超声波测厚仪在石油钻具生产中应注意以下几点
钻具壁厚差是石油钻具生产的一项主要技术指标。我公司采用钻具壁厚差测试仪器：超声波
测厚仪。超声波测 厚仪是一种通用性无损检测仪器。
在多年的实践操作中， 我们注意到作为超声波
测厚仪的现场使用．
应注意以下几点： 1．对超声波
测厚仪的探头的选择 我公司一般选用通用型标称频率为5MHz．接触面积 O12mm双晶片结构探头．因为材料多为钢，超声波声速 选在5900m／S。这类探头的基本结构包括晶片、阻尼块和 保护膜三部分。探头采用压电效应原理进行电声转换． 双晶片结构一个发射超声波，一个接受超声波。中间用 隔声层隔开。这类探头灵敏度高，表面保护膜采用软性 保护膜聚胺脂软性塑料，这种软性保护膜可改善声耦 合，提高声能的传播效率，且测量的重复性好，它对声能 的损耗达(6～7)dB。但探头在长期使用后，会使保护膜粗 糙度增高，对发射声波产生一定影响，导致分辨率变差． 灵敏度下降，需要及时更换。
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韦氏硬度计2．耦合刑的选用 耦合剂作为实现声能传递的必要途径。被用作探头与 工件之间的高频超声能量传递，保证软接触。在两者界面 上起到了排除空气、充添间隙、防磨损、方便探头移动的功 能。我公司一般选用甘油、黄油、机油做耦合剂。耦合剂应 适量使用，在工件表面应涂抹均匀。在钻具粗加定位工序 中，工件表面粗糙。表面上有规则的细槽也会引起测量误 差，因此使用黏度较高声阻抗大的耦合剂黄油。在钻具精 车和检验工序中。钻具表面光洁度较高时．使用低黏度的 耦合剂(机油、随机耦合剂)。
3．检定规程与现场越声波
测厚仪使用情况不符合 我们仔细研究了国家计量检定规程JJG4o3—1986(超声 波
测厚仪》检定规程，参照我公司石油钻具壁厚的检测具体 情况，我们认为，检定规程中一些检定项目的内容与我公司 现在的超声波
测厚仪的具体使用情况不符合：曲面壁厚测 量下限及准确度。这个检定项目的规定针对薄壁管．考核超 声波
测厚仪的测量下限。而石油钻具壁厚差由表1规定。 在具体检测中，钻具壁厚在25mm以上，结合我公司钻 具检测的实际情况，起草了公司“超声波
测厚仪校准规 表1 石油钻具成品检测项目壁厚差公差一览表(mm) 规格 ZH—JZ50 Z I’6 1／4 Z 1／2 Zr丌 r8 ZT9 ZT11 一NC50—1 4．0／127； 壁厚差 3．8／139； 5．2 5．6 6．4 7．9 9．4 i2．2 5．6／165 范”．将超声波
测厚仪纳入计量体系管理目录，定期校准。 根据钻具壁厚情况。我们选择接近工件壁厚的工件材料制 作试块来校准仪器。试块厚度均匀分布在(0～200)ram。 在测量厚度前，首先应清除工件表面的灰尘、污垢和 锈蚀物，在工件表面应均匀涂抹耦合剂，对于我公司的钻 具，曲率半径>50mm；双晶片结构探头中，发射晶片功率 高，发射与接收探头座有明显的标志，不应插错，否则会造 成灵敏度下降。测量前，要利用随机标准试块校准，保证测 量准确；一些新型超声波
测厚仪具有探头自校准功能。测 量中我们选择探头串音隔层板与工件轴线垂直，使用探头 座压紧探头．保证探头与工件表面接触良好。当出现示值 跳跃不定时，不要轻易确定测量结果，要细心摆动探头，使 其与钻具壁正交。为避免耦合剂薄膜的多次反射或其他杂 波信号引起的假读数。一定要出数稳定且能重复呈现后再 读取数据：示值轻微跳动，一般以较小测值为准。
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4．对于一些新材料工件．在用超声波
测厚仪进行测量 厚度时，测量难度较大 经理化检测分析，这类表层材料首先组织晶粒的粗大 和组织不够致密造成超声波能量的极大衰减．当超声波波 长与金属晶粒大小相当或小于金属晶粒尺寸时．材料的吸 收衰减和散射衰减均很显著，这样降低了超声波的穿透能 力，易造成晶界反射；其次，由于晶粒的粗大和存在粗大异 相组织，将产生草状回波，使测厚出现错误；当材料内部存 在分层、夹杂、裂纹等缺陷时，探头轴线垂直于缺陷反射面 时，仪器显示的是钻具内部缺陷的厚度值：缺陷反射面倾 斜角度过大或和探头轴线平行时，晶片可能接收不到反射 信号，出现无读数。为此，我们对这些材料工件在加工工艺 上进行了改进．尽量削弱或避免这些表层材料对超声波的 衰减。达到准确测量。
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