專利名稱：一種鍋爐受熱面管內(nèi)氧化皮超聲波探測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐受熱面管內(nèi)氧化皮超聲波探測方法。
背景技術(shù)：
隨著發(fā)電設(shè)備單機(jī)容量不斷增大和鍋爐運(yùn)行參數(shù)的不斷提高，電站鍋爐管道蒸汽側(cè)氧化及氧化皮脫落，尤其是鍋爐過熱器、再熱器等受熱面的高溫氧化剝皮，會堵塞管子， 導(dǎo)致鍋爐爆管、損傷汽輪機(jī)葉片，嚴(yán)重威脅大型火電機(jī)組安全運(yùn)行。因此，采用適當(dāng)?shù)姆椒▽軆?nèi)氧化皮的分布情況進(jìn)行探測，就成為防止鍋爐爆管的重要手段。目前，探測管內(nèi)氧化皮的方法有渦流法、磁性法等，這些方法的原理均是利用電磁耦合進(jìn)行探測。采用上述方法進(jìn)行受熱面管內(nèi)氧化皮探測的前提是管子材料為非鐵磁性材料，而對于電站應(yīng)用最廣泛的低合金耐熱鋼類鐵磁性材料，上述方法不能應(yīng)用。即使在不銹鋼等非鐵磁性材料應(yīng)用時，由于氧化皮的電磁特性不同及形態(tài)變化、管子壁厚的變化等不確定因素影響，導(dǎo)致對管內(nèi)氧化皮分布的狀況進(jìn)行分析幾乎是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種不受被測管材料的限制，能夠準(zhǔn)確測定管內(nèi)氧化皮分布的鍋爐受熱面管內(nèi)氧化皮超聲波探測方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種鍋爐受熱面管內(nèi)氧化皮超聲波探測方法，其包括如下步驟
(1)組建測試平臺，所述測試平臺包括超聲波探傷儀以及與所述超聲波探傷儀相連接的縱波直探頭和示波器；
(2)調(diào)整儀器參數(shù)啟動所述超聲波探傷儀，將其探頭模式設(shè)置為直探頭，聲程設(shè)置為能顯示聲波穿透管壁在水中傳播并反射回來的回波，聲速設(shè)置為鋼管中的聲波速度，其他參數(shù)采用默認(rèn)參數(shù)；
(3)將被測管內(nèi)充滿水，將所述縱波直探頭放置在被測管外壁上，即可根據(jù)示波器上的回波分布情況，確定被測管內(nèi)部的氧化皮分布情況。若所述示波器的示波屏上有被測處對側(cè)水鋼界面的回波信號，則判斷被測處即探頭所在部位管內(nèi)不存在氧化皮，反之則被測處
存在氧化皮。本發(fā)明的積極效果為本發(fā)明利用超聲波方法探測鍋爐受熱面管內(nèi)氧化皮，由于采用的是不同于電磁方法的聲學(xué)方法，故不受管子材料的限制，可以較方便地對現(xiàn)場各種材料的管子內(nèi)壁氧化皮的分布情況進(jìn)行探測，能夠準(zhǔn)確測定管內(nèi)氧化皮的分布狀況，解決了氧化皮測量領(lǐng)域的難題。


圖1為本發(fā)明探測鍋爐受熱面管內(nèi)氧化皮方法的示意圖； 圖2為管中無氧化皮時的超聲波透射分析圖；圖3為Φ42Χ5πιπι被測管中無氧化皮時的超聲波檢測信號波形圖； 圖4為Φ42Χ5πιπι被測管中有氧化皮時的超聲波檢測信號波形圖； 圖5為Φ51Χ5πιπι被測管中無氧化皮時的超聲波檢測信號波形圖； 圖6為Φ51Χ5πιπι被測管中有氧化皮時的超聲波檢測信號波形圖； 圖7為Φ60Χ5πιπι被測管中無氧化皮時的超聲波檢測信號波形圖； 圖8為Φ60Χ5πιπι被測管中無氧化皮時的超聲波檢測信號波形圖。在附圖中1被測管、2縱波直探頭、3超聲波探傷儀、4示波器。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，啟動超聲波探傷儀3，將儀器探頭模式設(shè)置為直探頭，儀器聲程設(shè)置為至少能顯示聲波穿透管壁在水中傳播并反射回來的多次回波，聲速設(shè)置為鋼管中的聲波速度，為5900m/s，其他參數(shù)采用儀器默認(rèn)參數(shù)。將Φ42Χ5πιπι的被測管1內(nèi)充滿水，根據(jù)被測管1規(guī)格，選擇2. 5ΡΦ13的縱波直探頭2，將所述縱波直探頭2與一臺型號為CTS-9003 的數(shù)字式超聲波探傷儀3相連接，將探頭2放置在被測管1的外壁上，啟動超聲波探傷儀3， 根據(jù)示波器4的示波屏上有無被測處對側(cè)水鋼界面的回波信號判斷被測處即探頭所在部位管內(nèi)是否存在氧化皮；若示波器4的示波屏上顯示有被測處對側(cè)水鋼界面的回波信號， 則判斷被測處即探頭所在部位管內(nèi)不存在氧化皮，反之則被測處存在氧化皮。