腐蚀壁厚检测和高精度多层测厚该选同一种超声波测厚仪吗
腐蚀壁厚和高精度多层测厚属于两种不同的应用方向,腐蚀壁厚测厚仪主要检测钢板、管道、储罐等金属工件的腐蚀减薄剩余壁厚,重点是在锈蚀表面稳定测量的能力和现场测量效率。如果要测量复合结构或薄材料涂层厚度,需要仪器能够识别不同界面的回波,并分别给出各层厚度,则考虑高精度多层超声波测厚仪。
一、腐蚀壁厚检测和多层测厚的定位需求有什么不同?
腐蚀壁厚测厚仪一般用于检测管道腐蚀减薄情况、储罐壁厚测量、压力容器定点巡检和钢结构剩余厚度检测等场景。腐蚀壁厚检测的解决的问题是这块钢板或管道现在还剩多厚。金属材料在长期使用中会逐渐被腐蚀,剩余的金属层慢慢变薄。像压力容器和管道在运行中承受着高温高压,当壁厚腐蚀减薄至低于管道设计允许的最小厚度时,管道可能出现突发性爆裂或断裂。而如果过早报废设备,又会造成巨大的资源浪费和经济损失。腐蚀壁厚测厚仪可以精确测量管道剩余壁厚,通过定期检测确定设备什么时候需要维修更换。选择腐蚀壁厚测厚仪主要看腐蚀表面能不能稳定耦合、曲面能不能测、厚度范围够不够、高温工件能不能测、现场测量速度怎么样、数据能不能快速记录等。
高精度多层测厚主要解决这个结构一共有几层以及每一层有多厚的问题,普通超声波测厚仪通常只测量一层的厚度,高精度多层测厚仪可以测量多层塑料、涂层与基材厚度、以及各种复合材料厚度。需要注意不是所有复合材料都能检测,要看层与层之间是否存在明显的声阻抗差。假如两种材料声阻抗差大,例如钢和油漆,超声波会在界面产生强反射回波,可以分别测出钢和油漆的厚度。而声阻抗特别接近的,例如不锈钢堆焊在碳钢上,界面反射非常弱,常规多层测厚仪很难区别不锈钢和碳钢的分界,最后测出来的就是总厚度。声阻抗大的基础上还需要仪器探头频率合适,有足够的分辨率,才能识别相邻层之间的回波。选择多层超声波测厚仪一般还要考虑最薄能测多少、每层厚度能不能分别显示、是否需要保存完整的测量数据波形等。

二、操作方式和数据管理侧重点有什么不同?
腐蚀检测往往不是只测一个点,例如管道巡检可能需要每隔一定区域就布置一个测点,尤其是弯头、焊缝附近和易腐蚀的位置需要重点检测,一根管道可能要测几十个位置,每天要测几百上千个点。所以腐蚀壁厚测厚仪一般更看重测量速度、数据存储与导出、能否自动进行合格判定等。以LS215超声波测厚仪为例,选择QC模式用户可以自行设置上下限值,仪器会自动根据上下限值判断测量厚度是否合格。测量管道时只需要在规定测点涂好耦合剂,将探头放上去就能读取材料当前位置的厚度值以及这个厚度值是否符合设定标准。LS215仪器内部可以存储999组数据,连接手机APP或电脑软件测量可以存储更多数据,还能够将数据导出分享给其他人。
多层测厚不仅测量总厚度,还要识别第一层、第二层、第三层等不同界面。例如测量一个总厚度为3mm的三层材料,普通测厚仪只显示3.00mm,而多层测厚仪会显示第一层0.8mm,第二层1.2mm,第三层1.0mm,总厚度3.00mm。多层测厚本身数据结构更复杂,每一层的声速需要单独设置,在检测过程中除了总厚度的变化,还需要关注每一层的厚度变化、不同批次之间的层厚是否一致、总厚度和各层厚度之间的关系等。
三、腐蚀壁厚检测与高精度多层测厚场景案例
1、LS215检测在役钢管腐蚀剩余壁厚
某工厂需要定期检测长期运行的钢制输送管道,管道原始壁厚大概有3.0mm,外表面存在轻微锈蚀,需要测量多个位置。这种情况下只需要快速稳定地得出钢管当前剩余壁厚,不需要分析材料内部有几层并获取多层厚度数据,所以没有必要为了高配置选择高精度多层测厚仪,LS215壁厚测厚仪就可以满足测量需求了。
使用LS215测量管道三个测点壁厚可以得到数据:2.83mm、2.92mm、2.86mm。检测人员可以将测点数据记录下来与检验要求的最小允许壁厚进行比较,后续定期在相同的位置复测,判断什么时候管道需要维修或更换。

2、LS216测量双层复合材料
多层测厚不只是测量样品总共有多厚,还需要测量每一层分别的厚度。某企业生产双层复合材料,包括表层和基材层,要求表层厚度大于110μm,基材厚度大于2900μm,总厚度大于3010μm。这种情况下需要用多层测厚仪来检测,常规测厚仪测量总厚度合格不代表每一层的厚度都合格。
例如LS216测量的两个样品总厚度都是3093μm,但是其中1号样品的表层厚度是99μm,基材层厚度2994μm;而2号样品表层厚度125μm,基材层厚度2968μm。两个样品的总厚度都符合标准,使用多层测厚仪检测才会发现样品内部结构分层厚度是不一样的,实际上只有2号样品才符合测量要求。

四、哪些情况下不必为了高配置而直接买LS216?
有些用户觉得多层测厚仪既能测总厚度又能测各层厚度,还是微米级高精度,感觉更高级而购买LS216。但其实选择仪器更重要的是合适,有些情况没有必要为了高配置而选择多层测厚仪。
如果只是测量钢管腐蚀剩余壁厚,或测量普通单层钢板、储罐等厚度,没有分层测量要求,那么就没必要为用不到的功能增加预算。常规壁厚检验标准一般很少要求特别高的分辨率,判断壁厚是否低于某个毫米级阈值就足够了,把测量数据拔高到微米级可能并没有实际价值。也许部分用户会觉得微米级测量更加准确,其实现场测量误差主要取决于材料的表面状态,例如锈蚀、粗糙、曲率、耦合是否稳定,探头接触晃不晃等。数据精准不是看单位是毫米还是微米,将材料表面处理得光滑平整,测量时保持稳定,测量数据自然就更准确了。
五、最终选型表:LS215和LS216分别适合哪些工件?
| 实际工况 | 主要关注点 | 推荐型号 |
| 钢管腐蚀剩余壁厚 | 腐蚀减薄、现场巡检 | LS215 |
| 储罐、压力容器壁厚 | 大量测点,稳定、快速获取壁厚 | LS215 |
| 普通钢板、金属零件厚度 | 单层总厚度,无需多层分析 | LS215 |
| 薄材料高精度厚度检测 | 薄层分辨、高精度测量 | LS216 |
| 两层/三层复合材料 | 每层分别测量厚度 | LS216 |
| 研发型多层样品 | 分析多层结构层厚变化 | LS216 |