好的，我们来详细探讨一下“超声波测厚仪”在旧管道评估中的使用。这是一项在工业维护、石油化工、能源电力、城市供水供热等领域至关重要的无损检测技术。

一、 为什么选择超声波测厚仪评估旧管道？

旧管道评估的核心需求是在不停产、不破坏管道结构的前提下，精准掌握其剩余壁厚，从而评估其腐蚀减薄状况、预测剩余寿命和确定维修或更换的优先级。

超声波测厚仪完美契合这些需求：

• 无损检测：无需切割或取样，对管道本身无任何损害。
• 高精度：现代数字式测厚仪精度可达±0.1mm或更高，能敏锐地捕捉到壁厚变化。
• 便携高效：设备小巧，操作相对简单，可进行大面积快速扫查。
• 在线检测：多数情况下可在管道带压、带介质运行时进行检测，极大减少停产损失。

二、 工作原理简介

超声波测厚仪的工作原理是脉冲回波法：

1. 发射：探头发射高频超声波脉冲，通过耦合剂（如黄油、甘油、专用耦合剂）耦合到管道外壁。
2. 传播：超声波在管道金属中传播，到达内壁时发生反射。
3. 接收：探头接收从内壁反射回来的回波。
4. 计算：仪器测量超声波在管壁中往返一次的时间（t），已知超声波在材料中的传播速度（c，对于钢材通常约为5920 m/s），根据公式 厚度 δ = (c × t) / 2 计算出管道的实际壁厚。

三、 在旧管道评估中的具体应用场景

1. 腐蚀状况普查与评估

   • 目的：全面了解管道系统的整体腐蚀状态，找出严重减薄的区域。
   • 方法：在管道上按网格法（如100mm×100mm）或沿轴向、环向划定测线，进行系统性测量。将测量值与管道原始壁厚（需已知或通过未腐蚀区域测量获得）对比，计算出腐蚀速率和剩余壁厚。

2. 局部腐蚀和坑蚀检测

   • 目的：发现点状、沟槽状等局部腐蚀，这类腐蚀对管道强度危害极大。
   • 方法：在怀疑区域进行高密度精细扫查，测点间距可缩小至5-10mm。通过观察壁厚的剧烈变化来定位腐蚀坑。带有B扫描功能的高级测厚仪可以生成横截面图像，直观显示腐蚀坑的轮廓和深度。

3. 剩余强度评定与寿命预测

   • 目的：判断管道在当前工况下是否安全，还能使用多久。
   • 方法：结合找到的最小剩余壁厚，根据相关标准（如ASME B31G、DNV-RP-F101等）进行承压能力计算。结合历史检测数据，可以推算出未来的腐蚀趋势和剩余使用寿命。

4. 定点定期监控

   • 目的：对高风险区域或关键管道进行长期跟踪。
   • 方法：在管道上设置固定监测点（通常打磨出一个小平面并做标记），每次检修都在同一位置测量，从而获得最准确的腐蚀速率数据。

5. 验证其他检测方法

   • 目的：作为其他无损检测方法（如导波检测、漏磁检测）的补充和验证。
   • 方法：当其他大面积快速筛查技术发现异常信号时，使用超声波测厚仪进行精确复验，确认该位置的实际情况。

四、 使用流程与最佳实践

1. 前期准备

   • 了解工况：掌握管道材质、介质、温度、压力、原始壁厚等信息。
   • 表面处理：这是最关键的一步！ 必须彻底清除旧管道外表面的保温层、铁锈、油漆、结垢等，直到露出金属光泽。粗糙的表面会严重衰减超声波信号，导致测量失败或误差巨大。
   • 仪器校准：使用标准试块（已知精确厚度）对仪器进行校准，确保精度。对于高温管道，需使用高温探头和高温耦合剂。

2. 现场测量

   • 充分耦合：保证探头与被测面之间有足量、无气泡的耦合剂。
   • 稳定接触：保持探头与被测面垂直，并施加稳定、适当的压力。
   • 多点测量：在任一测点周围轻微移动探头，取显示稳定的读数作为测量值。
   • 数据记录：详细记录每个测点的位置、厚度值，并拍照存档。现代测厚仪通常具备数据存储和GPS定位功能。

3. 数据分析与报告

   • 整理数据：将测量数据整理成表格或图表（如等厚线图、色块图）。
   • 识别最薄点：找出整个评估区域内的最小剩余壁厚。
   • 撰写报告：报告应包括评估目的、方法、测量数据、分析结果（最小壁厚、腐蚀速率）、安全状况评估结论及维修建议。

五、 局限性及注意事项

1. 测量对象的限制

   • 材质：需为超声波良导体（如钢、铝、铜等）。对铸铁、水泥等粗晶或非均质材料测量困难。
   • 内壁腐蚀：如果内壁有严重的结垢或附着物，测得的可能是“垢层+管壁”的总厚度，而非真实管壁厚度。需要结合工艺情况判断。
   • 双壁效应：当管道内外壁严重平行腐蚀时，回波信号复杂，难以分辨，可能导致误判。

2. 操作环境的挑战

   • 表面状况：如前所述，表面处理是成功测量的前提。
   • 温度：普通探头和耦合剂有工作温度上限（通常80℃以下）。高温管道必须使用专用设备。
   • 几何形状：小径管、弯头、三通等复杂几何形状处的测量需要特殊技巧或探头。

3. 人员因素

   • 经验依赖性：操作者的经验对识别异常信号、判断测量有效性至关重要。

总结

超声波测厚仪是旧管道评估中不可或缺的“听诊器”。它通过精准、无损的方式，为工程师提供了管道健康状况最直接的证据——剩余壁厚。正确、规范地使用它，可以有效地发现安全隐患，指导维护决策，避免因管道失效导致的泄漏、停产甚至安全事故，是实现设备预知性维修和资产完整性管理的核心工具之一。