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德國EPK超聲波測(cè)厚儀MiniTest 400型在高溫測(cè)厚過程中的應(yīng)用
德國EPK超聲波測(cè)厚儀MiniTest 400型在高溫測(cè)厚過程中的應(yīng)用
超聲波測(cè)厚儀是一種zui簡單，zui常用的無損檢測(cè)方法。隨著煉制高硫原油數(shù)量的增加和設(shè)備及管道腐蝕問題的加劇，超聲波測(cè)厚在腐蝕監(jiān)測(cè)上應(yīng)用越來越廣泛。尤其自上世紀(jì)90年代中期以來，國內(nèi)各大煉化公司陸續(xù)開展管道定點(diǎn)測(cè)厚，以期通過檢測(cè)，對(duì)嚴(yán)重減薄的管道提前采取預(yù)防保護(hù)措施，杜絕泄漏的發(fā)生。從高溫測(cè)厚使用的儀器來看，主要有德國EPK公司的MiniTest系列和美國GE公司的DM系列，及美國泛美等，尤其是德國EPK公司的MiniTest系列使用廣泛。本文試探究MiniTest 400B型超聲波測(cè)厚儀在高溫測(cè)厚中的應(yīng)用情況。
1,MiniTest 400B 儀器的使用
1.1儀器操作說明
數(shù)據(jù)組
探頭型號(hào)
電池電量
測(cè)量符號(hào)
增益模式
測(cè)量模式
測(cè)量值
聲速值
1.2 開關(guān)機(jī)
開關(guān)機(jī)時(shí)，按ON鍵一下開機(jī)，長按ON鍵（3S）關(guān)機(jī)。在接好探頭開機(jī)時(shí)，儀器提會(huì)自動(dòng)識(shí)別出探頭。
1.3 測(cè)量范圍
在標(biāo)準(zhǔn)模式下為0.65mm～500.0mm；取決于所用探頭，被測(cè)材料和材料表面狀況。
1.4 儀器的校準(zhǔn)
儀器在使用初期或在使用的過程中均會(huì)出現(xiàn)測(cè)量偏差的問題，其偏差的產(chǎn)生只要會(huì)由以下的三個(gè)方面引起：
1、 探頭自身或者溫度變化引起隨即偏差；
2、 儀器與探頭匹配所引起的系統(tǒng)偏差；
3、 儀器所使用的聲速與實(shí)際材料聲速不一致所引起的計(jì)算偏差。
為消除這三種可能的偏差，儀器提供了三種不同的處理方法
按 鍵，按 鍵，鍵選擇內(nèi)容。
1.41自動(dòng)校準(zhǔn)
由于使用不同的探頭、探頭的磨損以及環(huán)境溫度對(duì)探頭的影響，均會(huì)構(gòu)成測(cè)量偏差，而此類偏差可以使用儀器提供的“自動(dòng)校準(zhǔn)”功能。
注：校準(zhǔn)時(shí)，一定要保持探頭表面的清潔。若有耦合劑或其他污物則會(huì)影響校準(zhǔn)時(shí)的精度。在測(cè)量環(huán)境的溫度變化較大時(shí)，建議經(jīng)常是用次功能，以確保測(cè)量準(zhǔn)確。
1.42二次校準(zhǔn)
當(dāng)更換新探頭或由于其他原因引起測(cè)量偏差，而且使用“自動(dòng)校準(zhǔn)”功能也無法消除此偏差時(shí)（確信不是由于聲速值的偏差而引起的測(cè)量偏差），使用“二次校準(zhǔn)”功能可以按照系統(tǒng)偏差加以消除。使用的方法如下：
1、 將聲速恢復(fù)至5920 m/s；
2、 測(cè)量隨儀器所配的標(biāo)準(zhǔn)試塊，此時(shí)的測(cè)量值應(yīng)為4.00mm±0.01mm，若偏差大于此標(biāo)準(zhǔn)，則使用“二次校準(zhǔn)”功能消除此偏差。
3、
