建议使用的仪器： 背景蒸汽锅炉内部非常高的温度（超过800摄氏度），会在钢质锅炉管件的内壁和外壁上形成一种被称为四氧化三铁锈层的坚硬且易碎的特殊氧化铁。在使用普通的双晶探头进行测量时，管道外壁上的这种氧化层会干扰对管道壁厚的超声测量，原因不仅是非常粗糙的表面会影响正常的声波耦合，而且氧化层的厚度还会被添加到钢管的厚度上。不过，顾名思义，四氧化三铁锈层（又称磁铁层）带有磁性，而这个特性可以允许操作人员使用磁致伸缩EMAT（电磁声学探头）对管道进行检测，如：Panametrics-NDT E110-SB。这种EMAT探头有几个优于常规双晶压电探头的性能：无需去除氧化层，氧化层的厚度不会被添加到壁厚测量中，快速进行测量，以及无需液体耦合剂。磁致伸缩EMAT探头的主要局限性在于，这类探头只有在氧化层处于锅炉管道的外侧时，才可以进行准确测量。此外，在最小可测壁厚和测量准确性方面，EMAT探头也较常规双晶探头的性能要差一些，而且相对来说，EMAT探头对于较小的内壁点蚀也不太敏感。基于这些原因，EMAT探头通常用于快速完成初步的壁厚检测，而双晶探头在此之后，可用于对可疑的区域进行更进一步检测。 操作理论无损检测行业使用两种EMAT探头进行检测。一种被称为洛伦兹EMAT探头，这种探头不需要管道上出现氧化层，但是确实需要非常高的驱动力。另一种是磁致伸缩EMAT探头，如：奥林巴斯的E110-SB。这种探头需要有氧化层，但是却可以在一般可由野外便携式超声测厚仪和探伤仪提供的非常低的驱动水平下工作。磁致伸缩EMAT探头由一个强大的永磁体和一个线圈组成，当这个探头被检测仪器发出的激励脉冲驱动时，其表现如同一块电磁铁，如图1所示。这块永磁体会创建一个垂直于氧化层表面的磁场（下图中的Bs），而当线圈被脉冲激励时，由电磁铁（Bd）创建的动态磁场会导致氧化层快速向外和向内拉伸，如图2所示。这种运动会在氧化层中生成一个垂直入射的横波，然后这个横波会传播到钢中。实质上，氧化层起到了一种可以生成声波脉冲的激活探头晶片的作用。随着氧化层厚度的改变，声波脉冲的频率发生变化：氧化层变薄，频率会增加；氧化层变厚，频率会降低。管道上堆积的典型的薄氧化层，会生成频率约为5 MHz的声波脉冲。这个过程还可以反向作用：当返回的横波回波使氧化层振动时，会在线圈中产生电压。
由于氧化层本身可以起到探头晶片的作用，因此氧化层的粗糙度不会产生耦合问题，而且氧化层不会被添加到厚度测量中。EMAT探头可以生成一个横波，因此必须根据典型碳钢约为3240 m/s的横波声速，对仪器进行校准。E110-SB EMAT探头典型的测量准确度为±0.25毫米，最小可测量的厚度为2.0毫米，具体的数据取决于材料的属性。 设置与测量程序EMAT应用中超声回波的质量，在某种程度上，取决于氧化层的一致性。在特定锅炉管道上的不同位置，氧化层的情况会不尽相同。如果在某个位置上不能获得有效的回波，可以在其附近换个位置重试一下。此外，E110-SB探头具有调整相隔距离的性能，即可以改变探头面与锅炉管道表面之间的距离。在很多情况下，调整这个相隔距离有助于优化回波的响应。
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使用EMAT探头对蒸汽锅炉管道进行壁厚测量
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