運行中的高溫管道怎么測厚？高溫探頭、聲速和接觸時間都要考慮

運行中的高溫管道例如蒸汽管道、導(dǎo)熱油管道等，想要在不停機的狀態(tài)下直接測量管道剩余壁厚，至少需要考慮三個問題：探頭能不能承受當(dāng)前表面溫度、溫度升高材料聲速的變化怎么修正、以及探頭和高溫表面能夠接觸多長時間。

一、確認(rèn)高溫管道的溫度

高溫管道壁厚不是全都需要用高溫探頭檢測，還得看它的具體溫度是否在普通探頭允許的范圍內(nèi)。以林上LS213為例，常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)探頭接觸溫度最高60℃，管道表面低于這個溫度可以直接用標(biāo)準(zhǔn)探頭測量。當(dāng)管道表面溫度高于60℃時，例如表面溫度達到100~300℃的裸管蒸汽管和熱油管，需要更換高溫探頭測量。LS213高溫探頭最高接觸溫度能夠達到500℃，可以滿足大多數(shù)高溫管道測量溫度需求了。但是需要注意最高接觸溫度不代表能夠長時間貼在這個溫度測量，尤其是在管道溫度接近高溫探頭接觸溫度上限時這一點尤為重要，建議和廠商確認(rèn)探頭在高溫下允許連續(xù)接觸的最長時間。

二、為什么高溫測量要考慮聲速變化？

高溫探頭解決的是普通探頭耐溫不足的問題，但不能自動校準(zhǔn)高溫測厚誤差。超聲波測厚儀是通過材料的聲速，以及超聲波在材料內(nèi)部的傳播時間來計算材料的厚度。而材料的聲速會隨溫度變化，2022年《無損檢測》發(fā)表的《溫度變化對干耦合壓電腐蝕監(jiān)測的影響及其補償方法》中對45號鋼試塊不同溫度下的聲速進行了實際檢測，通過多組溫度聲速檢測數(shù)據(jù)得出這種鋼材在該試驗條件下的擬合公式，溫度每升高1℃，縱波聲速大約降低0.6m/s。如果用常溫狀態(tài)下的聲速去測量45號鋼的高溫管道厚度，得到的厚度數(shù)據(jù)就偏大。

高溫管道聲速校準(zhǔn)可以使用與被測管道相同材料的已知厚度試塊，盡量保持試塊與被測高溫管道的溫度和表面狀態(tài)接近，使用具有“已知厚度反測聲速”功能的超聲波測厚儀例如林上LS213，測出這種材料在該溫度下的聲速，再用這個聲速去測量高溫管道的壁厚。

還有一種方法是使用溫度聲速修正資料，如果檢測人員手上有所測量的高溫管道材料不同溫度對應(yīng)的聲速表，或者不同溫度下的對應(yīng)聲速計算公式，可以直接在LS213儀器中使用“手動輸入聲速”功能，將計算出的聲速輸入儀器中保存，后續(xù)直接用這個聲速測量管道厚度。注意必須使用所測管道的同材料聲速修正關(guān)系，不能把某一種碳鋼的修正關(guān)系套用到所有合金鋼、不銹鋼或其他材料。

三、為什么高溫探頭不能一直按在管道上？

高溫探頭耐高溫不等于可以無限時間接觸，在探頭接觸高溫表面后熱量會持續(xù)向內(nèi)部傳導(dǎo)，接觸的時間越長探頭內(nèi)部的溫度便越高，長時間接觸下探頭性能可能會發(fā)生變化導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確，甚至可能損壞探頭。在測量時建議探頭接觸高溫管道獲得穩(wěn)定數(shù)據(jù)后立即移開探頭，等待探頭冷卻后再進行下一次測量。

一般情況下測量材料溫度越高越需要控制探頭接觸時間，具體時間以探頭廠家給出的不同溫度下探頭允許接觸時間為準(zhǔn)。

四、運行中高溫管道的現(xiàn)場檢測流程

高溫測厚首先確認(rèn)管道測量位置的實際溫度，不能拿管道標(biāo)稱的運行溫度直接當(dāng)成管道實際溫度。然后選擇符合測量實際溫度要求的探頭，并確認(rèn)探頭連續(xù)接觸的時間要求。測量高溫管道建議使用高溫耦合劑，普通耦合劑在高溫表面可能會快速蒸發(fā)、碳化或失去流動性，無法形成穩(wěn)定的聲學(xué)耦合，出現(xiàn)數(shù)據(jù)跳動甚至可能無法讀數(shù)。

以LS213超聲波測厚儀測量130℃工業(yè)蒸汽裸鋼管壁厚為例，由于130℃高于常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)探頭最高接觸溫度60℃，選用專門測量高溫工件的GT-12高溫探頭。

在LS213主機系統(tǒng)設(shè)置中選擇“手動輸入聲速”輸入這種蒸汽鋼管材料在130℃溫度下的聲速，或者選擇“已知厚度反測聲速”，將一塊已知厚度的和蒸汽鋼管同材料的試塊加熱到130℃左右，測量這個試塊并輸入實際厚度就能得到這種材料的聲速。如果現(xiàn)場沒有反測聲速的條件并且對厚度精確性要求不高，也可以直接選擇儀器中自帶的“鋼與鑄鋼”常規(guī)聲速測量，但是需要注意用這個常規(guī)聲速測量出來的壁厚只能作為參考，并不是高溫管道真正的壁厚值。

確定高溫管道測點位置，直管段一般采用周向+軸向布點方式，彎頭重點覆蓋外弧、內(nèi)弧和側(cè)面，三通、變徑、閥門附近關(guān)注管內(nèi)介質(zhì)流動狀態(tài)發(fā)生明顯改變的位置。

在相應(yīng)測點清理管道表面的松散氧化皮，并涂上高溫耦合劑。將高溫探頭垂直按壓在測點表面，測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定后立即移開探頭，記錄下當(dāng)前測點編號P01、蒸汽鋼管表面溫度130℃、屏幕上顯示的壁厚值4.84mm。

等待探頭溫度冷卻后繼續(xù)下一次測量，如果發(fā)現(xiàn)異常薄點建議重復(fù)測量幾次確認(rèn)不是耦合不穩(wěn)定導(dǎo)致的數(shù)據(jù)波動，再向周圍做網(wǎng)格加密測量，找到腐蝕減薄的范圍和最低壁厚。

五、高溫管道不同問題怎么處理？