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射频显示超声测厚仪在钢板上测厚数据漂移的可能原因及解决方案 ... ... ...

热度 24已有 1067 次阅读2014-4-19 10:32 | 解决方案, 测厚仪, 钢板

4月18日,材料工程师和某客户监检经理在对13mm厚SA516 Gr.70钢板进行测厚时,发现钢板部分区域数据出现漂移,大部分位置测厚在13mm附近,正偏差0.20mm左右,有少部分区域数据显示12.46左右,且一次底波(射频波)出现形态变化,与显示13mm左右的波形相差较大(相位也有变化)。由于该批钢板不允许出现0.25mm的负偏差,故材料工程师判定钢板部分位置出现薄尺现象,但无法向监检经理解释为什么数据会漂移。而且,监检经理比较喜欢亲力亲为,怕别人糊弄他!
  材料工程师前天就给我打电话,想让我过去现场给监检经理解释,但是我在现场做TOFD复验,走不开。所以18日一早,陪同材料工程师、监检经理、营销人员现场测厚。我根据材料工程师的描述初步判定是由于钢板背面氧化皮引起底波形态发生变化,导致闸门读取数值发生变化。到现场时,监检经理询问,怎么不带普通超声检测设备及探头,做一个Ut检测一下钢板内部缺陷。我解释,该款测厚仪带有射频显示,既可以作为测厚使用,也可观察钢板内部缺陷情况(就是不容易定量)。监检经理接受我的解释。现场重现了数据漂移的现象,数据漂移的面积并不是很大,同时明显看到底波形态变化。但是可以得知,板材没有较大的内部缺陷,除非出现底面重皮(距离背面0.5mm处)。向监检经理解释,可能由于背面氧化皮使得钢板锈蚀,使得表面状况较差,进而影响底波形态,建议将钢板翻过来检测,该现象就可能没有了!在测厚之前,材料工程师按照流程,在钢板边缘区域用游标卡尺对测厚仪声速进行了初步校核。钢板翻身过后,的确发现钢板有氧化皮,但并不严重,且背面表面没有腐蚀坑之类的外观缺陷。这时候测试数据仍然出现漂移,就不好解释了。
   我自己测试了几个点,在排除探头接触用力不均与、耦合介质,接触表面等原因之外,忽然想到是否灵敏度设置不合理导致呢?
  因为,再不找出原因,监检经理就要召集相关人员,让钢板厂家过来解释了。他认为钢板厚度超差!钢板一般中间厚,两边薄,游标卡尺测试的数据对于钢板中间是偏小的。而钢板并没有明显的外观缺陷,我不太相信钢板局部薄尺。然后我降低灵敏度,随机测试了几个点,数据趋于稳定,底波形态基本没有变化,心中有点底了(真是人急智生,开始较大意了)!监检经理自己测试了几个点,接受了我的解释,并在另外一个钢板验证了,就放心了!
   为什么增益过高的情况下,会出现这种现象?需要对超声测厚原理,回波情况都有一定的了解,才能解释清楚!解决办法,真的很简单,但是真要解释清楚,还是不容易的。希望广大坛友热心讨论和思考!也给遇到类似问题的同行,提供一个简单案例!
  其实超声测厚是有严格操作规程,同时需要超声检测背景知识的,这一块很多人较为轻视!实际工作中,超声测厚操作者为材料检、铆焊检,监检人员使用较多,无损人员反而使用较少。而超声测厚和普通Ut两者还是有很大差别的。目前由于仪器的提升,两者有合二为一的功能,需要检测人员了解超声检测的基本原理、基本操作、基本检测工艺,以及解决检测和测厚中出现的基本问题。本文只不过起一个抛砖引玉的作用吧!

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发表评论 评论 (17 个评论)

