设备及管道测厚中数值异常分析及处理方法

摘  要：在对炼化装置设备及管道测厚中超声波测厚仪数值异常可能的原因进行了分析，并提出了相应的处理方法。

关键词：设备及管道;测厚;处理方法

测厚的方法有很多，除了常规的机械测厚方法（游标卡尺、千分尺等），还有其它测厚方法，如超声波测厚、电磁超声波测厚、射线测厚和电流测厚等。因为超声波测厚仪具有体积小、重量轻、测量快、精度高、价格低、携带方便等优点，因此被广泛应用。

炼化装置的设备及管道在使用超声波测厚仪测厚过程中，经常会遇到这样的问题：某些测厚点或测厚部位用超声波测厚仪所测数值相差很大（通常在2-3mm以上），出现这种问题除了超声波测厚仪本身没有按照使用说明书正确调试和校准外，还有以下几方面的原因需要结合测厚现场实际情况具体分析和处理。

1超声波测厚仪所测数值偏低

炼化装置设备及管道经过多年的运行和受各种介质的不均匀腐蚀，加之设备及管道制造过程中可能存在的制造偏差，用超声波测厚仪所测数值出现波动属于常见现象，如遇到某些测厚点或测厚部位数值偏低过多（超过2-3mm以上），可能存在以下几种原因。

1.1局部存在严重的腐蚀坑

1.1.1点腐蚀

点腐蚀在炼化装置的设备及管道的腐蚀类型中是常见的，如探头正好测在点腐蚀的位置，超声波测厚仪所测数值必然会偏小，腐蚀坑越深，所测数值会越小。点腐蚀的特点是边界清晰，范围较小，稍微改变探头位置，所测数值就会增大或正常。遇到这种情况可采用小范围内增加测厚点数量的方法来判断腐蚀的范围及深度。

1.1.2冲刷腐蚀

冲刷腐蚀在炼化装置的设备及管道的腐蚀中也是比较常见的，如探头正好测在局部冲刷腐蚀严重的位置，超声波测厚仪所测数值必然会偏小。遇到这种情况应向装置设备和工艺管理人员了解该设备及管道的结构及运行介质流速，采用以冲刷腐蚀面为中心向四周增加测厚点数量的方法来判断这种腐蚀的范围及深度。

1.2设备及管道材料存在夹层

超声波测厚仪所测数值偏低很多，超过正常值一半且检查设备及管道外表面无明显缺陷，遇到这种情况，应采用增加测厚点数量或其他无损检测方法来查明夹层分布的范围，最后通过综合分析判断该夹层对设备及管道的正常运行和安全运行的影响。

1.3设备及管道内壁存在弧坑、缩孔

设备及管道制造过程中可能存在弧坑、缩孔等缺陷，制造完成后内壁未进入检查，如探头正好测在这样的位置，所测数值必然会偏低。

2超声波测厚仪所测数值偏高

在炼化装置的设备及管道测厚过程中也会遇到所测数值偏高的情况，除了设备及管道制造加工过程中钢板正偏差及成型过程中的壁厚变化（例如弯头加工成型后不同部位壁厚有偏差）外，还有以下几种情况需要具体分析。

2.1设备及管道内壁上存在沉积物

炼化装置设备及管道经过多年运行后，某些部位可能存在沉积物，如探头正好测在这些部位，超声波测厚仪所测数值就会偏高。遇到这种情况应向装置设备和工艺管理人员了解该设备及管道的运行的介质和工艺参数（温度、压力等），综合分析判断是否由于沉积物造成所测数值偏高。

2.2设备及管道外表面有油漆、铁锈

在测厚工作开始前，未按要求清理设备及管道表面油漆、铁锈、污物，超声波测厚仪所测数值就会偏高，但是这种情况数值比其它测厚点不会高出很多，当清除测厚点表面这些油漆、铁锈、污物后，重新测厚便可以得到准确的测厚数值。

2.3 超声波测厚仪耦合剂选用不当

超声波测厚仪所用耦合剂有很多品牌和种类，声阻抗也差别较大，如果耦合剂选用不当，超声波测厚仪所测数值也会出现偏高的现象。遇到这种情况应按仪器说明书正确选用合适的耦合剂。

