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超音波是一種利用粒子的機械性振盪將能量傳遞的一種特性，其中最重要的一項參數為頻率(Frequency)，超音波通常是指頻率超過人耳可聽頻率範圍(20~20kHz)之音波。使用超音波在人體、材料與結構之非破壞檢測是一門相當大的學問，以下將著重工業上常見的非破壞檢測之應用，如超音波銲道檢查、超音波測厚等。

常見名詞定義

1. 頻率(f): 每秒振盪次數(Cycle/s, Hz)
2. 音速(C): 超音波在物質中傳送的快慢稱為其音速(m/s)
3. 波長: 波長為音速與頻率之比值C/f，一次週期變化所傳遞的距離(m)
4. 探頭: 產生超音波與接收超音波的感測器
5. 設備: 產生電訊號至探頭並接收由探頭回傳電訊號之裝置，顯示超音波回波訊號的畫面以利檢測師分析判讀訊號
6. 耦合劑: 探頭與工件表面之間之液狀或膏狀介質，用途為增加超音波傳導之效率

超音波檢測技術

超音波測厚(Ultrasonic Gauging):測厚是在工業界上最常使用的技術，藉由準備與待測物材質相當的標準厚度規塊，在校準材質音速與探頭特性後，針對測點位置表面清潔後塗上耦合劑，探頭透過耦合劑與工件表面接觸將超音波傳導進工件壁厚中，來回反彈的超音波會陸續回傳內壁底面回波訊號至測厚機畫面中，利用校準音速與底面回波之時間差，測厚機即可顯示探頭下方厚度值，常用操作頻率範圍:2~7.5MHz；可採用縱波模態。

超音波氧化層厚度量測(Internal Scale Testing):鍋爐內爐管很常因為高溫環境使內壁產生氧化層，氧化層與原始金屬導熱性不同若氧化層厚度過厚(如0.3~0.5mm)就會導致爐管局部部位發生過熱破管，工業界上常用高頻超音波探頭進行氧化層厚度量測，分析內壁底面超音波回波特性判斷是否有氧化層的出現造成底面回波相位相反，進而量測內壁回波與氧化層底面回波時間差來取得氧化層量測厚度，常用操作頻率範圍:15~20MHz；可採用縱波或橫波模態。

超音波衰減(Ultrasonic Attenuation Testing):超音波對於不同材料的衰減特性也會不同，對於同一種材料如碳鋼鍋爐管，則可應用於材料因高溫裂化變質後之評估。高溫環境可能導致金屬材料發生潛變空孔與微裂紋，使得該金屬材質軟化與材料參數些微改變，進而導致潛變破管，超音波探頭在表面條件相同的測點位置可進行超音波訊號擷取，分析內壁底面多組底面回波衰減特性，進而在數量多範圍大之鍋爐內部找出可能已發生材質潛變之部位，再以現場金相取樣分析技術(Replica)來確認該部位金相組織之健康狀況，常用操作頻率範圍:5MHz；可採用縱波模態。

超音波銲道檢測(UT Weld Inspection): 金屬結構體相連接的部位大多採用銲接方法來形成銲道，銲接過程可能因為眾多因素導致銲道內部存在氣孔、夾渣、融合不良、滲透不足或裂紋等瑕疵，超音波銲道檢測主要任務是確保銲道內是否存在不可接受之瑕疵。常用技術為斜束超音波檢測，採用單晶探頭在銲道與其熱影響區內產生斜束橫波模態超音波，當超音波傳遞路徑中出現瑕疵便會產生反射回波回傳訊號至探傷儀畫面上，探傷儀則將音程帶入三角函數計算該瑕疵回波發生的深度與前沿距離，提供瑕疵空間位置資訊，搭配進一步的各種掃描技術則可進一步定義瑕疵類型與方向性。常用操作頻率範圍:2~5MHz；可採用橫波模態。近年來，陣列超音波可提供多角度與多面向銲道瑕疵檢測，在國內也已廣被接受與應用。