回复 学无止境 2014-4-20 06:48
不错的分享,谢谢楼主!顺便问一下,楼主用的是什么型号的测厚仪?
回复 luolang1314 2014-4-20 07:16
奥林巴斯的38DL plus测厚仪,功能较强大。另外,我只见过几次底波形态发生变化的情况,一次是在纯偏振横波对存在择优取向组织铝合金测试上观察到;一次是在纯偏振横波对45号钢测试当中,边缘效应观察到;再就是这一次钢板5M纵波测厚上。前两次纯横波测试,波前出现一个小波,导致0.02us的时间差。此次纵波声速约5860,厚度差约为0.7mm,按来回声程估算时间差为0.06us。产生原理值得探讨!
回复 丁伟臣 2014-4-20 08:26
在EN ISO 9712中关于测厚人员资格培训的要求与普通超声相同,只不过国人没重视而已!
关于您的问题,请注意设定波取样的位置:波前或波峰,再试试!
回复 luolang1314 2014-4-20 08:32
丁伟臣: 在EN ISO 9712中关于测厚人员资格培训的要求与普通超声相同,只不过国人没重视而已!
关于您的问题,请注意设定波取样的位置:波前或波峰,再试试! ...
这款仪器好像并不能设定波取样的位置;还没有打开高级数字机的诸多功能,只是比普通超声测厚仪进步较多。此次数据漂移,与波前或波峰读取关系不大,整个底波形态发生了变化(周数也发生了变化)
回复 jorsonsh 2014-4-20 18:57
大概看了下楼主文章,感觉怪怪的;这怪在那里,因,不能身临其境,不大好说;但是还是不忍住‘评’下,如有不恰支出,还请楼主见谅;1.13mm厚SA516 Gr.70是按照美标生产的材料(舞钢较多)制造技术已经很成熟了,一般情况下,按照美标生产钢板都是正公差,负公差的少见;2.就是选择试块或钢板测厚的位置要求?问题来了;为什么订做钢板时不考虑正公差?
回复 luolang1314 2014-4-20 19:32
jorsonsh: 大概看了下楼主文章,感觉怪怪的;这怪在那里,因,不能身临其境,不大好说;但是还是不忍住‘评’下,如有不恰支出,还请楼主见谅;1.13mm厚SA516 Gr.70是按照 ...
实际上就是正偏差!
回复 糟老头子 2014-4-21 02:52
http://www.fendti.cn/data/attachment/album/201404/21/025139nc66dy9zzf06n6i0.jpg
回复 luolang1314 2014-4-21 07:10
首先谢谢你参与讨论!本次测量误差最大不超过0.7mm;奥林巴斯38DL  plus 的闸门读取原理,你比我熟悉;单一均匀金属材料检测时,一次底波和二次底波比较才会有相位差(180度);对于精度较高的测厚,射频模式更为精准,全检波模式容易出现显示失真,导致数据稳定,在精度要求不高的场合,没什么问题;你所计算的1.18mm是声程来回误差,如果取一半,和这次测量的误差较为接近;如有可能希望你能再现这个测试。底面比较平,就是有点氧化皮。另外,如何在仪器当中设置闸门读取的模式(第一前沿、第一波峰等)?这款仪器并不在探伤室,我摸索的较少!貌似功能较强大。
回复 糟老头子 2014-4-21 21:41
我不太清楚你现场的情况,所以可能不好重现,如果可以的话,请发张照片过来看看(正常和非正常的)?测量模式的话,38DL可以选择“峰值”和“第一峰值”,标准条件下是“峰值”模式,如果更改为“第一峰值”只能改变我上面图中的第三种波形的情况,就是让仪器测量C位置而不是D位置。
回复 luolang1314 2014-4-22 06:01
糟老头子: 我不太清楚你现场的情况,所以可能不好重现,如果可以的话,请发张照片过来看看(正常和非正常的)?测量模式的话,38DL可以选择“峰值”和“第一峰值”,标准条 ...
我正在和材料工程师商量,补拍相关检测的实际照片!希望能找到确切原因。测厚义更改峰值模式,没有人知道怎么改,故可能为默认模式。该款测厚义,曾经向厂家提供标样,厂家设置过多种检测模式!
回复 糟老头子 2014-4-22 09:49
可以在“波形调整”>“测量类型”里可以更改为“首个峰值”
即使是厂家根据提供的标样做过设置,也不能保证能够测量所有工件的所有位置:你能保证你寄给他们的工件除了这个厚度是变量外,其它的(如表面状况、工件形状、内部质量等)都和所有被检工件的所有位置一致吗?不能保证的话,厂家也无法考虑到所有情况,只寄希望于客户有一定的经验,可以根据实际的情况作出正确的测量。
回复 luolang1314 2014-4-22 13:28
糟老头子: 可以在“波形调整”>“测量类型”里可以更改为“首个峰值”
即使是厂家根据提供的标样做过设置,也不能保证能够测量所有工件的所有位置:你能保证你寄给他们的工 ...
http://www.fendti.cn/home.php?mod=space&uid=449&do=album&id=187
网速不好,只传了三张
回复 糟老头子 2014-4-22 13:57
用的是M110探头吗?
从你的照片上看到,12.65mm测量的是底波的第一个负半波,而13.15mm测量的是底波的最大负半波,两个测量的都不是一个位置的波,当然相差很大了。
建议把增益或者电压调低,让测量光标(A扫描下面的蓝色三角)都能测量到底波的最大负半波,然后重新校准仪器的声速和零位(需要已知厚度的一厚一薄两个校准块,材料一样,表面状态一样,较薄的满足所测量厚度范围的最小厚度值,较厚的试块满足所测量厚度范围的最大厚度值),校准完后重新测量有问题的地方,应该就能解决问题了。
回复 luolang1314 2014-4-23 06:26
糟老头子: 用的是M110探头吗?
从你的照片上看到,12.65mm测量的是底波的第一个负半波,而13.15mm测量的是底波的最大负半波,两个测量的都不是一个位置的波,当然相差很大 ...
是M112探头,我原来以为是5M的探头
回复 糟老头子 2014-4-23 20:46
luolang1314: 是M112探头,我原来以为是5M的探头
M112是10MHz的,所以你这种情况就符合我画图中的第三幅图,正常和非正常厚度(13.15-12.65=0.5mm)差不多相差一个波长:5.9/10=0.59mm
回复 luolang1314 2014-4-24 06:30
糟老头子: M112是10MHz的,所以你这种情况就符合我画图中的第三幅图,正常和非正常厚度(13.15-12.65=0.5mm)差不多相差一个波长:5.9/10=0.59mm ...
误差比较接近你推算的。不过,考虑到频散,这样的误差也就好理解了。但是,怎么产生这个误差,即底波形态随着高增益发生变化的原因是什么,比较有意思!解决的办法比较简单。对于该类带氧化皮的碳钢,增益不宜超过60dB.(66dB为发生漂移的临界点)补充说明,图示当中,蓝灰色为氧化皮的颜色,该批钢板为正火板,高温时氧化皮为红色,温度降下来氧化皮就变为图示颜色。本次数据漂移的原因,是有人无意中调高了增益,而材料工程师对高增益下数据漂移原理不熟悉,同时没有关注到增益过高导致!后来检查了仪器所有通道增益设置,均不超过60dB.
回复 jingjing1980 2016-3-16 15:11
确实解决实际工作中的很多问题,大家共同学习一下!

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