Измерение толщины металла через покрытие
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ
Paints and varnishes.
Determination of film thickness
Дата введения 2002-01-01
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 195 "Материалы лакокрасочные", ОАО "НПФ "Спектр ЛК"
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 22 декабря 2000 г. N 402-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы измерения толщины органических покрытий, нанесенных на окрашиваемую поверхность. Стандарт не распространяется на металлические покрытия. Некоторые из приведенных методов могут быть применены для измерения толщины свободных пленок. Методы, области их применения и точность измерений приведены в таблице 1.
Настоящий стандарт применяется для определения толщины лакокрасочных покрытий следующими методами:
N 3 - Измерение толщины высушенного покрытия приборами, использующими механический контакт;
N 6 - Магнитный метод;
N 7 - Метод вихревых токов.
Стандарт содержит определения терминов, касающихся техники измерения толщины покрытий.
В настоящем стандарте дополнительные требования, отражающие потребности экономики страны, выделены курсивом.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
Таблица 1 - Методы измерения толщины покрытий
Номер и
наименование метода
Средство измерений и область применения
Основная погрешность*
и точность измерений
___________________
* Погрешности взяты из инструкций соответствующих промышленных приборов.
N 1 - Определение толщины сырого слоя
А. Калиброванная гребенка
Измерения дают приблизительное значение толщины сырого слоя
В. Колесный толщиномер
Погрешность ±2,5% +1 мкм
Метод можно использовать в лаборатории и на месте окрашивания
С. Взвешивание для измерения толщины сырого слоя на свежеокрашенной поверхности
Воспроизводимость ±15 мкм
Метод N 1C можно использовать также для определения толщины высушенного покрытия, но только в лаборатории
N 2 - Определение толщины высушенного покрытия путем расчета соотношения между массой и площадью высушенного покрытия
Применяют для мягких покрытий, толщина которых не может быть измерена приборами с зажимными элементами или измерительным стержнем
Измерения дают неточные результаты
Обеспечивает проверку, когда значение толщины находится в заданных пределах. Покрытие остается неповрежденным
N 3 - Измерение толщины высушенного покрытия приборами, использующими механический контакт
А. Микрометрический метод. Применяют для измерений на практически плоских пластинах и окрашенных поверхностях
Погрешность ±2 мкм
Воспроизводимость ±30% - для тонких покрытий; ±20% - для толстых покрытий
Покрытие должно быть достаточно твердым, чтобы противостоять вдавливающему усилию при контакте с зажимами микрометра. Покрытие разрушается в процессе испытания. Если пленка не отделена от основания, толщина покрытия должна быть более 25 мкм
В. Метод с применением многооборотного индикатора. Испытуемые пластины или окрашенные поверхности должны быть практически плоскими или иметь кривизну в одном направлении
Воспроизводимость ±10% с нижним пределом 2 мкм
Покрытие должно быть достаточно твердым, чтобы противостоять вдавливающему усилию при контакте с измерительным стержнем
N 4 - Измерение толщины высушенного покрытия профи-
лометрическим методом
Рекомендуется в качестве арбитражного метода для практически плоских окрашенных поверхностей
Покрытие должно быть достаточно твердым, чтобы противостоять вдавливающему усилию пера профилометра. Покрытие разрушается в процессе испытания
N 5 - Измерение толщины высушенного покрытия с использованием микроскопа
А. Микроскопическое исследование поперечного сечения. Рекомендуется как арбитражный метод измерения для покрытий на основаниях со сложным профилем, например на поверхностях после дробеструйной обработки
Участок окрашенного изделия вырезают и закрепляют на смоле. Покрытие разрушается в процессе испытания
В. Метод вырезки клина. Метод не применяют к хрупким и рыхлым покрытиям. Методы А и В можно применять для определения толщины отдельных слоев в многослойном покрытии
Чтобы вырезать пленку, нужен специальный режущий инструмент или сверло. Покрытие в процессе измерения разрушается
С. Метод измерения профиля поверхности. Применяют к прозрачным покрытиям и покрытиям, которые могут легко отделяться от основания
Для исследования профиля покрытия применяют специальный микроскоп (микроскоп светового сечения). Прозрачные покрытия не разрушаются
N 6 - Магнитные методы
Для магнитных металлических оснований:
А. Магнитоиндукционный принцип
Погрешность ±2% +1 мкм
Покрытие должно быть достаточно твердым, чтобы выдерживать давление датчика
В. Принцип отрыва постоянного магнита
Погрешность ±5% +1 мкм
Измерения можно проводить на месте окрашивания
N 7 - Метод вихревых токов
Для немагнитных металлических оснований
Приборы действуют по принципу вихревых токов.