本發(fā)明方法的原理如圖2所示，由于超聲縱波能夠在液體中傳播，所以超聲波除在被測處的鋼水界面多次反射形成多次回波外，還有部分超聲波在鋼水界面處透射進(jìn)入水中傳播，這部分超聲波在探測面對側(cè)的水鋼界面處會再次被反射，最終會被儀器接收到而在示波器上形成回波信號。超聲波的入射波L穿透緊貼探頭的管壁在水中傳播，若被測處不存在氧化皮，則在水中傳播的波遇到對面管壁在水鋼界面處被管壁反射，形成反射回波 LF2，再由水傳播至緊貼探頭的管壁，穿過管壁被探頭接收，形成反射回波信號。由于超聲波會在緊貼探頭的管壁內(nèi)多次反射，每次反射都會進(jìn)入水中一部分，且水中縱波聲速遠(yuǎn)小于鋼中的縱波聲速，顯示在示波器上的反射回波總是一簇回波而不是單根回波。如果被測管內(nèi)壁存在氧化皮，則由于氧化皮是一種松散的狀態(tài)，超聲波不能在其中傳播，造成超聲波只在被測處管壁中多次反射形成多次回波。通過分析示波屏上的信號有無被測處對側(cè)水鋼界面的回波信號，就能夠判斷探頭所在部位是否存在氧化皮。同時，通過探頭在管子外壁的軸向移動，根據(jù)是否有穿過水層的水鋼界面反射回波，就能夠準(zhǔn)確確定管內(nèi)氧化皮的分布情況。如圖3和圖4所示分別為φ 42 X 5mm的管內(nèi)有氧化皮及無氧化皮時的超聲波檢測信號波形圖，由圖3可見，被測處無氧化皮時，示波屏上有明顯的被測處對側(cè)管壁的回波信號，由圖4可見，被測處有氧化皮時，示波屏上只有超聲波在被測處管壁中多次反射形成的多次回波，而無明顯的被測處對側(cè)管壁的回波信號。如圖5和圖6所示分別為Φ51 X 5mm的管內(nèi)有氧化皮及無氧化皮時的超聲波檢測信號波形圖，由圖5可見，被測處無氧化皮時，示波屏上有明顯的被測處對側(cè)管壁的回波信號，由圖6可見，被測處有氧化皮時，示波屏上只有超聲波在被測處管壁中多次反射形成的多次回波，而無明顯的被測處對側(cè)管壁的回波信號。如圖7和圖8所示分別為Φ60Χ5πιπι的管內(nèi)有氧化皮及無氧化皮時的超聲波檢測信號波形圖，由圖7可見，被測處無氧化皮時，示波屏上有明顯的被測處對側(cè)管壁的回波信號，由圖8可見，被測處有氧化皮時，示波屏上只有超聲波在被測處管壁中多次反射形成的多次回波，而無明顯的被測處對側(cè)管壁的回波信號。
權(quán)利要求
1. 一種鍋爐受熱面管內(nèi)氧化皮超聲波探測方法，其特征在于其包括如下步驟a、組建測試平臺，所述測試平臺包括超聲波探傷儀(3)以及與所述超聲波探傷儀相連接的縱波直探頭(2)和示波器(4)；b、調(diào)整儀器參數(shù)啟動所述超聲波探傷儀(3)，將其探頭模式設(shè)置為直探頭，聲程設(shè)置為能顯示聲波穿透管壁在水中傳播并反射回來的回波，聲速設(shè)置為鋼管中的聲波速度，其他參數(shù)采用默認(rèn)參數(shù)；C、將被測管(1)內(nèi)充滿水，將所述縱波直探頭(2)放置在被測管(1)外壁上，即可根據(jù)示波器(4)上的回波分布情況，確定被測管(1)內(nèi)部的氧化皮分布情況；若所述示波器(4) 的示波屏上有被測處對側(cè)水鋼界面的回波信號，則判斷被測處即探頭所在部位管內(nèi)不存在氧化皮，反之則被測處存在氧化皮。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鍋爐受熱面管內(nèi)氧化皮超聲波探測方法，其是將與超聲波探傷儀相連接的縱波直探頭放置在被測管外壁上，根據(jù)示波器上的回波分布情況，確定被測管內(nèi)部的氧化皮分布情況。若所述示波器的示波屏上有被測處對側(cè)水鋼界面的回波信號，則判斷被測處即探頭所在部位管內(nèi)不存在氧化皮，反之則被測處存在氧化皮。本發(fā)明利用超聲波方法探測鍋爐受熱面管內(nèi)氧化皮，由于采用的是不同于電磁方法的聲學(xué)方法，故不受管子材料的限制，可以較方便地對現(xiàn)場各種材料的管子內(nèi)壁氧化皮的分布情況進(jìn)行探測，能夠準(zhǔn)確測定管內(nèi)氧化皮的分布狀況，解決了氧化皮測量領(lǐng)域的難題。
文檔編號G01N29/04GK102183581SQ20111006486
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者劉長福, 牛曉光, 王強(qiáng), 趙紀(jì)峰, 郝曉軍 申請人:河北省電力研究院