máy đo độ dày siêu âm là gì
Máy đo độ dày siêu âm đo chiều dày thành của vật liệu chỉ từ một phía. Đầu dò gửi một xung âm tần số cao ngắn vào bề mặt và máy định thời tiếng dội quay về từ mặt bên kia; vì vận tốc âm trong vật liệu đã được biết, khoảng thời gian đó chuyển thành một giá trị chiều dày. Không phải cắt gọt gì, và cũng không cần với tới bề mặt bên trong.
Chính khả năng tiếp cận một phía đó đặt thiết bị vào vị trí trung tâm của công tác giám sát ăn mòn và xói mòn. Trên đường ống, bình chịu áp, bể chứa và thân tàu, thành mỏng dần từ bên trong trong khi mặt ngoài vẫn có vẻ nguyên vẹn. Một cuộc khảo sát đo phần thành còn lại tại một lưới các điểm rồi lặp lại nó theo thời gian sẽ biến một quá trình vô hình thành một xu hướng có thể xử lý trước khi xảy ra sự cố.
Phép đo chỉ tốt đúng bằng hai đầu vào: vận tốc âm của vật liệu và chất lượng tiếp âm giữa đầu dò với bề mặt. Khi trên bề mặt có một lớp phủ, khi kim loại bị rỗ hoặc đã được mài, hay khi nhiệt độ cao, một số đọc cần nhiều hơn một lượt đo xung - tiếng dội đơn mới có ý nghĩa. Trang này trình bày các điều kiện đó, cùng ranh giới với những phương pháp kiểm tra không phá hủy khác.
Cách máy đo độ dày siêu âm đo
Thiết bị đo một khoảng thời gian rồi đổi khoảng đó thành một độ dài bằng một vận tốc. Vận tốc đó là thuộc tính của vật liệu và thay đổi theo hợp kim cũng như theo nhiệt độ, nên nó phải được lấy từ một bảng, hoặc tốt hơn, được xác định trên một mẫu cùng vật liệu có chiều dày đã biết. Một máy đo đặt theo thép sẽ báo sai chiều dày trên nhôm hoặc trên thép không gỉ, và sai số đó không hề nhỏ.
Tiếp âm là chỗ phụ thuộc thứ hai. Âm ở các tần số này không truyền có ích qua không khí, nên một chất tiếp âm dạng lỏng hoặc gel phải bắc qua khe giữa đầu dò và bề mặt. Bề mặt thô, có lớp oxit hoặc cong cần chất tiếp âm đặc hơn, và trên bề mặt bị rỗ nặng, đầu dò có thể bắc ngang qua một hố rỗ mà trả về tiếng dội từ thành ban đầu thay vì từ đáy của nó - đó chính là chiều sai số nguy hiểm.
Tồn tại hai chế độ đo cho hai vấn đề khác nhau. Chế độ một tiếng dội đọc tiếng dội quay về đầu tiên và phù hợp với bề mặt sạch. Chế độ từ tiếng dội đến tiếng dội so hai tiếng dội liên tiếp từ thành sau, nhờ đó triệt tiêu ảnh hưởng của một lớp phủ hoặc lớp sơn trên bề mặt. Nơi phải giữ nguyên lớp phủ, chính chế độ đó cho phép thực hiện số đọc, đổi lại là chiều dày nhỏ nhất phân giải được sẽ lớn hơn.
Lựa chọn cấu hình
Phần lớn thông số được quyết định bởi những lựa chọn này chứ không phải bởi cấp chính xác. Mỗi lựa chọn ràng buộc lựa chọn kế tiếp, nên chúng được chốt theo thứ tự.
