[發明專利]一種管道蠕變測量系統及方法

在審

• 申請號: 201910920160.0
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110470254A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 殷尊;孫璞杰;寇媛媛;李佼佼;呂一楠;張紅軍
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01B17/04
• 分類號: G01B17/04
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 房鑫<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種管道蠕變測量系統及方法，包括待測管道、超聲模塊、溫度模塊、上位機、用于產生超聲波信號的第一超聲波換能器、用于將接收到的超聲波信號轉換為電信號的第二超聲波換能器以及用于檢測待測管道管壁溫度的溫度傳感器；上位機與超聲模塊及溫度模塊相連接，超聲模塊的輸出端與第一超聲波換能器相連接，第二超聲波換能器與超聲模塊的輸入端相連接，溫度傳感器與溫度模塊的輸入端相連接，第一超聲波換能器發出的超聲波經待測管道的一周表面后傳播到第二超聲波換能器中，該系統及方法可以對管道的蠕變進行測量，且具有操作方便、檢測結果精確及人為誤差小的特點，能夠最大程度避免溫度變化對蠕變測量結果的影響。

技術領域

本發明涉及一種數字測量系統及方法，具體涉及一種管道蠕變測量系統及方法。

背景技術

電站鍋爐蒸汽管道長期運行在高溫、高壓的工作條件下，會造成高溫蠕變損傷，損傷累積和應力疊加到一定程度會導致蒸汽管道泄漏或爆破，嚴重威脅電站的安全運行。通過對管道定期蠕變測量和數據分析，及時掌握蒸汽管道金屬的蠕變規律，為正確分析和預測管道的剩余壽命提供可靠的技術依據。

目前，常用的蒸汽管道蠕變測量方法主要分為兩種，第一種為蠕變測點測量方法，即停機時用千分尺測量監督截面直徑的方法，第二種為蠕變測量標記測量方法，即用因瓦合金制作的鋼帶尺纏繞在管道測量截面外表面上來測量該截面周長的方法，兩種方法都是采用長度測量工具直接測量。蠕變測點測量方法有以下局限性：1)直徑方向上的兩個測點在安裝焊接時很難找正，此外測點長期使用后易脫落，一旦發生測點脫落，整組測點和此前的測量數據將失去意義；2)測量使用的千分尺重量大、體積大，操作不便，測量時需要多人同時工作；3)測量結果受環境溫度影響較大，為提高測量精準度，測量時需將千分尺在所測管道旁靜置至少0.5小時；4)管道蠕變方向并非是均衡的，可能蠕變最大方向不在測點位置，造成假測現象。蠕變測量標記測量方法的也存在類似局限性：1)測量使用的鋼帶尺較大，需要多人配合工作，操作不便；2)環境溫度對測量結果影響較大，鋼帶尺溫度應與環境溫度一致；3)不同測量人員在測量過程中會產生人為誤差。由于管道蠕變變形量非常小，兩種測量方法的準確度都難以滿足要求，經常導致測量數據沒有規律性，甚至出現后一次的管道直徑或周長測量值小于前一次測量值的情況，使蠕變監督失去意義。因此，DL/T 438-2016《火力發電廠金屬技術監督規程》取消了對蠕變測量的強制要求，使用了數十年的行業標準DL/T 441《火力發電廠高溫高壓蒸汽管道蠕變監督規程》失去了其制定的初衷。

鑒于現有測量手段的局限性，需要開發一種方便、準確的管道蠕變測量系統和方法，這將對高溫管道的安全狀態評估提供有力技術支持。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，設計了一種管道蠕變測量系統及方法，該系統及方法可以對管道的蠕變進行測量，且具有操作方便、檢測結果精確及人為誤差小的特點，能夠最大程度避免溫度變化對蠕變測量結果的影響。

為達到上述目的，本發明所述的管道蠕變測量系統包括待測管道、超聲模塊、溫度模塊、上位機、用于產生超聲波信號的第一超聲波換能器、用于將接收到的超聲波信號轉換為電信號的第二超聲波換能器以及用于檢測待測管道管壁溫度的溫度傳感器；

上位機與超聲模塊及溫度模塊相連接，超聲模塊的輸出端與第一超聲波換能器相連接，第二超聲波換能器與超聲模塊的輸入端相連接，溫度傳感器與溫度模塊的輸入端相連接，第一超聲波換能器發出的超聲波經待測管道的一周表面后傳播到第二超聲波換能器中。

上位機包括處理器以及與處理器相連接的存儲器及顯示器，其中，處理器與超聲模塊及溫度模塊相連接。

第一超聲波換能器及第二超聲波換能器通過屏蔽線纜與超聲模塊相連接。

本發明所述的管道蠕變測量方法包含以下步驟：