Покрытие должно быть достаточно твердым, чтобы выдержать давление датчика. Измерения можно проводить на месте окрашивания
N 8 - Неконтактные методы
Применяют, когда контакт инструмента с покрытием нежелателен. Применяют для измерений на практически плоских окрашенных поверхностях
В приборах используют принцип обратного рассеяния -частиц (метод N 8А) или явление рентгеновской флуоресцентности (метод N 8Б). Для получения точных результатов покрытия должны быть гомогенными
N 9 - Гравиметрический (растворения) метод
Применяют для измерения толщины покрытий на основаниях с неоднородным профилем (например стальные пластинки после дробеструйной обработки) и для покрытий на полимерных основаниях, если последние не подвержены действию лакокрасочных растворителей
Массу покрытия измеряют путем растворения покрытия без растворения основания. Среднее значение толщины покрытия определяют делением значения массы покрытия на плотность и площадь покрытия
N 10 - Определение толщины высушенного покрытия на стальных основаниях, подвергнутых дробеструйной обработке
Для высушенных покрытий на магнитных металлических основаниях с шероховатой поверхностью (после дробеструйной обработки)
В приборах используют явление магнитной индукции. Измерения можно проводить на месте окрашивания. В некоторых случаях можно также применять метод N 5А или метод N 9
Примечание - Ряд из указанных в таблице методов можно использовать для измерения толщины свободных пленок.
3 Дополнительная информация
Для каждого конкретного метода измерений, указанного в настоящем стандарте, необходима следующая дополнительная информация, которая должна быть взята из международного стандарта или национального стандарта, или другого документа, касающегося испытываемого материала, или, по возможности, она должна быть предметом договора между заинтересованными сторонами:
- метод нанесения материала на окрашиваемую поверхность и указание количества слоев;
- однослойное покрытие или многослойная лакокрасочная система;
- продолжительность и условия сушки (естественной или горячей), старение покрытий (если имеет место) перед измерением;
- метод измерения толщины покрытия (таблица 1);
- ответственная зона окрашенного образца и, при необходимости, количество измерений.
4 Определения
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
4.1 толщина покрытия: Расстояние между поверхностью покрытия и окрашиваемой поверхностью.
Примечание - Значение толщины покрытия в определенной степени зависит от выбранного метода измерения. Получение точного результата возможно в случае, если окрашиваемая поверхность и поверхность покрытия ровные и гладкие. На практике ни окрашиваемая поверхность, ни поверхность покрытия не бывают ровными. Во многих случаях шероховатость превышает 10% толщины покрытия. Эта шероховатость влияет на результаты измерений, полученные различными методами. Для каждого метода это влияние имеет свои специфические особенности. Поэтому результаты измерений одного и того же образца, выполненные разными методами, могут значительно отличаться друг от друга. Результаты измерения толщины покрытия следует сопровождать указанием метода измерений, типа использованного прибора и, если известно, погрешности.
4.2 ответственная часть поверхности: Часть окрашенного или подлежащего окрашиванию изделия, для которой покрытие играет существенную роль для осуществления рабочих функций и/или придания декоративного вида.
