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CN111007147A - 一种锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置及方法 - Google Patents

一种锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置及方法 Download PDF

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CN111007147A CN201911378076.7A CN201911378076A CN111007147A CN 111007147 A CN111007147 A CN 111007147A CN 201911378076 A CN201911378076 A CN 201911378076A CN 111007147 A CN111007147 A CN 111007147A
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张红军
孙璞杰
孟永乐
林琳
李佼佼
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Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
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Thermal Power Research Institute
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Abstract

本发明公开了一种锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置及方法，包括容器、高频纵波探头、超声楔块、超声波脉冲发生器及示波器；容器内有介质水，高频纵波探头、待测锅炉奥氏体耐热钢管及超声楔块均浸入介质水中，超声楔块位于待测锅炉奥氏体耐热钢管的外壁上，高频纵波探头位于超声楔块上，高频纵波探头与超声波脉冲发生器及示波器相连接，该装置及方法能够实现对锅炉奥氏体耐热钢管的晶间腐蚀程度进行检测，且检测效率高，同时能够反映在役设备的状态，晶间腐蚀深度的检测灵敏度可达晶粒级尺寸。

Description

一种锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置及方法
技术领域
本发明属于锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测技术领域，涉及一种锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置及方法。
背景技术
现阶段，锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀程度仅利用金相技术进行检验，金相检验周期长，且只能在奥氏体耐热钢管相应位置破坏取样进行二维观察，不能全面反映在役设备的状态。
为了在不损坏材料结构的前提下提高检测效率，并全面反映在役设备的状态，有必要开发出一种检测技术，该技术能够对锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀程度进行检测，可以为锅炉奥氏体耐热钢管的安全运行和高效监督管理提供技术支持，也可对其寿命评估提供技术参考。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置及方法，该装置及方法能够实现对锅炉奥氏体耐热钢管的晶间腐蚀程度进行检测，且检测效率高，同时能够反映在役设备的状态，晶间腐蚀深度的检测灵敏度可达晶粒级尺寸。
为达到上述目的，本发明所述的锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置包括容器、高频纵波探头、超声楔块、超声波脉冲发生器及示波器；
容器内有介质水，高频纵波探头、待测锅炉奥氏体耐热钢管及超声楔块均浸入介质水中，超声楔块位于待测锅炉奥氏体耐热钢管的外壁上，高频纵波探头位于超声楔块上，高频纵波探头与超声波脉冲发生器及示波器相连接。
高频纵波探头为15MHz高频纵波探头。
高频纵波探头通过电缆线与超声波脉冲发生器及示波器相连接。
本发明所述的锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测方法包括以下步骤：
超声波脉冲发生器发出的高频脉冲电压送至高频纵波探头中，使高频纵波探头中的探头晶片产生频率为15MHz的超声纵波，该超声纵波通过超声楔块及介质水传至待测锅炉奥氏体耐热钢管的管壁中，当待测锅炉奥氏体耐热钢管管壁内存在晶间腐蚀时，该超声纵波穿过待测锅炉奥氏体耐热钢管管壁内的晶间腐蚀到达底面后产生脉冲回波，然后经高频纵波探头接收后送入到示波器中进行显示，利用示波器显示的脉冲回波进行待测锅炉奥氏体耐热钢管管壁内晶间腐蚀程度的分析。
根据金相方法利用示波器显示的脉冲回波分析待测锅炉奥氏体耐热钢管管壁内晶间腐蚀程度。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置及方法在具体操作时，采用高频超声波检测技术对锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀进行检测，使得晶间腐蚀深度的检测灵敏度可达晶粒级尺寸，具体的，该超声纵波通过超声楔块及介质水传至待测锅炉奥氏体耐热钢管的管壁中，当待测锅炉奥氏体耐热钢管管壁内存在晶间腐蚀时，该超声纵波穿过待测锅炉奥氏体耐热钢管管壁内的晶间腐蚀到达底面后产生脉冲回波，然后利用示波器进行显示，利用示波器显示的脉冲回波进行待测锅炉奥氏体耐热钢管管壁内晶间腐蚀程度的分析，操作方便、简单，检测效率高，同时能够反映在役设备的状态。另外，需要说明的是，高频纵波探头、待测锅炉奥氏体耐热钢管及超声楔块均浸入介质水中，脉冲回波额幅值不受施加给高频纵波探头外力大小的影响，检测精度较高。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为无晶间腐蚀时的超声检测脉冲回波波形图；
图3为存在晶间腐蚀时的超声检测脉冲回波波形图。
图4为利用金相方法验证超声检测发现的晶间腐蚀组织形貌图。
其中，1为容器1、2为介质水2、3为待测锅炉奥氏体耐热钢管3、4为示波器4、5为高频纵波探头5、6为超声楔块6、7为探头晶片7、8为电缆线8、9为超声波脉冲发生器9。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置包括容器1、高频纵波探头5、超声楔块6、超声波脉冲发生器9及示波器4；容器1内有介质水2，高频纵波探头5、待测锅炉奥氏体耐热钢管3及超声楔块6均浸入介质水2中，超声楔块6位于待测锅炉奥氏体耐热钢管3的外壁上，高频纵波探头5位于超声楔块6上，高频纵波探头5与超声波脉冲发生器9及示波器4相连接。
需要说明的是，高频纵波探头5为15MHz高频纵波探头；高频纵波探头5通过电缆线8与超声波脉冲发生器9及示波器4相连接。
本发明所述的锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测方法包括以下步骤：
超声波脉冲发生器9发出的高频脉冲电压送入高频纵波探头5中，使得高频纵波探头5中的探头晶片7产生频率为15MHz的超声纵波，该超声纵波通过超声楔块6及介质水2后传播到待测锅炉奥氏体耐热钢管3管壁中，当待测锅炉奥氏体耐热钢管3管壁内存在晶间腐蚀时，该超声纵波穿过待测锅炉奥氏体耐热钢管3管壁内的晶间腐蚀到达底面后产生脉冲回波，然后经高频纵波探头5接收后送入到示波器4中进行显示，显示的脉冲回波如图3，根据示波器4中显示的脉冲回波的波形进行晶间腐蚀程度分析；如图2所示，当待测锅炉奥氏体耐热钢管3管壁内无晶间腐蚀时，超声检测显示的一次波和二次波非常明显，波幅也较高。如图3所示，当待测锅炉奥氏体耐热钢管3存在晶间腐蚀时，超声检测显示的一次波相比较不明显，波幅也较低，二次波已消失，需进一步利用金相方法来验证超声检测发现的待测锅炉奥氏体耐热钢管3的晶间腐蚀程度，金相方法得到的晶间腐蚀组织形貌如图4所示，结果表明图3中超声检测发现的晶间腐蚀深度为3个奥氏体晶粒尺寸。

