CN104792876A - 一种锅炉管内壁氧化层剥落的无损检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉管内壁氧化层剥落的无损检测方法，包括以下步骤：在被打磨点处涂上耦合剂，使用高频探头与被检测点接触，捕捉管子内壁氧化层与金属层的界面波，示波器显示该测点管子内壁氧化皮厚度传播声程；待测量结束，将仪器测量的声程换算为内壁氧化皮厚度值，如在被测点附近小范围移动探头发现内壁氧化皮厚度值测量结果差异较大，则说明此部位存在氧化层的剥落情况。

Description

一种锅炉管内壁氧化层剥落的无损检测方法

技术领域

本发明属于无损检测诊断技术领域，涉及一种锅炉管内壁氧化层剥落的无损检测方法。

背景技术

火力发电站机组长期在高温环境中运行，高温锅炉管由于承受着较高压力且运行温度在蠕变温度范围内，其损伤的主要形式是高温蠕变。随着运行时间的延长，管子的内壁会产生一层致密的氧化层，其成份主要是Fe₂O₃和Fe₃O₄，氧化层增加了金属管壁的传热热阻，不能使管壁得到有效冷却，从而导致管壁金属温度的升高，又加快了管壁金属的氧化过程。在管子蒸汽出口温度不变的情况下，氧化皮的存在会引起管子长期过热，导致氧化加剧、金属蠕变速率升高、组织老化和性能劣化等一系列不利后果，促使锅炉管提前失效。另一方面，在停炉与启炉过程中，温度的变化所诱发的热应力可能导致氧化皮剥落，剥落的氧化皮在重力作用下堆积在管子下弯头部位，造成堵塞，降低锅炉管中的蒸汽流量，堵塞严重时，还可能导致锅炉管爆裂。

为防治锅炉管因氧化层剥落堆积阻塞而导致的爆管事故，国内外目前常用的无损检测方法有以下几种：

1)微波诊断技术

微波频率比超声波高，分辨力高，但微波在金属表面会发生全反射，适合于非金属材料渗透测厚，金属测厚是通过混合三通把相同两种微波在被检金属正反两个方向同时反射，最后检测到的相位不同来确定试件厚度，不适用于从管子外壁检测锅炉管内壁氧化皮厚度及剥落情况。

2)涡流检测技术

涡流检测技术应用广泛，是检验管子表面和近表面缺陷的一种探伤方法，但用外套式或点式探头去测量内壁氧化皮厚度，灵敏度无法保证，各种干扰信号难于分析，所以涡流检测不适用于锅炉管内壁氧化皮厚度测量及剥落情况。

3)X射线、工业CT检测技术

射线技术近年来有很大发展，已研制出用拍片方式检测钢管内壁氧化皮厚度及剥落情况，但当氧化皮较薄时，难于精确测量。除此之外，仪器价格昂贵，工作效率低，射线辐射对人体有损害，使得射线检测受到一定限制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种锅炉管内壁氧化层剥落的无损检测方法，该方法可以准确的检测出锅炉管内壁氧化层是否剥落，安全可靠，工作效率高。

为达到上述目的，本发明所述的锅炉管内壁氧化层剥落的无损检测方法包括以下步骤：

1)确定待测锅炉管的检测位置，并标记待测锅炉管的检测位置，在对待测锅炉管的检测位置的表面进行打磨，消除被测锅炉管外壁的氧化皮层，然后给待测锅炉管的检测位置涂抹耦合剂；

2)将高频探头与待测锅炉管的任意一个检测点相接触；

3)通过脉冲发射仪器发出的高频脉冲电压送至超声换能器，产生高频超声波，高频超声波透过高频探头上的透声楔块及待测锅炉管表面的耦合剂传播至待测锅炉管的检测点内，并分为两路，其中一路经待测锅炉管当前检测点内壁氧化层的内表面反射回来，另一路经待测锅炉管当前检测点金属层的内表面反射回来，高频探头中的接收端接收反射回来的两路高频超声波，然后将所述反射回来的两路高频超声波转发至示波器中；

4)通过示波器得到反射回来的两路高频超声波之间的时间差，并根据所述时间差计算得到待测锅炉管当前检测点内壁氧化层的厚度；

5)移动高频探头选取下一个检测点，重复步骤3)及4)得待测锅炉管下一个检测点内壁氧化层的厚度；

6)重复步骤5)，得到锅炉管上所有检测点内壁氧化层的厚度，然后根据待测锅炉管上所有检测点内壁氧化层的厚度判断各检测点处的锅炉管内壁氧化层是否剥落。

所述高频超声波的频率为15MHz。

步骤1)中打磨的范围为10mm×20mm。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的锅炉管内壁氧化层剥落的无损检测方法在检测过程中，先产生高频超声波，所述高频超声波经检测点内壁氧化层的内表面及金属层内表面反射后经示波器显示出来，再通过示波器得到反射回来的两个高频超声波的时间差，根据所述时间差得到检测点内壁氧化层的厚度，测量的精准度高，并且工作效率高，不会对人体产生伤害，从而避免氧化皮大规模脫落堵塞引起爆管事故的锅炉管内壁氧化层剥落测量方法，有效监测氧化皮生长速率。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细描述，以下是对本发明的解释而不是限定。

本发明所述的锅炉管内壁氧化层剥落的无损检测方法包括以下步骤：

1)确定待测锅炉管的检测位置，并标记待测锅炉管的检测位置，在对待测锅炉管的检测位置的表面进行打磨，消除被测锅炉管外壁的氧化皮层，然后给待测锅炉管的检测位置涂抹耦合剂；

2)将高频探头与待测锅炉管的任意一个检测点相接触；

3)通过脉冲发射仪器发出的高频脉冲电压送至超声换能器，产生高频超声波，高频超声波透过高频探头上的透声楔块及待测锅炉管表面的耦合剂传播至待测锅炉管的检测点内，并分为两路，其中一路经待测锅炉管当前检测点内壁氧化层的内表面反射回来，另一路经待测锅炉管当前检测点金属层的内表面反射回来，高频探头中的接收端接收反射回来的两路高频超声波，然后将所述反射回来的两路高频超声波转发至示波器中；

4)通过示波器得到反射回来的两路高频超声波之间的时间差，并根据所述时间差计算得到待测锅炉管当前检测点内壁氧化层的厚度；

5)移动高频探头选取下一个检测点，重复步骤3)及4)得下一个待测锅炉管下一个检测点内壁氧化层的厚度；

6)重复步骤5)，得到锅炉管上所有检测点内壁氧化层的厚度，然后根据待测锅炉管上所有检测点内壁氧化层的厚度判断各检测点处的锅炉管内壁氧化层是否剥落。

所述高频超声波的频率为15MHz。

步骤1)中打磨的范围为10mm×20mm。

需要说明的是，根据待测锅炉管上所有检测点内壁氧化层的厚度判断各检测点处的锅炉管内壁氧化层是否剥落时，通过比较待测锅炉管上所有检测点内壁氧化层的厚度的差异性，当所有检测点内壁氧化层厚度的差异性大于等于预设范围(≥0.1mm)时，则说明待测锅炉管内壁的氧化层出现剥落。

Claims (3)

1.一种锅炉管内壁氧化层剥落的无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定待测锅炉管的检测位置，并标记待测锅炉管的检测位置，再对待测锅炉管的检测位置的表面进行打磨，消除被测锅炉管外壁的氧化皮层，然后给待测锅炉管的检测位置涂抹耦合剂；

2)将高频探头与待测锅炉管的任意一个检测点相接触；

3)通过脉冲发射仪器发出的高频脉冲电压送至超声换能器，产生高频超声波，高频超声波透过高频探头上的透声楔块及待测锅炉管表面的耦合剂传播至待测锅炉管的检测点内，并分为两路，其中一路经待测锅炉管当前检测点内壁氧化层的内表面反射回来，另一路经待测锅炉管当前检测点金属层的内表面反射回来，高频探头中的接收端接收反射回来的两路高频超声波，然后将所述反射回来的两路高频超声波转发至示波器中；

4)通过示波器得到反射回来的两路高频超声波之间的时间差，并根据所述时间差计算得到待测锅炉管当前检测点内壁氧化层的厚度；

5)移动高频探头选取下一个检测点，重复步骤3)及4)得待测锅炉管下一个检测点内壁氧化层的厚度；

6)重复步骤5)，得到锅炉管上所有检测点内壁氧化层的厚度，然后根据锅炉管上所有检测点内壁氧化层的厚度判断各检测点处的锅炉管内壁氧化层是否剥落。

2.根据权利要求1所述的锅炉管内壁氧化层剥落的无损检测方法，其特征在于，所述高频超声波的频率为15MHz。

3.根据权利要求1所述的锅炉管内壁氧化层剥落的无损检测方法，其特征在于，步骤1)中打磨的范围为10mm×20mm。