4.3 контрольный участок: Участок ответственной части поверхности, в пределах которого должно быть выполнено необходимое количество отдельных измерений.
4.4 точка измерения: Место, в котором проводят единичное измерение. В настоящем стандарте точку измерения (место испытания) определяют в зависимости от метода измерения следующим образом:
- для гравиметрических методов (растворения) - место, где покрытие удаляют;
- для методов микроскопического исследования - место, в котором проводят единичное измерение;
- для неразрушающих методов - площадь, занимаемая зондом, или участок поверхности, влияющий на показания прибора.
4.5 локальная толщина покрытия: Среднее значение результатов определенного количества измерений, выполненных в пределах данного контрольного участка.
4.6 наименьшая локальная толщина: Наименьшее значение локальной толщины на ответственной части поверхности данного изделия.
4.7 наибольшая локальная толщина: Наибольшее значение локальной толщины на ответственной части поверхности данного изделия.
4.8 средняя толщина: Среднее арифметическое значение результатов испытаний определенного количества измерений локальной толщины, равномерно распределенных по ответственной части покрытия, или результат гравиметрического определения толщины.
4.9 толщина сырого слоя: Толщина слоя лакокрасочного материала, измеренная сразу после нанесения.
5 Общие требования
5.1 Основные положения
В настоящем стандарте приведены сведения о количестве и расположении точек измерения при определении толщины лакокрасочного покрытия на стандартных пластинках для испытаний, подготовленных по ГОСТ 8832. На других окрашиваемых поверхностях и окрашенных изделиях количество и расположение точек измерения должно быть выбрано таким образом, чтобы измерения давали в результате воспроизводимые значения толщины покрытия. Выбор этих условий должен быть предметом договора заинтересованных сторон.
При использовании приборов следует соблюдать инструкции изготовителей.
Приборы следует проверять на воспроизводимость. Регулярно следует проводить калибровку прибора и проверять состояние наконечника датчика.
Следует убедиться в том, что давление наконечника датчика не оказывает значительного влияния на результаты измерений.
5.2 Шероховатость поверхностей
Шероховатость окрашиваемой поверхности влияет на определение толщины покрытия. При использовании оптических методов рекомендуется заранее оговаривать контрольные линии или участки.
В случае использования неразрушающего метода контроля калибровку прибора следует проводить на той же поверхности, которую в окрашенном виде используют для испытания.
Для стальных оснований, прошедших дробеструйную обработку, применяют особые условия (метод N 10).
5.3 Краевой эффект
На показания некоторых приборов влияет присутствие кромок на образце. Существуют приборы, которые можно откалибровать таким образом, что они будут учитывать краевой эффект. Измерения проводят на расстоянии более 25 мм от кромки изделия или образца или на таком расстоянии от кромки, на которое откалиброван прибор.
5.4 Кривизна поверхности
Некоторые приборы чувствительны к кривизне поверхности, поэтому их калибровку надо проводить на поверхностях с такой же кривизной, как у образцов, подлежащих испытанию.
6 Метод N 3 - Измерение толщины высушенного покрытия приборами, использующими механический контакт
Измерения проводят на покрытиях, высушенных до такой степени, что они могут выдержать действие зажимных элементов микрометра или измерительного стержня многооборотного индикатора без образования видимых повреждений.
Этот метод пригоден для плоских окрашенных поверхностей и изделий, а также изделий с круглым сечением (например проволока) и для покрытий, которые можно удалить растворителем или механическим способом.
6.1 Метод N 3А - Измерение толщины покрытия микрометрическим методом
6.1.1 Общая часть
Этот метод позволяет измерять толщину высушенного покрытия средствами измерения с пределом погрешности измерений 5 мкм.
Измерение толщины металла через красочное покрытие
Применение: Измерение остаточной толщины стенок металлических труб, цистерн, обшивки корпусов судов и других конструкций через лакокрасочное покрытие.