Claims (5)

1.一种锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置，其特征在于，包括容器(1)、高频纵波探头(5)、超声楔块(6)、超声波脉冲发生器(9)及示波器(4)；
容器(1)内有介质水(2)，高频纵波探头(5)、待测锅炉奥氏体耐热钢管(3)及超声楔块(6)均浸入介质水(2)中，超声楔块(6)位于待测锅炉奥氏体耐热钢管(3)的外壁上，高频纵波探头(5)位于超声楔块(6)上，高频纵波探头(5)与超声波脉冲发生器(9)及示波器(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置，其特征在于，高频纵波探头(5)为15MHz高频纵波探头。
3.根据权利要求1所述的锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置，其特征在于，高频纵波探头(5)通过电缆线(8)与超声波脉冲发生器(9)及示波器(4)相连接。
4.一种锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测方法，其特征在于，基于权利要求2所述的锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测装置，包括以下步骤：
超声波脉冲发生器(9)发出的高频脉冲电压送至高频纵波探头(5)中，使高频纵波探头(5)中的探头晶片(7)产生频率为15MHz的超声纵波，该超声纵波通过超声楔块(6)及介质水(2)传至待测锅炉奥氏体耐热钢管(3)的管壁中，当待测锅炉奥氏体耐热钢管(3)管壁内存在晶间腐蚀时，该超声纵波穿过待测锅炉奥氏体耐热钢管(3)管壁内的晶间腐蚀到达底面后产生脉冲回波，然后经高频纵波探头(5)接收后送入到示波器(4)中进行显示，利用示波器(4)显示的脉冲回波进行待测锅炉奥氏体耐热钢管(3)管壁内晶间腐蚀程度的分析。
5.根据权利要求4所述的锅炉奥氏体耐热钢管晶间腐蚀超声检测方法，其特征在于，根据金相方法利用示波器(4)显示的脉冲回波分析待测锅炉奥氏体耐热钢管(3)管壁内晶间腐蚀程度。
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