压电超声波测厚在石化、炼化等行业的高温设备监测中应用广泛,但高温环境下,耦合剂、探头、被测面状况、被测物体材质及仪器本身均会导致测量出现难点,具体如下:
1.耦合剂问题。高温会使耦合剂中水分瞬间蒸发,失去 “挤掉" 空气间隙的作用,导致仪器仅能捕捉到一闪即逝的反射信号,难以完成辨识计算;而超高温耦合剂为保护探头底面不被烫伤,常掺杂矿物颗粒,可水分蒸发后,这些颗粒易在高温下碳化并粘连到探头底面,形成 “麻点",反而影响测量。
2.探头局限。探头依赖内置晶振片产生和接收超声信号,晶振片有 “居里温度点 Tc",低于该温度声阻抗才适宜信号传播。现有晶振片中,Tc 达 500℃的产品,其 “机械品质因子 θm" 却高达 10⁶,远超超声测厚仪所需的 1000 以下(θm 过高会使厚度起测点超 500mm,无法满足需求);且当前 “高温探头" 仅能通过保护膜、外壳保护套等方式保护探头本身,未能解决压电超声信号在高温介质中的有效发射与接收问题。
3.被测面状况影响。理想测量需探头与被测面接触点切线垂直,确保超声波垂直传播并原路反射,这在平面或大直径设备上易实现,但管道弯道、90 度外凸弯头处难以摆正探头;同时,现场被测面的油渍、鼓包漆面,也会干扰测量。
4.被测物体材质干扰。虽多数情况下材质对超声波传递的影响可忽略,但高温高压腐蚀环境中,部分部件(如不同规格标号的不锈钢阀门阀体)的信号散射衰减程度差异显著,这种影响无法忽视。
上述因素共同导致高温下压电超声波测厚易出现信号捕捉难、测量不准确等问题,也是仪器常出现 “无读值"“读值错误" 的重要原因。