Проблематика: В нефтехимической промышленности, приходится часто измерять остаточную толщину корродированных металлов, через одно или несколько слоев покрытия (чаще всего неметаллического). При использовании стандартных ультразвуковых толщиномеров, наличие краски или другого покрытия создает многочисленные погрешности в измерениях, часто увеличивая значение толщины металла на величину более чем в два раза превосходящую толщину красочного покрытия; это вызвано относительно малой скоростью распространения звука в краске. Есть два решения данной проблемы: измерение толщины в режиме Эхо-эхо и измерение в режиме THRU-COAT.
Оборудование: Режимы Эхо-эхо и THRU-COAT доступны в двух коррозионных толщиномерах Olympus: 38DL PLUS и 45MG. Измерение Эхо-эхо выполняется, как правило, с использованием одного из следующих раздельно-совмещенных преобразователей: D790, D791, D797 или D798. Для измерения в режиме THRU-COAT требуется специализированный преобразователь: D7906-SM или D7908.
Раздельно-совмещенные преобразователи на протяжении долгого времени являются отраслевым стандартом для измерения толщины корродированных объектов, подходят для работы на грубых поверхностях и при наличии питтинговой коррозии. Одноэлементные преобразователи можно рекомендовать для измерения металлических изделий с гладкой окрашенной поверхностью, где требуется высокая точность измерения.
Теория: Скорость распространения продольных ультразвуковых волн в стали обычно составляет 5,900 м/м, тогда как скорость звука в красочном (или аналогичном) покрытии – обычно менее 2,500 м/с. При измерении общей толщины окрашенных стальных изделий с помощью стандартного ультразвукового толщиномера, прибор ошибочно измеряет толщину покрытия со скоростью распространения звука в стали; это означает, что толщина красочного покрытия будет как минимум в 2,35 раза больше реального значения (соотношение двух скоростей звука). В случае с толстым покрытием и малыми допустимыми отклонениями, ошибка, допущенная при измерении красочного покрытия, может составлять значительную часть общего измерения. Для решения данной проблемы, следует полностью исключить красочное покрытие при расчете или измерении толщины изделия.
Суть метода Эхо-эхо заключается в измерении временного интервала между двумя последующими донными эхо-сигналами, представляющими траекторию звуковой волны «туда-обратно» через тестируемый материал. При измерении окрашенных металлических изделий, эти многочисленные донные эхо-сигналы возникают только в металле, не в покрытии, поэтому интервал между любой парой сигналов (донными эхо-сигналами 1 и 2, донными эхо-сигналами 2 и 3, и т.д.) представляет толщину металла, без учета толщины красочного покрытия.
Запатентованная технология THRU-COAT позволяет определить время прохождения звука туда-обратно в покрытии. Этот временной интервал используется для расчета и отображения толщины покрытия, а при вычислении этого интервала из общего значения толщины, прибор отображает толщину металла.
Каждый из представленных методов измерения имеет свои недостатки и преимущества. Выбирайте наиболее подходящий метод для конкретного приложения:
Преимущества Эхо-эхо:
• Работает с широким спектром стандартных преобразователей.
• Позволяет измерять толщину изделий при шероховатости поверхности.
• Измерения можно выполнять при высоких температурах (до 500 C) с помощью специальных преобразователей.
Недостатки Эхо-эхо:
• Требует многочисленных донных эхо-сигналов, которые могут отсутствовать в сильно корродированных металлах.
• Диапазон измеряемых толщин может быть более ограничен, по сравнению с Thru-Coat.
Преимущества THRU-COAT:
• Широкий диапазон измеряемых толщин, обычно от 1 мм до более 50 мм в стали.
• Требуется только один донный эхо-сигнал.
• Может более точно измерять минимальную остаточную толщину металла в случае питтинговой коррозии.
Недостатки THRU-COAT:
• Покрытие должно быть неметаллическим, толщиной не менее 0,125 мм.
