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: