надежными и простыми в использовании инструментами. В данном руководстве описаны принципы работы ультразвуковых дефектоскопов и области их применения.
Для чего используются ультразвуковые толщиномеры?
Ультразвуковые толщиномеры часто используются в ситуациях, когда имеется доступ только к одной стороне изделия, (например, трубопровод); или когда простые механические измерения невозможны или нецелесообразны ввиду размера детали или ограниченного доступа. Возможность измерения толщины изделий при одностороннем к ним доступе, без необходимости разборки или разрезания объекта — одно из главных преимуществ данной технологии.
Практически любой конструкционный материал может быть измерен с помощью ультразвука. Ультразвуковой толщиномер может быть использован для измерения металлов, пластмасс, композитов, стекловолокна, керамики и стекла. Возможно измерение экструдированных пластмасс и проката в процессе производства — отдельных слоев или покрытий в многослойных изделиях. С помощью ультразвуковых толщиномеров можно также измерить толщину слоя жидкости или биологические образцы. Ультразвуковой контроль является одним из методов неразрушающего контроля без необходимости резки или секционирования. Диапазон измерений зависит от материала и выбранного преобразователя, и может быть в пределах от 0,08 мм до 635 мм. Как правило, такие материалы как дерево, бетон, бумага и пенопласт обычно не подходят для измерения обычными ультразвуковыми преобразователями.
Принцип работы ультразвукового толщиномера заключается в измерении времени прохождения генерируемого преобразователем импульса через объект. Время прохождения импульса от противоположной поверхности образца к преобразователю может использоваться для измерения толщины объекта, точно так же, как радар или сонар измеряют расстояние. Разрешение может достигать 0,001 мм.
В большинстве случаев используются ручные толщиномеры с контактными преобразователями. Однако, для измерения толщины объектов сложной формы или для поточных измерений толщины используются бесконтактные иммерсионные преобразователи, которые фокусируют ультразвуковой луч через слой воды. Многие современные ультразвуковые толщиномеры оснащены системами регистрации и передачи данных, обеспечивающими сопряжение толщиномеров с компьютерными базами данных.
Какие материалы можно измерить с помощью ультразвукового толщиномера?
Ультразвуковой толщиномер используется для коррозионного мониторинга и измерения толщины широкого спектра материалов (металлы, пластмасса, композиты, стекловолокно, керамика и стекло).
Коррозия
Если вовремя не обнаружить коррозию, она может ослабить структурную целостность металлических конструкций, в частности опоры мостов и шпунтовые сваи. Ультразвуковые толщиномеры могут использоваться для неразрушающего контроля металлов с целью обнаружения повреждений и утонения стенок в результате коррозии.
Металлы
Ультразвуковые толщиномеры могут использоваться для измерения широкого ряда металлических изделий, включая трубы и резервуары, листы и катушки, глубокие сверления. Ультразвуковые толщиномеры также используются в целях обеспечения качества продукции, ее соответствия отраслевым стандартам, а также для обеспечения безопасности и работоспособности продукта.
Пластмассы
Широкие использование неметаллических материалов в машиностроении, таких как пластмассы, увеличивает потребность в измерении толщины стенок в рамках контроля качества. Ультразвук используется для измерения толщины бутылок и контейнеров, пластиковых труб, судов из стеклопластика, в целях обеспечения безопасности используемых материалов и их соответствия отраслевым стандартам.
Другие материалы
Ультразвуковые толщиномеры используются для широкого ряда прочих материалов, включая изделия из резины, керамики, стекла, а также в случаях, когда пользователь не может получить доступ к обеим сторонам объекта.