幾種產生超音波方法: (1)壓電效應探頭，(2)空氣耦合探頭，(3)電磁超音波探頭，(4)雷射超音波

管線在石化工場,鋼鐵廠,電廠甚至是大樓管廊內都會被使用來運輸不同的內容物，造成管線破管洩漏最常見的原因便是管線內部或外部腐蝕，腐蝕發生的位置很難預料再加上管線分布距離短則10幾公尺，長者幾公里。因此，管線腐蝕怎麼找出來這個問題便常常令人頭痛。導波檢測(Guided Wave Testing)是我們所推廣的檢測方法中負責針對腐蝕進行快篩的一項技術，可有效找出管線嚴重腐蝕所在區域。

導波檢測

導波是一種管線腐蝕非破壞檢測技術。利用將環狀陣列壓電換能器安裝在管線上，藉由壓電效應在金屬管線上產生低頻導波模態，通常為20kHz~100kHz的超音波，利用其低頻率特性可在長距離管線上長距離傳遞並進行腐蝕檢測定位，導波訊號判讀可區分正常,輕度,中度與嚴重等四級，定位誤差10公分以內，單點檢測範圍平均為30~50公尺，在長直管線上則有可能單點檢測200公尺。導波以這樣大範圍檢測特性可作為在工廠內管線查找腐蝕的一項專門技術，依循美國規範ASTM 2775:2016定義導波適用範圍,解釋專有名詞,設定DAC距離振幅補償曲線,判定檢測訊號以及設定檢測範圍等，導波在發展20多年後的今日已能協助把關工業管線之安全，藉由擴大檢測覆蓋率來找出更多被RBI(Risk Based Inspection)低估的管線腐蝕位置，檢測結果可確實反應出管線高風險區域給RBI進行評估，使目前國內大力推廣的RBI可以為石化業者評估風險與對症下藥，把錢花在刀口上也同時找出散佈在廠內各地的嚴重腐蝕，更有效地降低管線腐蝕可能帶來的災害與損失，越少的洩漏與爆炸可以讓我們生活的環境更加美好。

運輸”水”的管線往往容易被忽略其重要性，台灣管線多有30~40年的老舊管線，腐蝕、外力破壞、沖蝕、沉積阻塞等因素都是容易造成破管洩漏或者輸水效率降低之因素，管線定期檢查觀念的建立有助於協助了解管線健康狀況，進而評估如何預防漏水的發生。

管線漏水下方若置放『生產成品』、『高貴名車』或『重要機台』，將導致損失慘重                                

適用範圍：凱德威公司提供多項非破壞檢測技術可針對消防用水、工業用水、農業用水與民生用水等用途管線進行腐蝕檢測評估，若需詳細技術資訊/簡報可來信與我們聯繫。

針對燃煤鍋爐水牆管腐蝕檢測，我們提供一種可以有效全面檢測的方案。該方案結合了三種檢測方法，包括新開發的導波腐蝕快篩技術、脈衝渦電流掃描與陣列超音波檢測

導波檢測：在水牆管上利用電磁感應方式在火側管面上產生導波，以導波進行大範圍腐蝕快篩，定位出可疑訊號區，單處可檢測3~6公尺範圍，測點位置需研磨爐管表面

脈衝渦電流: 利用脈衝渦電流掃描導波檢測不感區0.5公尺，補足導波無法檢測之區域

陣列超音波：以陣列超音波掃描導波與脈衝渦電流標示之可疑區域，進行腐蝕剩餘厚度定量

利用整面牆之訊號分佈圖能有效了解鍋爐水牆管腐蝕分佈高度與區域

初次檢測規劃建議：

• 針對可用檢測工時與腐蝕好發區來規劃檢測範圍，並針對爐管尺寸與間距，討論是否還需要客製化導波感測器。
• 於下次歲修時可以進行大範圍水牆管檢測方案，以取得全面腐蝕資料。

如需本檢測方案更詳細解說，歡迎填寫問卷來獲取相關資訊