使用超聲波測厚儀檢測小直徑鋼管、彎管、圓軸等曲面工件時，有時候同一個測點多次測量數據也會有較大波動。這可能是因為探頭和曲面材料不夠貼合，材料表面銹蝕或底面回波不穩定。微徑探頭的測量區域更小，更容易適應小半徑曲面，減少探頭邊緣接觸不充分導致的測量誤差。

一、小直徑鋼管和曲面測壁厚，應該怎么測？

1、根據工件曲率選擇合適的探頭

常規探頭可以測量大直徑鋼管、平緩曲面材料。小直徑鋼管、細管和圓弧面更適合使用微徑探頭，以免接觸不充分引起耦合變化，影響回波接收以及讀數穩定。

此外，還要結合探頭頻率、晶片尺寸、測量范圍等參數綜合考慮，不能只看探頭直徑。

2、做好測量前的表面處理

檢測前需要清除測點處的銹蝕、氧化皮、油污、松散涂層等，并在測點涂抹適量耦合劑，避免探頭和工件之間存在空氣間隙。一些表面粗糙、弧度變化明顯的工件，要先確認探頭能不能貼合工件表面。

3、保持探頭穩定接觸

盡量使探頭沿測量位置法線方向垂直接觸工件。如果用的是超聲波雙晶探頭，建議發射晶片-接收晶片方向與測量管道方向平行，使兩個接觸面位于同一水平面上。

測量過程中避免探頭傾斜、滑動或反復轉動，保持探頭穩定接觸。建議在同一位置重復測量觀察讀數是否穩定，若讀數波動應檢查耦合和接觸姿態。

4、合理布置測點

測量小直徑鋼管時可以在管端、中部、焊縫附近和疑似減薄的區域布置測點，例如出現表面腐蝕的位置。測到異常低點時應適當增加測點，進行網格加密，找到局部最薄區域。

二、為什么微徑探頭更容易出現穩定讀數？

常規探頭的接觸面相對相對較大，在小直徑鋼管表面可能出現兩側懸空、局部接觸的情況，導致讀數不穩定。

微徑探頭的接觸面更小，能夠更穩定貼合曲面工件表面，保持良好的耦合狀態，超聲波就更容易獲得可識別的底面回波，提高讀數重復性。

需要注意穩定性和準確性是兩個不同維度的參數，穩定性是看同一條件下反復測量的結果是否一致，準確性是看測量結果和標準值是否接近。使用微徑探頭更容易獲得穩定讀數，并不意味著測量精度一定會更高，測量結果的準確性還要看探頭頻率、工件材質、壁厚范圍以及工件表面狀態等。

三、實驗驗證：常規探頭與微徑探頭測量小直徑鋼管讀數對比

本次實驗選擇一根直徑25mm的小直徑鋼管，和一根直徑170mm的大直徑的鋼管。儀器選擇林上LS213超聲波測厚儀，分別搭配常規探頭和微徑探頭測量。

在兩根鋼管上各標記1個測點，用常規探頭和微徑探頭分別測量，使兩種探頭每個測點都盡量測量同一個位置。

每個測點重復測量5次，記錄每次讀數，觀察數據波動情況。

測量數據如下：

從檢測數據來看，常規探頭測量25mm小直徑鋼管數據波動較大，重復測量極差0.09mm；微徑探頭重復測量極差0.02mm，數據波動較小。170mm大直徑鋼管使用常規探頭和微徑探頭測量的讀數波動都比較小，極差分別是0.03mm和0.02mm。因此在測量曲面材料，尤其是小直徑曲面材料時，更建議使用微徑探頭。

四、什么情況下微徑探頭也無法解決測厚問題？

微徑探頭對材料的曲率和厚度也是有要求的，如果鋼管直徑太小或者壁厚過薄，超過了所選擇微徑探頭的適用范圍，測量數據依然可能出現較大波動，甚至有可能測不出數據。

材料表面粗糙、腐蝕嚴重或有凹坑等，都可能影響探頭耦合和底面回波識別，測量前需先清除材料表面浮銹，必要時采用其他檢測方案。

如果材料內部存在缺陷，有分層、夾雜或其他內部異常也可能影響回波，需結合其他檢測方法判斷。

林上超聲波測厚儀LS211、LS212、LS213、LS215均可搭配常規探頭、微徑探頭、粗晶探頭和高溫探頭四款探頭，可根據需求自行選擇合適的探頭。其中微徑探頭最小測量區域僅φ6mm，很適合小直徑鋼管及曲面材料壁厚檢測。