化工高温管道腐蚀超声波测厚监测的研究进展

随着石油化工行业的迅速发展，我国炼油企业炼制高硫高酸原油量逐年增加，其中一些管道和容器受腐蚀的情况越来越严重。由于管道厚度变薄，使得产品质量降低，甚至发生了一些泄露的危险事故。因此，对管道厚度的检测越来越重要，不仅关系到产品质量还关系到炼油过程中的安全生产问题。

超声波是一种振动频率高于20000Hz的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生震动产生。其具有波长短、频率高、方向性好、绕射现象小、反射能力强、能够作为射线定向传播等特点。超声检测具有成本低、快速灵活等特点，是常用的一种管道厚度检测方法。管道厚度检测主要应用脉冲反射式超声测厚仪，其具有体积小、便于携带、易操作等特点，可搭配不同类型的探头，可应用于不同的工作环境。

目前，国内外有很多学者进行了许多超声波测厚的研究工作，有些已经投入到了实际的工业生产应用中，取得了较好的效果。林敏等提出的基于特征点在线超声波测厚系统性能诊断，通过对比相邻回波信号波峰的幅值比及相邻回波信号之间的信噪比，来分析判断系统的健康状态。王相豪等基于电磁超声原理设计了电磁超声测厚系统，能快速准确测量厚度。Janez 等利用激光脉冲在试样表面产生超声波，根据试样板与待测板厚度的共振以及超声波到达待测板的时间分析板的厚度和两板表面的凹凸度。Yang 等通过有限元分析，研究了化工高温管道腐蚀超声波测厚监测中，圆柱形缓冲杆的长度和半径对顶部温度的影响等。Ngamsup等利用超声波研究了温度和材料对厚度测量的偏差的影响。实验结果表明随着材料内部温度的升高，测量值要高于实际材料厚度。

王志伟等根据超声波在固体中的传播速度和温度关系，在进行了大量试验的基础上，提出了温度与声速的神经网络误差补偿模型和线性回归误差补偿模型，开发了超声波声速自校正误差补偿在线监测系统，在一定程度上消除了温度对超声波测厚造成的影响。李云飞等设计了一种圆弧形复合超声波振子，对圆弧形压电陶瓷与金属球形壳体的耦合振动特性和机电能量转化效率进行理论分析，并通过有限元的数值仿真方法对超声波振子进行模态分析和谐响应分析，验证了在不同工作频率下实际测量的驱动波形结果与仿真分析趋势一致 。

审核编辑 黄昊宇