14.4.1. Технические параметры ультразвуковых толщиномеров

Современные толщиномеры позволяют:

• измерять толщину стен­ки стали объектов в диапазоне от 0,6 мм до 0,6 м,

• измерять скорость ультразвуковой волны в материале,

• запоминать результаты измере­ний с последующей распечаткой или выводом на ПЭВМ,

• произво­дить допусковый контроль,

• проводить измерения на поверхностях с кривизной R > 3 мм, а также определять координаты дефектов в про­цессе контроля.

При практическом контроле изделий допустимое отклонение при определении координат прямым ПЭП может быть в пределах 1—3 мм, а для наклонных ПЭП — 1—5 мм. Для получения более высокой точ­ности при определении координат дефекта необходимо использо­вать ультразвуковые эхо-импульсные толщиномеры.

Современные ультразвуковые толщиномеры позволяют измерять:

• толщину стен­ки стальных объектов в диапазоне от 0,15 мм до нескольких метров;

• скорость УЗ волн в материале;

• запоминать результаты измерений с последующей их распечаткой или выводом на персональный ком­пьютер;

• производить допусковой контроль (прибор сигнализирует о выводе за установленные пределы), а также производить измере­ния на поверхности с кривизной R > 3 мм, автоматизировать опера­ции настройки;

92

• на малых толщинах (менее 10 мм) получать погреш­ности измерения менее 0,1 мм.

Основные технические данные современных УЗ толщиномеров приводятся в табл. 8. Следует отметить, что толщиномеры ТУЗ-1 и ТУЗ-2 используются для измерений не только металлических изде­лий, но и изделий из неметаллов, включая изделия, доступ к кото­рым имеется только с одной стороны. С помощью этих толщиноме­ров можно измерять не только толщину стенок трубопроводов и сосудов под давлением, но и детали, которые имеют коррозионный и эрозионный износы по остаточной толщине.

Таблица 8

Технические характеристики уз толщиномеров

тип толщиномера (изготовитель)	диапазон измерений, мм	точность индикации, мм	рабочие частоты, МГц	габариты, мм
ТУЗ-1 (НПК ЛУЧ)	0,6-300	0,1	2,5; 5; 10	164х84х30
ТУЗ-2 (НПК ЛУЧ)	0,6-300	0,1	5; 10	126х85х35
АТ-100 (НПО Альянс)	1,0-600	0,01	2,5; 5; 10	40х65х170
УТ-93П (НПО Волна)	0,3-300	0,1	2,5; 10	40х85х160
Т-GAGE (Англия)	0,56-199	0,02	10	32х62х127
DM2 (Германия)	1,2-300	0,1	5; 10	33х65х150
С1304 (Германия)	0,13-380	0,003	10	63х190х29

Прежде чем приступать к проведению измерений, толщиномер необходимо настроить на стандартном образце предприятия СОП. Для измерения толщины применяются ПЭП с жестким протектором, обладающие высокой чувствительностью, низким уровнем собствен­ных шумов в диапазоне частот 2,0—10 МГц. Для измерения глуби­ны залегания трещины необходимо подготовить над ней площадку 30 х 30 мм с центром в точке измерения. Шероховатость поверхнос­ти изделия со стороны ввода УЗ колебаний должна быть не менее R = 6,3 мк.

Рассмотрим настройку и работу толщиномера УТ-93П (рис. 162), получившего большое распространение при контроле деталей под­вижного состава. Настройка прибора осуществляется по двум плоскопараллельным пластинам разной толщины (рис. 163).

Рис. 162. Ультразвуковой толщиномер УТ-93П:

а – передняя панель; б – верхняя панель

1 – корпус; 2 – жидкокристаллический индикатор;

3 – сигнализатор наличия акустического контакта;

4 – стальная пластина толщиной 3 мм;

5, 6 – гнёзда ПЭП

93

Для это­го ПЭП толщиномера попере­менно устанавливается на раз­ные пластинки и ручной калибровкой выставляется соот­ветствующее значение толщины.

Рис. 163. Плоскопараллельные настроечные образцы:

1 – пластинка 2,7 мм; 2 – корпус; 3 – пластинка толщиной 10 мм; 4 – ступенчатый образец

При этом необходимо выпол­нить следующие операции:

• подключить ПЭП к прибору;

• нажать на кнопку «Т», при этом на жидкокристаллическом индикаторе должно высветиться четырехзначное число. Если это­го не произошло, необходимо проверить элементы питания;

• вращением ручки ► устано­вить значение числа, соответ­ствующее требуемому диапазону измерений и типу ПЭП;

• отпустить кнопку «Т»;

• нанести слой контактной смазки на остроконечную плас­тину толщиной 10 мм;

• установить на нее ПЭП, при этом на ЖКИ должно отобразить­ся некоторое цифровое значение, а в последнем разряде над симво­лом индикации акустического кон­такта должна засветиться точка;

• вращением ручки ► добиться показания ЖКИ, соответствую­щего толщине пластины;

• последние три пункта повторить для пластинки толщиной 3 мм.

После настройки толщиномер готов к работе. Прибор при пере­рыве в работе более 5 мин, автоматически выключается, после каж­дого включения прибора нужно в обязательном порядке проверять параметры контроля. Ультразвуковая толщинометрия дополнитель­но применяется в тех случаях, когда необходимо измерить толщину из­делия, если ее нельзя измерить дру­гими методам и устройствами. К ним можно отнести резервуары ло­комотивов, котлы железнодорож­ных цистерн и другие изделия.

94

Ультразвуковые толщиномеры ТУЗ-1 (ТУЗ-2) предназначены для измерения толщины различных из­делий, включая изделия, доступ к ко­торым имеется только с одной сто­роны (рис. 164).

Рис. 164. Ультразвуковые толщиномеры ТУЗ-1 и ТУЗ-2

К ним относятся ре­зервуары на локомотивах, трубо­проводы, стенки цистерн и другие устройства. Прибор имеет три режи­ма измерений: обычный; сканирую­щий; дифференциальный. Кроме того, прибор имеет внутреннюю па­мять и возможность соединения с компьютером, встроенную акку­муляторную батарею и подсветку дисплея. В приборе имеется воз­можность корректировки погреш­ности и установки скорости ультразвука от 100 до 9999 м/с. Тол­щиномеры оборудуются специали­зированными преобразователями.

Отличие ТУЗ-2 от ТУЗ-1 заключа­ется в том, что ТУЗ-2 имеет более яр­кий дисплей, калибровку по одно­му образцу, автоматическую калиб­ровку «0», имеет три уровня чувствительности и прост в обслу­живании. ТУЗ-1 работает от напря­жения 4,8 В; ТУЗ-2 — от напряже­ния 2,4 В.