調(diào)整測(cè)量數(shù)據(jù)使其滿足上面的要求。
1.5 聲速測(cè)量
由于材料的多樣性，同一種材料不同含量、不同工藝，從而導(dǎo)致了聲速值的變化，而此變化zui終引起測(cè)量出現(xiàn)偏差。若所引起的偏差不足以影響到測(cè)量的準(zhǔn)確性。則可以忽略；若偏差影響到測(cè)量的準(zhǔn)確性，則必須得到材料的準(zhǔn)確聲速值，此時(shí)就可以使用“聲速測(cè)量”功能。使用方法如下：
1、 選擇或預(yù)置于材料聲速相近的聲速值；
2、 選擇所要檢測(cè)的材料樣品，其后度盡可能接近所要檢測(cè)的厚度，用其他方法準(zhǔn)確測(cè)量出此樣塊的實(shí)際厚度；
3、 用儀器測(cè)量此樣塊，得到一測(cè)量值；
4、
調(diào)整聲速，以使得測(cè)量值數(shù)據(jù)逼近或與樣塊的厚度值相一致；
5、 重新測(cè)量樣塊，復(fù)核測(cè)量值于實(shí)際值的偏差，一致時(shí)，此聲速值即為此種材料的準(zhǔn)確聲速值。
1.6 儀器菜單顯示及操作
按 鍵進(jìn)入菜單，按鍵，鍵選擇內(nèi)容。
按“OK”鍵可進(jìn)入所選的內(nèi)容
按“ESC”退出，并進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。
1.7 操作
1.71 常溫（-10-50度）測(cè)厚。
設(shè)置好參數(shù)并校驗(yàn)后，在探頭上抹少許耦合劑，直接在被測(cè)物體表面進(jìn)行測(cè)量，注意用力要輕，但接觸要緊密。
1.72 高溫（50-350度）測(cè)厚
1，高溫測(cè)厚時(shí)要求被測(cè)物體表面光潔，無銹；
2，選用高溫探頭和高溫耦合劑并檢查相關(guān)設(shè)置，以試驗(yàn)看得出的該溫度，材質(zhì)下的超聲波速進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)節(jié)；
3，先將耦合劑涂抹在高溫被測(cè)物體表面，耦合劑應(yīng)在被測(cè)物體表面靜置2-3S,（高溫度過高時(shí)，耦合劑可能會(huì)融化，但不影響測(cè)量），同時(shí)，在探頭上也涂抹少量高溫耦合劑；
4，將探頭輕輕且緊密地貼在被測(cè)物體表面，時(shí)間不能超過5S,不能隨意轉(zhuǎn)動(dòng)但可輕輕搖動(dòng)探頭以獲得數(shù)據(jù)；
5，探頭溫度過高時(shí)可用冷水浸泡幾秒，但不可長時(shí)間浸泡；
6，連續(xù)測(cè)量時(shí)注意擦凈前次測(cè)量留下的耦合劑殘留物；
7，過高的溫度或其它因素也可能導(dǎo)致測(cè)量誤差過大，可考慮更換高溫探頭或其它測(cè)厚儀。
1.8 室內(nèi)高溫測(cè)厚實(shí)驗(yàn)
1.81 試驗(yàn)?zāi)康?/div>
通過本試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)，繪制中，高溫定點(diǎn)測(cè)厚中溫度－聲速曲線圖，利用線性回歸法擬合出溫度－聲數(shù)的數(shù)學(xué)模型。
1.82 試件制備
20號(hào)鋼鋼板，表面光潔，機(jī)加工厚度分別為5,8,10mm；
316L鋼板，表面光潔，機(jī)加工厚度分別為5,8,10mm;
16Mn鋼板，表面光潔，機(jī)加工厚度分別為5，8，10mm;
Cr5Mo鋼板，表面光潔，機(jī)加工厚度分別為5,8,10mm;
18-8鋼板，表面光潔，機(jī)加工厚度分別為5,8,10mm.
1.83 所用試驗(yàn)儀器為德國EPK公司生產(chǎn)的Minitest 400B型超聲波測(cè)厚儀及配套探頭和馬弗爐。
1.84 測(cè)量方法
測(cè)量溫度范圍定為常溫及100-420度，每隔20度逐次測(cè)量；測(cè)量完成后記錄下該溫度下該試件厚度所對(duì)應(yīng)的聲速值。
儀器零點(diǎn)調(diào)節(jié)：以已知聲速進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)節(jié)，具體聲速如下：20號(hào)，16MnR和Cr5Mo：5920m/s；316L（雙相不銹鋼）為5850m/s；18-8（奧氏體不銹鋼）為5730m/s.
1.85 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
以溫度為橫坐標(biāo)，聲速為縱坐標(biāo)作出不同試件的線性回歸方程并顯示相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見圖。
從圖中可以看出，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用Minitest 400B型測(cè)厚儀進(jìn)行420度以下高溫測(cè)厚時(shí)，18-8，Cr5Mo，16MnR和316L的相關(guān)性較好，達(dá)99%以上，20號(hào)略差，但對(duì)比目前國內(nèi)常用的高溫測(cè)厚線性回歸方程V＝5.918-0.85Ｔ（V為校正聲速，m/s；T為試驗(yàn)溫度），可以認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)方程能滿足使用要求。
另外，除溫度－聲速線性回歸方程外，國內(nèi)也有采用標(biāo)準(zhǔn)聲速，直接記錄高溫測(cè)厚數(shù)據(jù)，然后用常－高溫轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
1.9 高溫測(cè)厚時(shí)易出現(xiàn)的問題
1.91 測(cè)厚儀沒有顯示值；測(cè)小管徑管道或內(nèi)壁有大量點(diǎn)腐蝕時(shí)，測(cè)厚儀會(huì)沒有顯示值，或讀數(shù)不穩(wěn)定，這時(shí)應(yīng)采用超聲波探傷儀進(jìn)行輔助測(cè)定。
1.92 顯示值為實(shí)際厚度的兩倍：管道剩余壁厚小于3mm,且背面比較光滑時(shí)，測(cè)厚儀的顯示值有時(shí)為實(shí)際厚度的兩倍左右，為避免漏檢低于3mm的嚴(yán)重減薄，探頭要隨時(shí)校正，靈敏度不夠時(shí)應(yīng)更換探頭，或采用小測(cè)距探頭，或采用探頭。
1.93 顯示值比實(shí)際厚度?。寒?dāng)存在夾雜，夾層等內(nèi)部缺陷時(shí)，測(cè)厚儀顯示值常小于公稱厚度的70%。另外設(shè)備短節(jié)隨意臨近兩點(diǎn)厚薄不一，應(yīng)考慮堆焊復(fù)合層及內(nèi)部夾層的可能。
1.94 MiniTest400B型測(cè)厚儀進(jìn)行高溫測(cè)厚時(shí)，由于高溫測(cè)厚探頭與主機(jī)之間的連接線為國產(chǎn)，有時(shí)性能不好，可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，這時(shí)應(yīng)盡量避免連接線擺動(dòng)。
結(jié)論及建議
1,MiniTest400B型測(cè)厚儀為德國原產(chǎn)測(cè)厚儀，在常溫測(cè)厚中性能優(yōu)良，得到廣泛應(yīng)用，但由于缺乏深入了解，未能在高溫測(cè)厚中普遍使用，實(shí)驗(yàn)證明，ＭiniTest400型測(cè)厚儀能滿足420度以下的高溫管線測(cè)厚。
2,相比常高溫轉(zhuǎn)換公式，溫度－聲速線性回歸方程更便攜，實(shí)用，易于掌握。
Minitest400B型測(cè)厚儀在進(jìn)行高溫測(cè)厚時(shí)，要充分注意連接線的穩(wěn)定，必要時(shí)可要求配置德國原裝連接線。
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