Ultraschall-Wanddickenmessgeräte (Ultraschall-Dickenmessgeräte, Ultraschall-Dickenprüfgeräte, Ultraschall-Dickenmessgeräte, UT-Messgeräte usw.) messen die Wanddicke von Materialien wie Stahl, Kunststoff und mehr mit Hilfe von Ultraschalltechnologie. Ultraschall-Dickenmessgeräte sind ideal für die Messung der Auswirkungen von Korrosion oder Erosion an Tanks, Rohren oder anderen Strukturen, bei denen der Zugang auf eine Seite beschränkt ist. Mehrfachecho-Thru-Paint-Modelle (UTG M) messen die Metalldicke einer lackierten Struktur, ohne dass die Beschichtung entfernt werden muss.
Ultraschall-Dickenmessverfahren werden zur Messung eines breiten Spektrums von Substraten und Anwendungen im Hinblick auf den Verlust der Materialdicke aufgrund von Korrosion oder Erosion eingesetzt. Ultraschall-Dickenmessgeräte sind für die Messung der Dicke von metallischen (Gusseisen, Stahl und Aluminium) und nicht-metallischen (Keramik, Kunststoff und Glas) Substraten sowie von anderen Ultraschallwellenleitern konzipiert, sofern diese relativ parallele Ober- und Unterseiten haben.
Ein Ultraschalldickenmessgerät erleichtert die schnelle Prüfung der Dicke großer metallischer Strukturen in kleinen Messintervallen und liefert eine detailgetreue Karte der Dicke einer gescannten Oberfläche. Wenn der Zugang nur von einer Seite des Substrats möglich ist, ist die Ultraschall-Wanddickenmessung die effizienteste Methode zur Überwachung der Auswirkungen von Erosion oder Korrosion und ist sowohl für die Qualitätssicherung als auch für die Qualitätskontrolle von großer Bedeutung.
Korrosionssonden messen die Wanddicke von Materialien wie Stahl, Kunststoff und mehr. Ultraschall-Dickenmessgeräte sind ideal für die Messung der Auswirkungen von Korrosion oder Erosion an Tanks, Rohren oder anderen Strukturen, bei denen der Zugang auf eine Seite beschränkt ist.
PosiTector UTG C
Korrosion mit Kabelsonde
PosiTector UTG CA
Korrosion mit integrierter Sonde
PosiTector UTG CX
Korrosion mit Xtreme Probe
Das Ultraschall-Dickenmessgerät verfügt über eine Thru-Paint-Funktion, mit der die Metalldicke einer lackierten Struktur schnell und genau gemessen werden kann, ohne dass die Beschichtung entfernt werden muss. Ideal auch für die Messung gestrahlter Materialien und anderer Anwendungen, die eine haltbarere Verschleißfläche erfordern.
Niederfrequenz-Ultraschall-Dickensonden messen die Wanddicke von dämpfenden Materialien wie Guss/Duktil-Eisen, Aluminiumguss und Zinkguss.
Präzisions-Ultraschall-Dickenmessgeräte sind für hochauflösende Messungen und dünne Materialien wie Metalle und Kunststoffe ausgelegt. Der automatische Multi-Echo-Modus gewährleistet die beste Genauigkeit bei dünnen Metallen.
Erosion ist der Prozess, bei dem eine Schutzschicht oder ein Substrat durch Reibung infolge wiederholter mechanischer Interaktion abgetragen wird. Typische Ursachen für Erosion sind Kavitation, Aufprall von flüssigen oder festen Partikeln und Relativbewegungen gegen sich berührende feste Oberflächen oder Flüssigkeiten.
Korrosion ist der Prozess, bei dem ein Substrat und seine Eigenschaften durch eine chemische Wirkung oder Veränderung beschädigt oder abgetragen werden. Bei Metallen wird die auf Korrosion zurückzuführende Verschlechterung meist durch einen Oxidationsprozess verursacht.
