Толщинометрия

Толщинометрия - это совокупность методов неразрушающего контроля, направленных на определение толщины материала или нанесенного на него слоя без причинения какого-либо ущерба объекту исследования. По своей значимости она аналогична медицинской диагностике, позволяя оценивать состояние конструкций — от коррозионного износа трубопроводов до качества нанесенных защитных покрытий.
 

Принципиальное разделение в толщинометрии проходит по цели измерения: контроль толщины основного материала (стенки) или измерение толщины покрытия. Каждое из этих направлений опирается на различные физические явления и требует применения специализированного оборудования.

Контроль толщины основного материала
 

Для определения толщины стенки детали, например, металлической трубы или днища резервуара, наиболее распространены два метода: ультразвуковой и электромагнитно-акустический.

Ультразвуковой метод основан на принципе эха. Пьезопреобразователь прибора, контактирующий с поверхностью через акустическую среду (контактный гель), генерирует короткий ультразвуковой импульс. Этот импульс распространяется в материале, отражается от его противоположной границы и возвращается к преобразователю. Толщиномер, измеряя временной интервал между зондирующим и отраженным сигналами и зная скорость распространения ультразвука в данной среде, вычисляет толщину изделия.

Метод отличается высокой точностью, однако требует обеспечения надежного акустического контакта с предварительно подготовленной (очищенной) поверхностью. ГОСТ Р ИСО 16809 устанавливает регламент проведения данного метода неразрушающего контроля.

Ультразвуковой толщиномер УДТ-20

Ультразвуковой толщиномер УДТ-40

Когда доступ к чистому металлу затруднен из-за наличия стойких покрытий, загрязнений или теплоизоляции, применяется электромагнитно-акустический (ЭМА) метод.

В его основе лежит бесконтактное возбуждение ультразвуковых колебаний непосредственно в поверхностном слое проводящего материала с помощью электромагнитного поля. Последующая регистрация отраженных сигналов позволяет рассчитать толщину.

Ключевым преимуществом ЭМА-метода является возможность проведения измерений через неметаллические слои — лакокрасочные покрытия, ржавчину или изоляцию — без необходимости трудоемкой подготовки поверхности.

ЭМА толщиномер EM4000 

Магнитный метод применяется для измерения толщины немагнитных покрытий на ферромагнитной подложке (например, краски, цинка, пластмассы на стали).

Действие прибора основано на оценке силы магнитного притяжения между постоянным магнитом (или электромагнитом) в датчике и стальной основой. Эта сила ослабевает пропорционально увеличению толщины немагнитного промежуточного слоя, что и фиксируется измерительной системой.

 Магнитный толщиномер МТ-2007

Для контроля толщины покрытий на немагнитных металлах (алюминии, меди, нержавеющей стали) используется вихретоковый метод.

Датчик прибора, содержащий катушку индуктивности, создает переменное электромагнитное поле. При поднесении к проводящему объекту в нем возбуждаются вихревые токи, параметры которых зависят от расстояния до основы (т.е. от толщины диэлектрического или проводящего покрытия).
Анализируя изменение импеданса катушки, толщиномер определяет искомую величину.

ГОСТ 31993 устанавливает методы определения толщины высушенных лакокрасочных покрытий, нанесённых на окрашиваемую поверхность. 

Толщиномер покрытий
«Константа К6Ц»

Стоит отметить, что для измерения толщины покрытий также может применяться ультразвуковой метод в специальном режиме «эхо-эхо», позволяющем разделить сигналы от границы раздела «покрытие-основа» и от донной поверхности.