• Поверхность покрытия должна быть относительно ровной и гладкой.
• Требует использования одного из двух специализированных преобразователей.
• Максимальная температура поверхности должна быть приблизительно 50 C.
Процедура: Процедуры активации и выполнения измерений в режимах Эхо-эхо и THRU-COAT с помощью толщиномеров 38DL/45MG и соответствующих преобразователей подробно описываются в руководствах по эксплуатации данных приборов. Руководства по эксплуатации также включают подробное описание процедуры калибровки скорости звука, настройки усиления и игнорирования сигнала (где это необходимо).
Диапазонизмерений Thru-Coat: Функция THRU-COAT с преобразователями D7906-SM или D7908 используется только для измерения металлических покрытий (краска, эпоксидная смола) толщиной 0,12 мм и более. Если, при измерении стальных изделий с покрытием, величина покрытия не отображается, это значит, что толщина покрытия находится ниже минимального предельного значения толщины, измеряемого в режиме THRU-COAT, или не может быть измерена данной функцией. Однако, во многих случаях толщина покрытия будет вычтена из измерения, и будет отображена только толщина стали. Вы также можете попробовать выполнить измерение в режиме Эхо-эхо, или в крайнем случае удалить покрытие.
Диапазон измеряемых толщин (металлов) в режиме THRU-COAT находится в пределах от 1 мм до более 50 мм, в зависимости от акустических свойств металла и состояния внутренней поверхности.
Диапазон измерений Эхо-эхо: В режиме Эхо-эхо, диапазон измеряемых толщин зависит от выбора преобразователя и типа толщиномера, а также от акустических свойств измеряемого металла и состояния поверхности. Поскольку в режиме измерения Эхо-эхо требуется как минимум два донных эхо-сигнала, в некоторых случаях данный режим не работает, – например, при измерении сильно корродированных металлических изделий с неровной поверхностью, или материалов с высокой степенью рассеяния или ослабления ультразвука, где второй эхо-сигнал может не проявиться. В таких случаях, следует использовать технологию THRU-COAT.
При использовании толщиномеров 38DL и 45MG типичный диапазон измерения в режиме Эхо-эхо составляет:
| Тип преобразователя | Диапазон измеряемых толщин* | |
| D798 | от 1,5 до 7,50 мм | |
| D790/D791 | от 2,0 до 50 мм | |
| D797 | от 12,5 до 125 мм | |
| М201 | от 1,25 до 12,5 мм | |
Ультразвуковой портативный толщиномер 45MG оснащен всеми необходимыми функциями и программными опциями. Этот уникальный прибор совместим со всеми одноэлементными и раздельно-совмещенными преобразователями Olympus и способен решить любые задачи толщинометрии.
38DL PLUS — усовершенствованный ультразвуковой толщиномер. Использует раздельно-совмещенный ПЭП для выявления внутренней коррозии, и работает в режимах THRU-COAT (измерения через покрытие) и Эхо-эхо. Используется с одноэлементными ПЭП для высокоточного измерения толщины тонких, слишком толстых или многослойных материалов.
Измерение толщины металла через покрытие
ГОСТ Р ИСО 16809-2015
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Non-destructive testing. Ultrasonic testing. Thickness measurement
Дата введения 2016-03-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений" (ФГУП "ВНИИОФИ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации N 371 "Неразрушающий контроль"
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 16809:2012* "Контроль неразрушающий. Ультразвуковое измерение толщины" (ISO 16809:2012 "Non-destructive testing. Ultrasonic thickness measurement", IDT).
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для привидения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2019 г.
Введение
Стандарт ISO 16809:2012 Non-destructive testing - Ultrasonic thickness measurement был подготовлен Европейским комитетом по стандартизации (CEN) как EN 14127:2011 и принят подкомитетом SC 3 "Ультразвуковой контроль", технического комитета ISO/TC 135 "Неразрушающий контроль".