Der Einsatz zerstörungsfreier Prüfmethoden minimiert Sicherheitsbedenken, gewährleistet die Einhaltung von Vorschriften und reduziert die Häufigkeit größerer Reparaturen (und damit die Kosten). So besteht beispielsweise bei Schiffsanwendungen ein erhebliches Risiko eines katastrophalen Versagens des Substrats aufgrund von unerkannter Korrosion oder Erosion. Die Kosten, die mit Korrosions- oder Erosionsschäden verbunden sind, können jedoch viel subtiler sein. Nehmen wir den Fall eines Propellerblatts, das abgenutzt oder beschädigt ist. Eine wahrscheinliche Auswirkung ist eine Verringerung des Wirkungsgrads des Propellers, was sich direkt in einer Verringerung der Leistung und einer Zunahme der Turbulenzen (Vibrationen) niederschlägt. Dies führt zu einer Verringerung der Höchstgeschwindigkeit und einem Anstieg des Kraftstoffverbrauchs. Darüber hinaus schafft die durch den beschädigten Propeller verursachte Kavitation eine Umgebung, die dem Propeller selbst noch mehr schadet.
Weitere Informationen über die Ultraschall-Dickenprüfung finden Sie in unserem Artikel "Messung der Auswirkungen von Erosion und Korrosion" hier.
Mit Ultraschall-Dickenmessgeräten kann die verbleibende Wanddicke eines Substrats an Rohren, Druckbehältern, Lagertanks, Kesseln oder anderen erosions- oder korrosionsgefährdeten Geräten genau gemessen werden.
Obwohl viele Industriezweige von Erosion und Korrosion betroffen sind, ist die Meeresatmosphäre eine der aggressivsten Korrosionsumgebungen. Die Korrosionsraten werden durch verschiedene Faktoren wie Meerwasser, Luftfeuchtigkeit, Wind, Temperatur, Verunreinigungen in der Luft und biologische Organismen beeinflusst. Erosion ist in der Schifffahrt auch aufgrund von Abrieb durch den Aufprall von Wasser und Schmutzpartikeln, Aufprall durch Turbulenzen in schnell fließenden Flüssigkeiten und Kavitation durch Druckwellen, die von Luftblasen erzeugt werden, häufig. Erosion beeinträchtigt nicht nur das Substrat selbst, sondern kann auch Schutzbeschichtungen beschädigen, was die Wahrscheinlichkeit von Substratkorrosion erhöht. Schiffe, Jachthäfen, Pipelines, Offshore-Strukturen und Entsalzungsanlagen sind allesamt Systeme, die in unterschiedlichem Maße der marinen Erosion und Korrosion ausgesetzt sind.
Das PosiTector UTG C Ultraschall-Dickenmessgerät (Korrosion) verwendet einen Zwei-Element-Schallkopf, einen fokussierten "V-Weg" und eine V-Weg-Kompensation zur genauen Messung der Dicke von Metallen mit starker Korrosion oder Lochfraß. Die UTG C Einzelechosonde ignoriert nicht die Dicke der Außenbeschichtung: Für eine optimale Messgenauigkeit kann es erforderlich sein, die Beschichtung an der Messstelle zu entfernen.
Die PosiTector UTG M Ultraschall-Dickenmesssonde (Multi-Echo) verwendet einen Einzelelement-Wandler zur genauen Messung der Metalldicke einer neuen oder leicht korrodierten Struktur, wobei die Dicke von Schutzbeschichtungen nicht berücksichtigt wird. Der Ultraschallstrahl bewegt sich auf einem geraden Weg zur Rückwand des Materials im 90°-Winkel zur Oberfläche. Wenn drei aufeinanderfolgende Rückwandechos erkannt werden, führt die Sonde eine zeitbasierte Berechnung durch, um die Schichtdicke aus dem Messwert zu eliminieren.
