超声波测厚仪穿透 3PE 防腐层直接测量金属管道壁厚的方法
非破坏性检测:避免防腐层损伤,保持管道防护性能;
高效便捷:无需预处理大面积防腐层,单测点测量时间小于 10 秒;
适用性强:适用于新建管道验收、在用管道定期检测及弯头、焊缝等复杂部位检测。
防腐层完整性检查:目视检测表面无开裂、鼓包、严重划伤,确保声波可穿透完整涂层;
温度控制:管道表面温度需在 - 20℃~60℃范围内(避免耦合剂冻结或蒸发);
表面预处理:用干布清除检测点表面灰尘、油污,若存在≥0.5mm 的凸起颗粒(如砂粒、流挂涂层),需用 120 目砂纸轻磨至表面粗糙度 Ra≤12.5μm(注意不得磨穿防腐层)。
仪器功能要求:需具备 " 穿透厚涂层" 模式,支持手动输入双材料声速(防腐层与金属),显示波形界面图(便于识别回波信号)如沈阳大阳城的UM-5DL型号仪器;
探头选择:推荐使用频率 5MHz、晶片直径 10-15mm 的平探头(管道曲率半径>100mm 时)或小曲率探头(曲率半径 50-100mm 时),复合晶片,兼顾穿透能力与信号分辨率;
耦合剂选择:优先使用粘度适中的专用超声耦合膏(避免流动性过强的机油导致信号不稳定)。
金属声速校准:
使用与被测管道同材质、同壁厚的无防腐层标准试块(如 Q235B 碳钢试块),测量 3 次取平均声速(碳钢典型声速 5900m/s,不锈钢约 5600m/s);
防腐层声速校准:
若已知 3PE 防腐层各层材质均匀(如新建管道),可采用设计厚度值(如总厚度 3mm)结合实测金属试块厚度反推涂层声速(公式:涂层声速 = 涂层厚度 ×2÷(总测量时间 - 金属声程时间));
对于在用管道,若防腐层厚度未知,可通过对比同批次管道样本或查阅厂家提供的声速参数(聚乙烯层声速约 2200m/s,胶粘剂层约 2300m/s,环氧粉末层约 2400m/s)。
模式选择:切换至 "穿透涂层" 模式(部分仪器称为 "双界面模式"),关闭 "自动增益" 功能(避免信号波动导致误判);
显示设置:开启 A 扫描波形图,调整时基线范围为金属壁厚理论值的 1.5-2 倍(如预计壁厚 8mm,时基线设为 12-16mm);
阈值调整:将底波报警阈值设为满屏的 60%,确保有效底波信号可被识别。
耦合操作:
取黄豆大小耦合剂均匀涂抹于探头表面,垂直贴合检测点,施加 0.5-1kg 压力(避免滑动导致信号不稳定);
轻微旋转探头 15°-30°,观察波形图直至底波幅值达到最大值(此时探头与管道表面垂直度最佳)。
信号识别与读数:
正常波形特征:第 1 个回波为防腐层与金属界面波(界面波),第 2 个回波为金属内壁底波(底波),两者时间差对应金属壁厚;
当界面波与底波时间差稳定且底波幅值≥满屏 60% 时,记录壁厚值(每个测点连续测量 3 次,取波动≤1% 的平均值);
若底波信号弱(<满屏 40%)或出现多次界面反射波,需检查表面平整度、耦合剂用量或重新校准声速。
网格布点策略:
周向检测:沿管道圆周每 45° 设置 1 个测点(共 8 点 / 截面),重点检测 3、6、9、12 点方向(易积水腐蚀区域);
轴向间距:常规管道每 1m 设 1 个检测截面,弯头、三通等应力集中区域加密至 0.5m / 截面;
特殊区域:焊缝检测需覆盖焊缝中心及两侧 20mm 范围,每个位置增加 2 个斜测方向(避免焊缝余高遮挡信号)。
底波幅值需稳定在满屏 60%-80%,且界面波与底波时间差重复性误差<0.5%;
对首次检测管道,需抽取 5% 测点进行剥离验证(剥离后直接测量壁厚),误差应≤±0.1mm 或 ±1%(取较大值)。
建立检测档案:记录测点位置(桩号 + 轴向距离 + 周向角度)、测量时间、壁厚值、波形图特征;
趋势分析:对比历史检测数据,当壁厚减薄速率>0.1mm / 年时,启动加密检测(每季度一次);
异常预警:单个测点壁厚<设计壁厚 80% 或相邻 3 个测点平均减薄率>15% 时,标记为严重缺陷并结合漏磁检测复核。
高空或受限空间作业时,需固定仪器线缆,避免探头坠落;
测量高温管道(>60℃)时,使用耐高温耦合剂(如硅基耦合剂),单次测量时间不超过 30 秒(防止探头过热)。