Настоящий стандарт устанавливает принципы ультразвукового измерения толщины металлических и неметаллических материалов на основе измерения времени прохождения ультразвуковых импульсов.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).
ISO 5577, Non-destructive testing - Ultrasonic inspection - Vocabulary (Контроль неразрушающий. Ультразвуковой контроль. Словарь)
ISO 16811, Non-destructive testing - Ultrasonic testing - Sensitivity and range setting (Контроль не-разрушающий. Ультразвуковой контроль. Регулировка чувствительности и диапазона развертки)
EN 1330-4, Non-destructive testing. Terminology. Terms used in ultrasonic testing (Контроль неразрушающий. Терминология. Часть 4. Термины, используемые в ультразвуковом контроле)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ИСО 5577 и ЕН 1330-4.
4 Режимы измерения
Толщину детали или конструкции определяют путем измерения времени, необходимого для того, чтобы короткий ультразвуковой импульс, излучаемый преобразователем, прошел через толщину материала один, два или несколько раз.
Толщину материала вычисляют путем умножения известной скорости звука в материале на время прохождения и деления на количество прохождений импульса через стенку материала.
Этот принцип можно осуществить путем применения одного из следующих режимов (рисунок 1):
Режим 1: измерение времени прохождения от начального импульса возбуждения до первого эхо-сигнала, минус коррекция нуля для учета толщины протектора преобразователя, компенсации износа и слоя контактной среды (режим однократного эхо-сигнала).
Режим 2: измерение времени прохождения от конца линии задержки до первого донного эхо-сигнала (режим однократного эхо-сигнала линии задержки).
Режим 3: измерение времени прохождения между донными эхо-сигналами (многократные эхо-сигналы).
Режим 4: измерение времени прохождения импульса от излучателя до приемника в контакте с донной поверхностью (теневой метод).
А - передающий/принимающий преобразователь; А - передающий преобразователь; А - принимающий преобразователь; А - раздельно-совмещенный преобразователь; В - испытуемый объект; С - время прохождения акустического пути; D - отметка импульса передачи; Е-Е - донные эхо-сигналы; F - эхо-сигнал от границы раздела; G - задержка; Н - принятый импульс
Рисунок 1 - Режимы измерения
5.1 Приборы
Измерение толщины можно выполнить с помощью приборов следующих типов:
a) ультразвуковые толщиномеры с цифровым дисплеем, на котором отображается измеренное значение;
b) ультразвуковые толщиномеры с цифровым дисплеем, на котором отображается измеренное значение, и разверткой типа А (дисплей аналоговых сигналов);
c) приборы, предназначенные для обнаружения несплошностей с разверткой типа А. Прибор этого типа может содержать также цифровой дисплей для отображения значений толщины.
Выбор прибора ультразвукового измерения - согласно 6.4.
5.2 Преобразователи
При ультразвуковом контроле используют преобразователи следующих типов, как правило, это преобразователи продольных волн:
- двухэлементные преобразователи (раздельно-совмещенные);
- одноэлементные преобразователи (совмещенные).
Выбор преобразователя - согласно 6.3.
5.3 Контактная среда
Необходимо обеспечить акустический контакт между преобразователем(ями) и материалом, обычно такой контакт осуществляется с помощью жидкости или геля.
Контактная среда не должна оказывать неблагоприятного влияния на испытуемый объект, оборудование и не должна представлять опасности для оператора.
Информация о контактной среде, используемой в особых условиях измерения - согласно 6.6.
Необходимо выбрать такую контактную среду, которая подходит к состоянию поверхности и неровностям поверхности, чтобы обеспечить достаточный акустический контакт.
5.4 Настроечные образцы
Ультразвуковой толщиномер калибруют на одном или нескольких настроечных образцах, представляющих измеряемый объект, т.е. с сопоставимыми размерами, материалом и конструкцией. Толщина настроечных образцов должна охватывать диапазон измеряемой толщины. Должна быть известна толщина настроечных образцов или скорость распространения звука в них.