2.4高温管道及设备测厚时选用探头和耦合剂不当

高温设备及管道测厚时需要根据温度等具体情况选用高温探头及专用的高温耦合剂，如还选用普通探头和耦合剂，就会造成超声波测厚仪所测数值偏高，数据不稳定，甚至会损坏探头。

2.5设备及管道内壁焊有内件

炼化装置设备及管道某些部位会焊有内件，当探头正好测在这些部位时，超声波测厚仪所测数值就会偏高，出现这种情况应向装置设备管理人员了解该设备的内部结构，采用增加测厚点数量的方法来综合分析和判断。

2.6设备及管道的氢腐蚀

对于临氢介质的设备及管道的测厚，如果出现所测数值增大的现象，有必要怀疑氢腐蚀的存在，这种情况对设备及管道的危害极大，需谨慎对待，必须采取其它检测方法来做出科学合理的判断。

3超声波测厚仪所测数值闪烁不稳或无示值

3.1被测设备及管道表面粗糙

炼化装置设备及管道通常都有保温层，保温层下面经常会产生一定外腐蚀，造成表面粗糙不平，使探头与接触面耦合效果差，反射回波能量低，甚至没有回波，会导致超声波测厚仪数值不稳定，这种情况需要对接触面进行打磨处理后再重新测厚。

3.2被测设备及管道曲率半径较小

对于检测某些小管径管道，特别小管径弯头时，常规探头不能有效与接触面完全耦合，导致声波穿透率低，会导致超声波测厚仪数值不稳定，这种情况应该更换更小直径的探头并尽量选择在探头与接触面耦合面积大的位置测厚。

3.3被测设备及管道材质组织不均匀

对于铸件、奥氏体钢因组织不均匀或晶粒粗大，超声波在其中穿过时产生严重的散射衰减， 被散射的超声波沿着复杂的路径传播， 有可能使回波湮没而不显示。这种情况应该调整超声波测厚仪的发射功率或选择其他部位进行测厚。

3.4测厚仪探头表面磨损

测厚仪探头接触面有一定磨损。常用测厚探头表面为丙烯树脂， 长期使用会使其表面粗糙度增加， 导致灵敏度下降， 从而造成数值闪烁或不显示。这种情况应及時更换新探头进行测厚。

4注意事项

（1）测厚前应按照超声波测厚仪使用说明书对仪器进行校准、测试，不同类型探头、耦合剂、设备及管道材质要进行声速调整。

（2）在测厚前要查阅被测设备及管道的原始技术资料，历次测厚数据，要了解设备及管道的材质、内部结构、运行介质、工艺流程、制造过程中可能存在的原始缺陷等，做到心中有数，遇到特殊情况可以作为分析判断的依据。

（3）根据设备及管道不同的工艺状况、不同材质特点，选用适用的探头和耦合剂。

（4）测厚之前必须将设备及管道表面的油漆、铁锈进行打磨处理，露出设备及管道原本的金属光泽，达不到要求的，需重新进行处理。

（5）测厚过程中，探头放置要平稳、压力要适当，要保证与被测面垂直，每个测厚点要在互相垂直的方向上各测量一次。

（6）根据测厚管理规定要求，测厚点位置选择应具有代表性，要保证有足够的测厚点数，测厚点应统一进行标号绘图，以便于下次测厚中进行比对和分析。

（7）根据现场情况和设备及管道的外部环境条件及测厚工作需要确定局部或全部拆除保温，以保证测厚仪所测数值的准确性。

（8）测厚过程中发现所测数值异常，必须在四周增加测厚点数量，及时分析判断各种情况，必要时采取其他手段进行充分验证。

总之，超声波测厚已成为炼化装置设备及管道测厚最有效，最便捷的手段之一，要求现场测厚人员要正确合理使用仪器，同时学会判断各种异常情况及处理方法并在实际测厚中不断积累这方面的经验。

参考文献：

[1]孙可可.定点测厚在常减压装置上的应用与分析[J].广州化工，2011（08）：126-128.

[2]邱永，吴雷，徐丽娜.管道腐蚀监测技术[A].船海工程，2015（11）：242-244，247.

作者简介：

孟令校（1985年10月），男，汉族，辽宁瓦房店人，大学本科学历，工程师，研究方向：在线腐蚀监测、高温测厚，材质检测，红外监测。