Das Ultraschall-Dickenmessgerät (Präzision)PosiTector UTG P verwendet einen Einzelelement-Verzögerungswandler zur genauen Messung der Dicke von dünnen Materialien wie Kunststoffen und Metallen. Es schaltet je nach Material und Dicke automatisch zwischen den Modi Einzelecho oder Mehrfachecho um.
In der nachstehenden Tabelle sind die Longitudinalwellen-Ultraschallgeschwindigkeiten einiger gängiger Materialien aufgeführt, die üblicherweise mit Ultraschall-Dickenmessgeräten gemessen werden. Die spezifischen Materialgeschwindigkeiten können aufgrund von Temperatur, Zusammensetzung, Körnung und anderen Faktoren variieren. Die beste Genauigkeit erhalten Sie, wenn Sie die Geschwindigkeit an einer Probe mit bekannter Dicke überprüfen.
Wählen Sie aus einer Liste gängiger vorprogrammierter Materialgeschwindigkeiten oder geben Sie einfach Ihre eigenen ein.
PosiTector UTG Ultraschall-Dickenmessköpfe senden einen Ultraschallimpuls in das zu messende Material. Dieser Impuls wandert durch das Material zur anderen Seite. Wenn er auf eine Grenzfläche wie Luft (Rückwand) oder ein anderes Material trifft, wird der Impuls zum Prüfkopf zurückreflektiert. Die Zeit, die der Impuls benötigt, um sich durch das Material auszubreiten, wird vom Ultraschalldickenmessgerät gemessen und im Folgenden als t1und t2dargestellt.
Die Ein-Echo-Sonden PosiTector UTG C verfügen über einen Doppelelement-Wandler mit automatischer V-Pfad-Kompensation. Die Dicke wird durch Messung von t1 (unbeschichtet) oder t2 (beschichtet), Division durch zwei und anschließende Multiplikation mit der Schallgeschwindigkeit für dieses Material (Stahl) bestimmt. Siehe Abbildung 1.
Abbildung 1
Bei unbeschichteten Materialien hängt t1direkt mit der Materialdicke zusammen. Wenn ein Material beschichtet ist, verlängert sich die Ausbreitungszeit und wird oben als t2angegeben.
Beschichtungen wie Farbe haben eine geringere Schallgeschwindigkeit als Metall. Daher führt die Ein-Echo-Methode zu einem Dickenergebnis, das größer ist als die tatsächliche kombinierte Dicke von Beschichtung und Metall. Das Ergebnis enthält einen wesentlich höheren, unbekannten Wert für die Dicke der Beschichtung. Daher ist es nicht einfach, die Dicke der Farbe zu messen und sie vom Ergebnis der Einzelechomessung zu subtrahieren.
Die Ultraschall-Dickensonden MPosiTector UTG und UTG P im Multiple-Echo-Modus bestimmen die Dicke durch Messung der Zeit zwischen mindestens drei aufeinanderfolgenden Rückwandechos.
Abbildung 2
In Abbildung 2 oben wird im Mehrfachechomodus nur die Zeit zwischen den Echos gemessen. Unabhängig davon, ob der Stahl beschichtet ist oder nicht, sind alle Zeiten zwischen den Echos gleich lang. Im Mehrfachechomodus bestimmt das Dickenmessgerät die Dicke, indem es t1+ t2+ t3misst, diese Werte durch sechs teilt und dann mit der Schallgeschwindigkeit für dieses Material multipliziert. Die sich daraus ergebende Dickenberechnung des Geräts ist daher eine genaue Messung nur der Stahldicke, ohne Berücksichtigung der Schichtdicke.
Die Schallgeschwindigkeit wird in Zoll pro Mikrosekunde oder Meter pro Sekunde angegeben. Sie ist für alle Materialien unterschiedlich. So breitet sich beispielsweise Schall durch Stahl schneller aus (~0,233 in/µs) als durch Kunststoff (~0,086 in/µs).
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