5.5 Испытуемые объекты
Измеряемый объект должен обеспечить прохождение ультразвуковых волн через объект, а также иметь свободный доступ к каждому отдельному измеряемому участку. На поверхности измеряемого участка не должно быть грязи, смазки, ворсинок, окалины, сварочного флюса и брызг металла, масла или другого постороннего вещества, которое может мешать измерению.
Если на поверхности есть покрытие, оно должно хорошо прилипать к материалу. В противном случае его необходимо удалить.
При выполнении измерения через покрытие необходимо знать его толщину и скорость распространения звука в нем, если только не используется режим 3.
5.6 Квалификация персонала
Оператор, выполняющий ультразвуковое измерение толщины в соответствии с настоящим стандартом, должен обладать базовыми знаниями в физике ультразвука, хорошим пониманием и подготовкой в области ультразвуковых измерений толщины. Кроме того, оператор должен иметь сведения об изделии (например, марку стали и т.д.).
Ультразвуковое измерение толщины должен выполнять квалифицированный персонал. Для подтверждения квалификации рекомендуется сертифицировать персонал в соответствии с ИСО 9712 или эквивалентным стандартом.
6 Применение метода
6.1 Подготовка поверхности
Применение режима эхо-импульсов означает, что ультразвуковой импульс должен пройти поверхность контакта между контролируемым объектом и преобразователем не менее двух раз: входя в объект и выходя из него.
Поэтому следует предпочесть чистый и ровный участок контакта размером не менее двукратного диаметра преобразователя. Плохой контакт приведет к потере энергии, искажению сигнала и акустического пути.
Для обеспечения ввода звука необходимо очистить поверхность и удалить отслаивающиеся покрытия с помощью щетки или шлифовки.
Нанесенные слои, такие как лакокрасочное покрытие, электролитическое покрытие, эмаль, могут оставаться на объекте, но лишь несколько типов измерительных приборов способны исключить эти слои из измерения.
Часто необходимо выполнять измерения толщины на корродированных поверхностях, например на резервуарах и трубопроводах. Для повышения точности измерения необходимо шлифовать контактную поверхность на участке размером не менее двух диаметров преобразователя. На этом участке не должно быть продуктов коррозии.
Следует принять меры предосторожности, чтобы не уменьшить толщину объекта ниже минимально допустимого значения (при этом шероховатость поверхности должна быть не хуже 40 мкм).
6.2 Метод
6.2.1 Общие положения
Задачу ультразвукового измерения толщины можно разделить на две области применения:
- измерение в процессе производства;
- измерения остаточной толщины стенки в процессе эксплуатации.
Каждая из этих областей применения характеризуется своими особыми условиями, требующими специальных методов измерения:
a) в зависимости от толщины материала, следует использовать частоты от 100 кГц при прохождении через материалы с сильным затуханием до 50 МГц для тонких металлических листов;
b) в случае использования раздельно-совмещенных преобразователей необходимо компенсировать время задержки в призме;
c) на объектах с криволинейной поверхностью диаметр участка контакта преобразователя должен быть значительно меньше диаметра испытуемого объекта;
d) точность измерения толщины зависит от того, насколько точно можно измерить время прохождения ультразвукового импульса, в зависимости от режима измерения времени (переход через нуль, между фронтами, между пиками), в зависимости от выбранного режима (с многократными эхо-сигналами, режим 3, точность выше, чем в режимах 1 и 2), в зависимости от частот, которые можно использовать (более высокие частоты обеспечивают более высокую точность, чем более низкие частоты, поскольку обеспечивают более точное измерение времени).
Применения ультразвукового толщиномера. Измерение через покрытие
Ультразвуковой толщиномер DM5E - это универсальный прибор , который отлично подойдет для решения широкого круга задач в сфере ультразвуковой толщинометрии (UTT). Ультразвуковой толщиномер позволяет с высокой точностью измерить толщину объекта без каких-либо разрушений , поэтому данный метод контроля относится к сфере НК (неразрушающего контроля).
Толщиномеры DM5E - это простые в обращении ультразвуковые приборы с отличными рабочими характеристиками и множеством функциональных возможностей. Сам прибор имеет легкий и прочный корпус (IP-54). Благодаря компактному размеру и эргономичному дизайну с толщиномером можно работать одной рукой.
Несмотря на свою простоту, прибор оснащен богатым пользовательским интерфейсом и удобной клавиатурой. Использование специально разработанных высокочувствительных и высокотемпературных преобразователей сделает возможным проведение контрольных операций даже в жестких погодных условиях, например при высоких температурах (до +204 гр.С с использованием датчика DA-590).
Наличие специального режима DUAL MULTI, позволяет измерять толщину основного металла через нанесенное покрытие (при толщинах покрытия от 0,30 мм до 2,50 мм, к примеру лакокрасочное покрытие).
Отметим, что для ультразвуковых толщиномеров представленной модели DM5E характерно наличие множества режимов. В зависимости от условий контроля и сложности поставленных задач, оператор может самостоятельно задавать тот или иной режим измерения и добиваться точных результатов.
Применение ультразвукового толщиномера DM5E на объекте с разной толщиной покрытия.
Подготовка:
Рис.1 Упаковка прибора
Рис.2 Включения режима dual multi
Перед использованием толщиномера DM5E сам прибор и преобразователь необходимо откалибровать, используя один или несколько стандартных настроечных образцов с известной толщиной.(Калибровка прибора - читать подробнее в руководстве по эксплуатации Раздел 3.3 Калибровка прибора стр. 26)
Для проведения измерений мы используем стандартный образец-ступенька для настройки ультразвукового толщиномера, а так же набор калибровочных пленок/пластин с разной толщиной производства компании Elcometer.
Между изделием и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт.
Для этого применяется специализированная контактная смазка-гель. Не стоит пренебрегать этим аспектом, так как возрастет уровень погрешности измерений.
Убедившись , что вся подготовка проведена правильна и мы имеем все необходимое , можно переходить к самим измерениям.
Выбор правильно режима измерений:
Защитные покрытия, включая краску, вызывают ошибочные результаты измерения толщины основного металла при использовании стандартных режимов измерения. Кроме того, зачистка поверхности для измерения и повторное нанесение покрытия предполагает значительный расход времени и средств.
С функцией Dual Multi реализованной в толщиномере DM5E нет необходимости удалять лакокрасочное покрытие. Нужно всего лишь выбрать режим Dual Multi (см рис.2), установить преобразователь на поверхность изделия и провести измерение.
Режим Dual Multi позволяет измерить толщину изделия через покрытие, производя измерения между последовательными донными эхосигналами. Диапазон измерения для каждого преобразователя изменяется в зависимости от типа и толщины покрытия, толщины металла, качества соединения покрытия с металлом. Данный режим работает со всеми датчиками серии DA для толщиномеров.
Процесс измерения через покрытие
Чтобы показания ультразвукового толщиномера были не искажены , необходимо преобразователь прикладывать к поверхности как можно плотнее.
Рис. 3 Измерение через покрытие
На ролике представленном ниже приведен пример измерения толщины с/без покрытия
Уход за прибором
Очистку прибора и дисплея производить мягкой салфеткой, слегка смоченной водой или нейтральным моющим средством для стекол. Запрещается использовать агрессивные растворители, так как при их применении детали из пластмассы могут быть разрушены или повреждены.
Правильное обращение с кабелем. Не допускать перекручивания или завязывания в узлы кабеля. • При подсоединении кабеля к прибору или отсоединении держать кабель следует только за разъемы.
Читайте также: