如何穿透油漆或涂层测量壁厚

如何穿透油漆或涂层测量壁厚

    在石油天然气、化工、电力、船舶、钢结构维护等行业中，管道、储罐、压力容器、金属板材等设备表面通常覆盖有油漆、环氧涂层、防腐涂层或其他保护层。

    但是，这些设备在长期服役过程中仍可能受到腐蚀、冲蚀和壁厚减薄的影响。定期测量壁厚、评估剩余壁厚，是判断设备安全状态、安排检修计划、降低泄漏、停机或结构失效风险的重要手段。

    实际检测中的难点在于，如果每次测厚都需要先去除油漆或防腐涂层，不仅耗时耗力，还会破坏原有防腐系统，检测后还需要重新补漆。穿透涂层超声波测厚仪的价值就在于:在合适的仪器、探头、测量模式、校准方法和表面条件下，可以从带涂层的一侧直接测量金属基材壁厚，而不需要大面积去除涂层。

为什么要穿透油漆或涂层测量壁厚?

    在实际项目中，客户不希望去除涂层，通常有以下原因:

    去除油漆或涂层需要大量人工和时间，尤其是在测点数量较多的情况下。去除涂层还会破坏原本完整的防腐保护层，检测结束后需要重新补漆，增加维护成本。对于仍在服役的管道、储罐或压力容器，大面积去除涂层通常并不现实。

    传统测量方式也存在明显限制。卡尺和千分尺通常需要同时接触工件内外两侧，不适合封闭管道、储罐和压力容器。切割取样属于破坏性方法，不适合在役设备。普通超声波测厚适合裸露金属表面，但在带涂层表面测量时，涂层厚度和声学差异可能影响读数。

    因此，穿透涂层超声波测厚更适合现场维护检测，尤其适用于需要单侧接触、快速抽检、尽量保留原有防腐涂层的工况。

穿透涂层超声波测厚仪测量的是什么?

    穿透涂层超声波测厚仪主要测量的是涂层下方的金属基材壁厚或剩余壁厚。

    它并不是用来直接测量油漆厚度或涂层厚度的仪器。

    这一点在对客户沟通时需要特别说明。如果客户的检测目标是确认油漆或涂层本身有多厚，应使用涂层测厚仪。如果客户的检测目标是确认涂层下方的金属壁厚还剩多少，则应使用具备穿透涂层或Echo-Echo双回波模式的超声波测厚仪。

    简单来说:

    涂层测厚仪回答的是:“油漆或涂层有多厚?”

    穿透涂层超声波测厚仪回答的是:“油漆或涂层下面的金属壁厚还剩多少?”在一些维护项目中，这两类仪器可以配合使用。

普通单回波模式与 Echo-Echo双回波模式有什么区别?

要理解穿透涂层测厚，首先需要理解普通测厚在带涂层表面为什么可能出现误差。

普通单回波模式

    在普通脉冲-回波模式下，超声波测厚仪通常测量的是发射脉冲到第一次有效回波之间的传播时间。在裸露金属表面，这种方法常用于常规壁厚测量。

    但当探头放置在带涂层表面时，超声波会先穿过涂层，再进入金属基材。由于涂层和金属材料的声速不同，普通单回波模式下的读数可能会受到涂层影响，显示值不一定等于真实金属壁厚。

    因此，普通单回波模式更适合无涂层金属，或已经局部去除涂层后的测量。

Echo-Echo双回波/穿透涂层模式

    Echo-Echo双回波模式采用不同的测量方法。它不是测量初始脉冲到第一次回波的时间，而是测量金属基材中两次连续背壁回波之间的时间间隔。

    由于这个时间间隔主要对应超声波在金属基材内部的往返传播时间，因此可以在一定程度上降低涂层对读数的影响，从而实现在不去除油漆的情况下测量金属基材壁厚。

    但是，Echo-Echo模式仍然依赖稳定、清晰的背壁回波。如果涂层过厚、脱粘、开裂、鼓包、松散，或者材料衰减较大，仪器可能无法获得稳定的多次背壁回波。严重腐蚀、表面粗糙、耦合不良、小管径曲率、声速设置错误等，也可能影响测量结果。

BRK推荐解决方案

不同工况需要不同的超声波测厚仪配置。BRK 可根据客户提供的基材、涂层类型、涂层厚度、壁厚范围、表面温度、探头要求和数据记录需求，推荐合适的型号和测量方案。

BTY-7系列穿透涂层超声波测厚仪

    对于带油漆或防腐涂层的金属壁厚测量，BTY-7系列可作为常见维护应用的推荐型号。

    该系列适用于带涂层钢管、储罐、船舶钢板、压力容器、工业金属结构等场景。在合适的测试条件下，穿透涂层模式可用于穿透油漆、环氧涂层、防腐涂层及类似保护层，测量其下方的金属基材壁厚。

    典型应用优势包括:

    可从带涂层表面进行单侧测量

    无需大面积去除防腐涂层适合剩余壁厚抽检

    适合剩余壁厚抽检

    可通过多点测量辅助评估腐蚀和冲蚀减薄趋势适用于管道、储罐、压力容器、船舶钢板和钢结构等场景

    关于 BTY-7的测量范围，技术资料中包含普通单回波测量和Echo-Echo穿透涂层测量范围。实际可测范围会受到材料、探头、涂层状态、表面状态、耦合剂、温度和背壁回波质量影响，建议根据样件测试确认。

    PMT-380精密超声波测厚仪

    对于需要更高精度、波形显示、薄壁测量或数据记录的应用，可考虑PMT-360系列。该系列更适合对信号判断、测量精度和数据追溯有更高要求的测厚场景。

    如果用于穿透涂层测厚，建议通过客户样件进行测试后再确认最终适用性，尤其是在涂层较厚、不均匀、偏软、多层复合或声学特性复杂的情况下。

    BT-180B/BT-180C常规超声波测厚仪

    如果客户允许去除涂层，或者被测工件本身没有涂层，则可使用 UCT-180B、UCT-180C等常规超声波测厚仪进行标准壁厚测量。这类型号适用于不需要穿透涂层能力的常规金属测厚场景。

穿透油漆或涂层测量壁厚的操作步骤

第一步:确认基材和涂层状态

    测量前，需要确认基材材质、名义壁厚、涂层类型、涂层大概厚度、表面状态，以及涂层是否与基材牢固粘结。

    常见基材包括碳钢、不锈钢、合金钢、铝、铜等。常见涂层包括油漆、环氧涂层、防腐涂层、粉末涂层、船舶涂层和薄保护层等。

    如果涂层存在松散、鼓包、起皮、开裂或与基材脱粘的情况，测量结果可能不可靠，需要先清洁处理，或通过样件测试确认。

第二步:清洁并标记测点

    清除测点表面的油污、灰尘、浮锈、松散涂层和其他附着物。穿透涂层测厚不需要大面积去除完整涂层，但探头必须能够与表面稳定接触。

    对于管道、储罐和压力容器，应提前标记测点。如果用于腐蚀评估，建议按照轴向、环向或网格方式布点。弯头、焊缝附近、低点位置、疑似腐蚀区域应适当加密测点。

第三步:选择仪器、探头和测量模式

    根据基材、壁厚范围、涂层厚度、表面粗糙度、管道曲率和工件温度，选择合适的仪器、探头和测量模式。

    带涂层表面优先选择穿透涂层模式或Echo-Echo双回波模式。无涂层或已去除涂层的表面，可使用普通单回波模式。

    标准探头适合常规壁厚测量。高频小直径探头适合薄壁、小工件或精密测量。高温工件需要使用高温探头和高温耦合剂。

第四步:使用标准试块或已知厚度样件校准

    校准是保证读数可靠的重要步骤。应使用标准试块，或与被测工件材质相同或相近的已知厚度样件进行校准。

    需要设置正确的基材声速。如果材料声速未知，可先测量已知厚度样件，再反推或调整声速。

    使用穿透涂层模式时，建议用己知涂层和已知基材厚度的样件验证读数是否合理。

    更换探头、材料或测量模式后，应重新校准。

第五步:涂抹合适的耦合剂

    超声波测量必须使用耦合剂，因为探头与工件之间的空气会阻碍超声波传播。

    常温光滑表面可使用甘油、机油、水或普通常温耦合膏。粗糙、氧化或涂层凹凸不平的表面，可使用粘度较高的耦合剂，以改善耦合效果。高温表面必须使用高温耦合剂。

    耦合剂需要覆盖测点区域。耦合不足是造成读数不稳定的常见原因之

第六步:垂直放置探头并等待读数稳定

    将探头垂直放置在涂层表面，并保持稳定。尽量避免探头倾斜，尤其是在小管径曲面上测量时。

    般需要保持探头平稳贴合约1至3秒，等待屏幕读数稳定后再记录。如果读数持续跳动，应检查耦合状态、表面状态、测量模式、声速设置和探头贴合情况。

    对于小直径管道，探头对中和垂直贴合尤为重要，因为曲率会影响声束传播路径。

第七步:进行多次测量

    不建议只依赖单次读数。每个测点应重复测量多次，并记录稳定读数。对于腐蚀检查，最小剩余壁厚通常更有工程参考价值，因为它代表最薄、风险较高的位置。

    如果不同读数差异较大，应重新检查表面状态和耦合情况，并重复测量。

第八步:使用多点或网格测量评估腐蚀减薄

    腐蚀和冲蚀通常并不均匀。单个测点可能无法发现最薄区域。

    对于管道和储罐检测，建议采用多点或网格化测量方式，记录不同位置的壁厚值，并与名义壁厚或历史检测数据进行对比。这样可以帮助维护人员判断壁厚减薄趋势，制定检修或更换计划。

    关于腐蚀检测，建议表述为“通过多点测量剩余壁厚，评估腐蚀减薄趋势”，而不是"直接看见涂层下腐蚀"。

影响测量精度的因素

    穿透涂层超声波测厚虽然适合现场快速检测，但实际精度会受到多种因素影响，包括:

    基材声速

    涂层厚度和声学特性

    涂层粘结状态

    表面粗糙度和清洁度

    探头类型和频率

    耦合剂类型和用量

    工件温度

    管道曲率和探头对中

    背壁腐蚀程度和回波质量

    校准方法和操作人员手法

        在合适条件下，10mm以下厚度的典型精度可达到+0.04mm，10mm 以上厚度可达到+0.5%。但实际精度仍取决于材料、探头、耦合、表面状态、涂层状态、

        温度、校准方式和回波质量。关键检测项目建议通过样件或已知厚度工件进行验证。

典型应用场景

    穿透涂层超声波测厚仪常用于以下场景:

    带涂层钢管壁厚测量

    防腐涂层管道检测

    储罐壁厚抽检

    压力容器外壁测厚

    船舶钢板和船体结构维护测厚

    锅炉管和工业设备壳体测厚

    钢结构维护检测

    石油天然气管道维护

    化工设备检测

    电厂设备维护

    第三方无损检测服务

    该方法尤其适合需要在保留原有防腐层的情况下，对大量测点进行快速壁厚抽检的现场检测任务。

限制与注意事项:

    穿透涂层超声波测厚并不适用于所有涂层和所有结构。

    涂层过厚、松散、起皮、鼓包、脱粘、存在气隙、厚橡胶衬里、FRP、多层复合结构、混凝土、多孔材料，以及严重粗糙或严重腐蚀的表面，都可能导致读数不稳定或无法测量。

    仪器不能直接识别涂层下腐蚀。它测量的是剩余壁厚。腐蚀评估需要通过多点测厚数据、最小壁厚值和壁厚变化趋势进行判断。

    对于关键检测项目，建议先使用客户样件或已知厚度样件确认适用性，再制定最终测量方案。

    在对外宣传和客户沟通中，应避免使用“任何涂层都能测”"100%准确”"直接发现涂层下腐蚀"等绝对化表述。更准确的表达是:测量可行性取决于材料、涂层状态、探头、耦合剂、校准方式和回波质量。

FAQ常见问题

Q1:超声波测厚仪可以穿透油漆或涂层测量壁厚吗?

可以。具备穿透涂层或Echo-Echo双回波模式的超声波测厚仪，在合适工况下可以穿透油漆或涂层，测量下方金属基材壁厚。实际效果取决于涂层类型、涂层厚度、粘结状态、表面状态、材料、探头和回波质量。

Q2:测量时需要去除油漆吗?

在穿透涂层模式或Echo-Echo模式下，通常不需要完全去除油漆，但表面需要保持清洁和稳定。如果使用普通单回波模式，涂层可能影响读数，通常需要去除涂层后再测量金属壁厚。

Q3:仪器测的是涂层厚度还是金属壁厚?

本应用测量的是涂层下方的金属壁厚或剩余壁厚，不是涂层厚度。如果要测量涂层本身厚度，应使用涂层测厚仪。

Q4:哪些涂层可以穿透测量?

油漆、防腐涂层、环氧涂层、粉末涂层、船舶涂层、薄保护层等，在合适条件下可能适用。厚橡胶衬里、FRP、多层复合涂层、脱粘涂层、鼓包涂层、松散涂层等，需要通过样件测试确认。

Q5:哪些基材可以测量?

常见金属基材包括碳钢、不锈钢、合金钢、铝、铜等。部分非金属材料也可尝试测量，但是否可行取决于材料声学特性、结构和回波质量。

Q6:为什么读数不稳定?

读数不稳定可能由耦合不足、表面粗糙、涂层松散、涂层脱粘、声速设置错误、测量模式选择错误、探头倾斜、小管径曲率、背壁严重腐蚀或背壁回波过弱等原因造成。

Q7:如何选择合适的探头?

常规壁厚测量可选择标准探头。薄壁、小尺寸或精密测量可选择高频小直径探头。高温工件需要使用高温探头和高温耦合剂。探头选择应根据材料、壁厚、表面状态、曲率、温度和精度要求确定。

Q8:能不能直接检测涂层下腐蚀?

不能直接“看见”涂层下腐蚀。仪器测量的是剩余壁厚。通过多个测点的壁厚数据，可以判断壁厚减薄趋势，从而辅助评估腐蚀风险。

Q9:混凝土或非金属基材上的涂层可以这样测吗?

非金属材料的适用性取决于材料声学特性、结构和回波质量。混凝土、多孔材料和多层结构通常需要样件验证，不建议直接承诺可以稳定测量。

Q10:测量精度一般能达到多少?

在合适条件下，10mm 以下厚度的典型精度可达到+0.04mm，10mm 以上厚度可达到+0.5%。但实际精度受材料、探头、耦合剂、表面状态、涂层状态、温度、校准方式和回波质量影响，应以实际测试结果为准。