| Cấu hình | Tùy chọn cần xác định | Nó thực sự quyết định điều gì |
| Chế độ đo | Chế độ một tiếng dội, và chế độ từ tiếng dội đến tiếng dội để đo xuyên qua lớp phủ | Có phải cạo sạch sơn hoặc lớp lót trước khi đọc số hay không, và chiều dày nhỏ nhất mà máy phân giải được. |
| Kiểu đầu dò | Đầu dò tiếp xúc, đầu dò hai phần tử, và đầu dò đường trễ hoặc đầu dò nhiệt độ cao | Những điều kiện bề mặt và dải nhiệt độ nào mà máy làm việc được. Đầu dò hai phần tử là lựa chọn thường thấy khi bề mặt thô hoặc cong. |
| Tần số đầu dò | Dải tần số có sẵn, chọn theo vật liệu và theo chiều dày | Đánh đổi giữa độ xuyên sâu và độ phân giải. Tần số cao hơn phân giải tốt hơn các tiết diện mỏng; tần số thấp hơn xuyên xa hơn trong vật liệu hạt thô hoặc suy giảm mạnh. |
| Giá trị vận tốc âm | Một bảng các vật liệu thông dụng, hoặc một giá trị xác định trên một mẫu chuẩn | Liệu số đọc có ở đúng chỗ hay không. Đây là nguồn sai số lớn nhất của một cuộc khảo sát. |
| Phương án hiệu chuẩn | Một bậc chuẩn tích hợp sẵn, hoặc một khối riêng có chiều dày đã biết | Máy có thể được kiểm tra ngay tại nơi sử dụng hay không, điều mà một quy trình khảo sát thường yêu cầu. |
| Chế độ đọc số | Chế độ bắt giá trị nhỏ nhất, và chế độ quét theo dõi số thấp nhất tìm được trên một vùng | Có tìm và báo được một vùng bị rỗ hay không. Một số đọc tại một điểm đơn lẻ trên bề mặt đã ăn mòn không phải là một con số đại diện. |
| Lưu và truyền dữ liệu | Bộ nhớ trong, ghi theo lưới điểm hoặc theo từng điểm, và một cổng để xuất dữ liệu | Cuộc khảo sát tạo ra một hồ sơ so sánh được với cuộc khảo sát trước, hay chỉ tạo ra một loạt con số trên giấy. |
| Cấp bảo vệ môi trường và nhiệt độ | Cấp bảo vệ chống xâm nhập, và nhiệt độ bề mặt mà đầu dò cùng chất tiếp âm chịu được | Máy có dùng được trên một đường ống đang nóng hoặc trong điều kiện ẩm ướt mà không phải chờ ngừng vận hành hay không. |
Cách chọn máy đo độ dày siêu âm
| Yếu tố | Vì sao nó quyết định kết quả | Cách xác định trước khi gửi yêu cầu |
|---|
| Vật liệu và vận tốc âm | Phép đổi từ thời gian sang chiều dày phụ thuộc vào giá trị này, và một giá trị sai sẽ dịch chuyển cả cuộc khảo sát | Nêu tên vật liệu, và cho biết có sẵn một mẫu chuẩn có chiều dày đã biết hay không. |
| Dải chiều dày thành cần đo | Yếu tố này quyết định tần số đầu dò và, trong chế độ từ tiếng dội đến tiếng dội, thành có dày đủ để đọc xuyên qua lớp phủ hay không | Cung cấp giá trị thành còn lại nhỏ nhất và lớn nhất dự kiến. |
| Khả năng tiếp cận và tình trạng bề mặt | Tiếp cận một phía là giả định sẵn có, nhưng bề mặt vẫn phải đủ để đo được | Mô tả bề mặt: có lớp phủ, có sơn, bị rỗ, có lớp oxit, bị ăn mòn hay đã được gia công. |
| Nhiệt độ bề mặt | Yếu tố này giới hạn kiểu đầu dò và chất tiếp âm | Cho biết nhiệt độ làm việc, và có thể ngừng vận hành hay không. |
| Lớp phủ có được phép tháo bỏ hay không | Tháo lớp phủ tốn thời gian, và bản thân việc đó có thể không được chấp nhận trên một bề mặt đã hoàn thiện | Nêu rõ sơn hoặc lớp lót có phải giữ nguyên hay không. |
| Độ phân giải mong muốn so với biên độ còn lại | Một biên độ thành còn lại sát với độ bất định của phép đo cần một phương pháp mịn hơn | Nêu quyết định mà các con số sẽ dẫn tới, và kết quả dự kiến rơi sát giới hạn đến mức nào. |
| Yêu cầu ghi dữ liệu | Một cuộc khảo sát lặp lại được cần các điểm lưới cố định và các số đọc được lưu | Nêu rõ kết quả có cần so với một cuộc khảo sát trước hay không, và dưới định dạng nào. |
Nếu một trong các điểm này vẫn chưa xác định được, hãy gửi những thông tin đã có. Báo giá có thể được lập dựa trên mô tả nhiệm vụ và hoàn thiện sau khi bổ sung các phần còn thiếu.
Các lựa chọn thay thế gần nhất
Đây là những loại mà một yêu cầu về máy đo độ dày siêu âm thường hóa ra là, và là điểm mà lựa chọn thực sự được quyết định.
| Loại thay thế gần nhất | Điều gì phân biệt nó với máy đo độ dày |
| Thiết bị kiểm tra siêu âm | Dùng cùng vật lý để tìm khuyết tật bên trong - vết nứt, lớp tách, tạp chất - chứ không dùng để đo thành. Máy đo độ dày trả lời còn lại bao nhiêu vật liệu; máy dò khuyết tật trả lời vật liệu có nguyên khối hay không. Khi một cuộc khảo sát phát hiện vùng đáng ngờ, máy dò khuyết tật là bước tiếp theo. |
| Máy đo độ dày lớp phủ | Đo lớp nằm trên bề mặt, tức là thứ mà một quy cách sơn hoặc mạ quan tâm. Máy đo siêu âm báo phần kim loại bên dưới lớp đó - và trên một số máy, hai số đọc được kết hợp có chủ ý để lấy cả hai từ cùng một điểm. |
| Thiết bị kiểm tra dòng xoáy | Phát hiện khuyết tật bề mặt và sát bề mặt trong vật liệu dẫn điện, và làm tốt trên ống cũng như trên hình học phức tạp nơi siêu âm vướng víu. Nó đáp ứng với điểm gián đoạn chứ không đáp ứng với chiều dày, nên nó bổ sung cho phép đo thành chứ không thay thế phép đo đó. |
| Thiết bị kiểm tra tia X | Ghi hình cấu trúc bên trong và là phương pháp chuẩn được ghi thành hồ sơ cho mối hàn và vật đúc. Phương pháp này dùng bức xạ, cần tiếp cận từ cả hai phía và các quy định kiểm soát bức xạ, tức là một thứ chi phí và mức chuẩn bị khác hẳn so với một phép đo thành. |
| Thiết bị kiểm tra hạt từ | Làm lộ các vết nứt bề mặt và sát bề mặt trong vật liệu từ tính bằng từ trường và bột sắt. Phương pháp này tìm khuyết tật chứ không tìm chỗ mỏng đi, và chỉ áp dụng được cho vật liệu có từ tính. |
| Máy dò NDT | Một nhóm gộp các thiết bị dùng để tìm và xác định kích thước chỉ báo trong những phương pháp kể trên. Khi yêu cầu là một con số chiều dày thành xác định, thiết bị cần dùng là máy đo chuyên dụng; một máy dò chung dụng là để định vị khuyết tật. |
Trong một cuộc khảo sát ăn mòn, hai câu hỏi cần tách bạch là còn lại bao nhiêu thành và phần thành còn lại có nguyên khối hay không. Máy đo độ dày trả lời câu hỏi thứ nhất, còn dòng thiết bị dò khuyết tật trả lời câu hỏi thứ hai.
Nội dung cần có trong yêu cầu
Phản hồi đầu tiên có thể là một báo giá thay vì một loạt câu hỏi nếu yêu cầu mang theo những thông tin này. Khi không biết một giá trị, hãy gửi mô tả nhiệm vụ và chúng tôi sẽ xác nhận nó ngụ ý điều gì.
- Vật liệu, và có sẵn một mẫu chuẩn có chiều dày đã biết hay không
- Chiều dày thành nhỏ nhất và lớn nhất dự kiến
- Tình trạng bề mặt: có lớp phủ, có sơn, bị rỗ, có lớp oxit, bị ăn mòn hay đã được gia công
- Nhiệt độ bề mặt làm việc, và có thể ngừng vận hành hay không
- Lớp phủ hoặc lớp lót có buộc phải giữ nguyên chỗ hay không
- Cuộc khảo sát là một loạt số đọc lấy một lần hay một lưới điểm lặp lại được
- Dữ liệu có cần được lưu và xuất ra hay không
- Nhu cầu về đầu dò và chất tiếp âm cho bề mặt và nhiệt độ đang xét
- Số lượng, cảng đến và thời gian giao hàng yêu cầu
