高温测厚.doc

承压类特种设备超声波中高温测厚技术初探
杨英春
（安徽省宣城市特种设备监督检验中心 安徽宣城 242000）
摘 要：我们通过大量的实验数据的对比统计，得出了中高温条件下（50～200℃）超声波钢中声速随工件温度变化的平均常数。厚的影响比预想的要小。
介质温度对声衰减的影响
对于反射当量不大局部减薄最薄点的剩余厚度对设备安全运行危害很大，及时发现有重要意义，不及时发现可能酿成突发事故，然而这类形式减薄采用超声波测厚仪是很难发现，不仅可能由于回波声压过小，不能被仪器接受、检波、放大、予以计算形成显示，而且更由于很难确定所选定的测点正好覆盖减薄最严重部位，
若是采用数字式超声波探伤仪在适当灵敏度扫查，对于非均匀减薄，低波的回波波形、波幅和位置将发生变化，可以准确发现反射当量不大局部减部位实现壁厚测定，并能全面了解设备内壁磨损腐蚀状况。现在需要了解的是因温度引起的声衰减变化对这一检测的影响程度。
从理论上分析,主要有三个原因导致了超声衰减,即: (1) 由声束扩散引起的超声衰减； (2) 由散射引起的衰减；(3) 由介质吸收引起的衰减。由声束扩散引起的衰减,只与声波阵面的有关，与温度的变化没有关系。而后两项，与很多因素有关，而在工程实际中，利用对多次标准大平底底波声压的测定，计算出包括散射衰减和吸收衰减系数在内的材料衰减系数α。

在高温条件下，探头和保护膜之间的耦合及保护膜与探伤面之间的耦合剂中的液体成份迅速蒸发，固体成份发生固化，耦合效果迅速变坏,而无法实现检测。因此要实现高温检测，合适的耦合剂非常关键，必须要使用高温专用耦合剂，保证耦合效果。
3 实验室测试
试验条件
实验中使用的试块有：CSI-1标准试块。GWO-Ⅰ型专用高温耦合剂。采用南通友联公司生产的数字式PXUT-350型超声波探伤仪。 高温探头型号为：HTUSP-01，HTUSP-02。
加温装置采用图1装置，，用温度恒定的水或饱和蒸汽作为试验用加热介质。将CSI-1试块装入加热装置中，
由于试块顶部是加热热源最远点，故在试块顶部设试块测温点，测量试块温度是否达到试验要求的温度，只有在用千分尺测量试块高度时取出，并迅速测量，其余试验在装置中进行。
图1 试验用加热装置
声速和材质衰减随温度变化情况及对测量的影响
采用图1所示的测量装置在常温时用千分尺测量试块高度，作为常温（20℃）时的基准值。，并用数字式超声波探伤仪以千分尺的厚度值作为扫描声程，测量试块常温时材料声速和探头延迟值。在50℃～200℃范围内各温度条件下用干分尺测量试块加热膨胀后的厚度，并作记录；在同温度条件下用超声波探伤仪，依据千分尺测量的厚度值，校正该温度条件下试块（即钢）的声速和延迟时间，和一次低波高度为80％，并作记录。
a. 温度对试块尺寸的影响见表1
表1. 温度对试块尺寸的影响
℃
测值mm
105
127
150
170
200
225
1






2




100.