No campo dos testes industriais, sempre houve um gargalo técnico na medição da espessura de materiais de polietileno de alta temperatura (PE). Os métodos tradicionais de medição de contato são afetados pela expansão térmica do material e pela deformação da superfície, enquanto os testes ultrassônicos convencionais enfrentam problemas como alterações na velocidade sonora e atenuação do sinal em ambientes de alta temperatura. Este artigo combina casos práticos para explicar sistematicamente o avanço tecnológico do medidor de espessura ultrassônica combinado com a sonda dedicada de baixa frequência em testes de material de 100 graus de PE, fornecendo soluções inovadoras para testes não destrutivos em condições especiais de trabalho.
Princípio da tecnologia e característica do dispositivo
O medidor de espessura ultrassônico atinge a medição da espessura, emitindo ondas de pulso e recebendo ecos inferiores, com o núcleo sendo a correspondência da frequência da sonda e propriedades do material. Para materiais de PE de alta temperatura a 100 graus, são necessárias sondas de baixa frequência abaixo de 2,5 MHz, que têm três principais vantagens técnicas:
- Aprimoramento da penetração: o ultrassom de baixa frequência (0,5-2,25MHz) reduz o coeficiente de atenuação em 30% a 40% em polímeros de alta temperatura, penetrando efetivamente em folhas de PE de 120 mm de espessura.
- Otimização de estabilidade térmica: o chip de sonda especialmente projetado usa cerâmica piezoelétrica resistente a alta temperatura, que pode manter a estabilidade da velocidade sonora (erro<0.1%) in an environment of 150 ℃.
- Adaptação áspera da superfície: O projeto da superfície de contato esférico, combinada com o agente de acoplamento de alta temperatura, pode se adaptar a peças de trabalho com rugosidade da superfície até ± 2mm
Como é mostrado na imagem, a tela colorida exibe a forma de onda A-scan e os valores de espessura (na faixa de 118-120mm), defina o ganho para 50dB
Os principais pontos de processo de detecção
(1) Calibração de compensação de temperatura de pré-preparação: o instrumento possui uma curva de compensação de temperatura interna e a velocidade do som diminui em 100 graus em comparação com a temperatura ambiente. Ele precisa ser corrigido através da compensação de temperatura do software
Aplique agente de acoplamento: use agente de acoplamento resistente à alta temperatura para melhor propagar ondas ultrassônicas no material de PE testado.
Seleção da sonda: Para a alta atenuação do material de PE, as sondas de contato são preferidas para melhorar a penetração de ondas ultrassônicas
(2) Detecção e implementação do monitoramento de acoplamento: determine o status de acoplamento através de alterações na amplitude da forma de onda na tela da tela, com a linha de base verde representando o acoplamento ideal
Medição de vários pontos: Realize a detecção de grade de 9 pontos em uma área de 300 × 300 mm, com desvio padrão controlado em ± 1,2 mm
Gravação de dados: o dispositivo registra dados de medição de espessura e suporta a transmissão em tempo real para PLC ou computador via WiFi/485/235, etc.
Caso de aplicação técnica
No projeto de renovação de tanques de uma determinada empresa química, essa tecnologia foi usada para detectar o revestimento de PE durante a operação:
Condições operacionais: temperatura do tanque de 105 graus, espessura de revestimento de 115 mm, rugosidade da superfície RA3.2
Eficiência de detecção: tempo de medição de ponto único<3 seconds, complete detection of 10 ㎡ area takes 45 minutes
Verificação de resultados: Comparado com a amostragem destrutiva, a taxa de erro é inferior a 2%, o que atende ao padrão ASTM E797