УЗ толщинометрия может использоваться для контроля широкого разнообразия штампованных, прессованных, выкатанных, полученных экструзией или отлитых металлических изделий, включая вальцованные пластины, плиты и трубы, алюминиевые секции самолета, обработанные на станке детали, оборудование нефтеперерабатывающей и химической промышленности и многое другое. Все могут извлечь выгоду от применения неразрушающих методов контроля, способных работать при одностороннем доступе к контролируемому объекту.
Большинство обработанных металлов — идеальные материалы для УЗ контроля. В металлах, в отличие от пластмасс, УЗ колебания будут испытывать многократные отражения между гранями изделия, создавая многократные эхо-сигналы. Это явление позволяет произвести особенно точные и воспроизводимые измерения толщины. Металлические изделия толщиной порядка 0,1 мм могут быть измерены цифровыми приборами, еще более тонкие — с применением импульсного приемопередатчика и осциллографа. В основном, УЗ толщиномеры обеспечивают измерение толщины с номинальной точностью ±0,001 мм или 0,01 мм.
Металлы, подвергнутые коррозии составляют специальную категорию. Когда коррозионное разрушение происходило с внутренней части трубы или пластины, то могут использоваться коррозионные УЗ толщиномеры, позволяющие измерить остаточную толщину стенки. Эти приборы в основном используются в нефтехимической промышленности, где измерения часто могут быть сделаны, не прерывая технологического процесса системы. Металлическое литье (отливки) также заслуживают специального упоминания. Отливки характерны тем, что могут иметь на поверхности или внутри структурное состояние, которое может потребовать специальных установок и настроек прибора.
УЗ оборудование используется не только для контроля толщины стенки, но также и для контроля качества сварных швов на предмет обнаружения подповерхностных или поверхностных дефектов и для измерений физических свойств. Olympus (Panametrics) производит большое разнообразие высококачественных приборов для УЗ дефектоскопии большинства металлов.
Канистры, контейнеры, корпуса, оболочки, кожухи
Алюминиевые канистры, используемые в производстве газированных и прохладительных напитков регулярно в обязательном порядке проходят контроль толщины стенки. «Старомодный» способ контроля заключался в разрезании канистры с последующим прямым измерением толщины стенки. С помощью УЗ метода контроля толщина стенки может измеряться моментально и в цифровом виде посредством простого ввода УЗ колебаний в стенку канистры с ее внешней стороны. Ручные измерения с применением УЗ обычно довольно просты. Реализация автоматизированных и полуавтоматизированных измерений может быть осложнена особенностями геометрии контейнера, которая может потребовать сложного фиксирующего устройства, обеспечивающего необходимую ориентацию ПЭП и постоянство угла ввода УЗ колебаний по отношению к контролируемому объекту.
Контроль качества глубоких металлических контейнеров как, например, корпусов кардиостимуляторов, может существенно выиграть от применения УЗ методов. Закругленные ребра и края подобных корпусов и оболочек могут становиться очень тонкими и критическими зонами с точки зрения получения точных измерений толщины.
Оборудование:
Как правило, толщина стенки со значением более, чем 0,15 мм может быть измерена прецизионным УЗ толщиномером с применением ПЭП с линией задержки на 20 МГц или 10 MГц. При этом аттестованная точность измерения может достигать 0,001 мм. Контроль контейнеров с очень тонкими стенками (менее, чем 0,20 мм), например, контроль алюминиевых канистр для прохладительных напитков, может быть проведен с применением генераторов/приемников, используя ПЭП на частоту выше, чем 20 МГц, что обычно является верхним пределом рабочей частоты портативных и переносных УЗ толщиномеров. Небольшие, портативные толщиномеры такие, как например, модели 38DL и 27MG могут быть использованы для измерения широкого диапазона толщин в металлах, от 0,30 мм до 200 мм с нормированной точностью порядка ± 0,01 мм. Окончательный выбор ПЭП зависит от характера применения. Необходимо отметить, что толщина стенки алюминиевых и титановых изделий (контейнеров) может быть также измерена толщиномером фирмы MAGNA-MIKE. Этот прибор в работе использует эффект Холла, чтобы обеспечить измерение толщины в любом немагнитном материале в диапазоне значений от 0 до 10 мм.
Рулоны
Партии рулонной листовой стали часто должны быть проверены на соответствие толщины техническим требованиям. Зона непосредственных прямых измерений толщины ограничивается краевым участком в начале рулона. УЗ толщинометрия дает возможность для проведения измерений по всей ширине рулона при одностороннем свободном доступе. Поскольку толщина может изменяться от 0,05 до 0,10 мм от края к центру изделия, то производители стали находят большие преимущества в использовании небольших ультразвуковых толщиномеров.
Оборудование:
Выбор аппаратуры зависит от требуемой точности. Наилучшая точность может быть достигнута с прецизионными толщиномерами с ПЭП на 20 МГЦ (M208) или 10 МГЦ (M202), оснащенными линиями задержки. Портативные толщиномеры позволяют производить измерения толщины с аттестованной точностью порядка 0,001 мм, если имеют место идеальные поверхность и состояние материала контролируемого объекта. Толщиномер с индексом DL имеет внутренний регистратор данных, который позволяет контролеру записывать и хранить значения толщины с идентификацией параметров и условий контроля на мониторе прибора без использования ручки и бумаги.
