[實(shí)用新型]用于探測(cè)奧氏體不銹鋼管內(nèi)鐵磁性堵塞物的探頭及探測(cè)儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920285972.8
• 申請(qǐng)日: 2019-03-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210221898U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雙楠;李建奎;蔡桂喜;于冰;武玉鵬;張博;楊亮;張寶俊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/72
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/72
• 代理公司: 沈陽(yáng)晨創(chuàng)科技專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 張晨

本實(shí)用新型目的在于提供一種用于探測(cè)奧氏體不銹鋼管內(nèi)鐵磁性堵塞物的探頭及探測(cè)儀，其中探頭包括外殼、鐵磁探測(cè)器和手柄，其中外殼采用鋁材成型，外殼的一端為內(nèi)側(cè)具有與受檢管道外徑相同直徑的圓弧形狀，其弧形內(nèi)部設(shè)有多個(gè)鐵磁探測(cè)器，各探測(cè)器中心之間的周向距離為20°～60°；外殼的另一端為長(zhǎng)條形手柄。該探頭可以方便的檢測(cè)奧氏體不銹鋼管內(nèi)鐵磁性堵塞物導(dǎo)致多通道磁場(chǎng)變化信號(hào)，從而使多通道傳感器檢測(cè)到的磁性信號(hào)與氧化皮管內(nèi)橫截面積堵塞百分比形成正比關(guān)系。該探頭具有更高的定量精度，檢測(cè)過(guò)程中只需沿待檢測(cè)管縱向掃查即可，較現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)提高了檢測(cè)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電廠鍋爐高溫受熱面無(wú)損檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種用于探測(cè)奧氏體不銹鋼管內(nèi)鐵磁性堵塞物的探頭及探測(cè)儀。

背景技術(shù)

超臨界/超超臨界火電機(jī)組的鍋爐在高溫環(huán)境下，受熱面管道內(nèi)表面受到嚴(yán)重的水蒸氣氧化影響，造成管道內(nèi)壁氧化膜(氧化皮)發(fā)生剝落與堆積，導(dǎo)致了管壁局部高溫蠕變，容易發(fā)生爆管事故。因此及時(shí)檢測(cè)與評(píng)估管道內(nèi)氧化皮(鐵磁性堵塞物)的堆積程度，對(duì)維護(hù)管道的安全運(yùn)行具有重要意義。

鍋爐管內(nèi)氧化皮堵塞的無(wú)損檢測(cè)方法主要有射線檢測(cè)和磁性檢測(cè)。射線檢測(cè)雖然能夠顯示出管內(nèi)氧化皮堆積狀態(tài)，但檢測(cè)工藝比較復(fù)雜、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)檢測(cè)環(huán)境要求高及對(duì)人體傷害較大，不適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

磁性檢測(cè)技術(shù)主要使用單通道檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)對(duì)奧氏體不銹鋼管外壁施加磁場(chǎng)將堆積的氧化皮進(jìn)行磁化，利用單通道測(cè)磁元件測(cè)量管外壁的磁場(chǎng)變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)奧氏體受熱面管內(nèi)氧化皮堵塞率的測(cè)量。現(xiàn)探測(cè)器由磁化器和測(cè)量磁場(chǎng)原件組成，磁化器由永久磁鐵和銜鐵組成，形成“π”字形磁化裝置，測(cè)量磁場(chǎng)元件放置在待測(cè)管外壁，測(cè)量管外壁軸向磁場(chǎng)強(qiáng)度，如圖1所示。待檢測(cè)管為奧氏體不銹鋼(如：TP347)，屬于順磁材料，導(dǎo)磁率較低，管內(nèi)氧化皮主要成分為Fe₃O₄，屬于良導(dǎo)磁材料。氧化皮對(duì)磁場(chǎng)分布的影響如圖2所示，當(dāng)管內(nèi)無(wú)氧化皮時(shí)，測(cè)量點(diǎn)處的測(cè)磁元件會(huì)檢測(cè)到沿管壁的軸向磁場(chǎng)，如圖2(a)所示。當(dāng)管內(nèi)有氧化皮時(shí)，由于氧化皮導(dǎo)磁性較強(qiáng)，磁力線會(huì)向氧化皮中偏聚，磁力線分布如圖2(b)所示，測(cè)磁元件檢測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度則會(huì)下降。所以可以通過(guò)測(cè)量軸向磁場(chǎng)強(qiáng)度的下降，判斷管內(nèi)有無(wú)氧化皮堵塞。但計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果氧化皮橫截面堵塞率達(dá)到10％，單通道檢測(cè)方法的數(shù)值就會(huì)達(dá)到飽和。

現(xiàn)對(duì)氧化皮堵塞量危害程度的判斷是通過(guò)對(duì)橫截面積堵塞率的定量檢測(cè)得出的，標(biāo)準(zhǔn)“DL 1324-2014鍋爐奧氏體不銹鋼管內(nèi)氧化皮堆積磁性檢測(cè)技術(shù)導(dǎo)則”規(guī)定：(1)當(dāng)橫截面堵塞率小于20％時(shí)，處置建議是：無(wú)需處理；(2)當(dāng)橫截面堵塞率大于20％，小于50％時(shí)，處置建議是：監(jiān)督運(yùn)行，必要時(shí)可割管清理；(3)當(dāng)橫截面堵塞率大于50％時(shí)，處置建議是：割管清理。所以檢測(cè)設(shè)備對(duì)氧化皮橫截面積堵塞率的定量測(cè)量十分重要，但現(xiàn)有磁性檢測(cè)技術(shù)無(wú)法對(duì)氧化皮堵塞面積精確定量，導(dǎo)致誤判事故頻頻發(fā)生，影響電廠檢測(cè)效率。當(dāng)管內(nèi)氧化皮堆積厚度較大時(shí)，單通道氧化皮檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)到的信號(hào)很容易趨于飽和(當(dāng)橫截面堵塞率大于10％，檢測(cè)值便趨于飽和)，僅能判斷管內(nèi)有無(wú)氧化皮，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)管內(nèi)氧化皮堵塞率的定量檢測(cè)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的：提供一種多通道定量探測(cè)奧氏體不銹鋼管內(nèi)鐵磁性堵塞物用探頭及探測(cè)儀。該探頭可以方便的檢測(cè)奧氏體不銹鋼管內(nèi)鐵磁性堵塞物導(dǎo)致多通道磁場(chǎng)變化信號(hào)，從而使多通道傳感器檢測(cè)到的磁性信號(hào)與氧化皮管內(nèi)橫截面積堵塞百分比形成正比關(guān)系。

本實(shí)用新型技術(shù)方案如下：

一種多通道定量探測(cè)奧氏體不銹鋼管內(nèi)鐵磁性堵塞物用探頭，其特征在于：所述探頭包括外殼1.1、鐵磁探測(cè)器1.2和手柄1.3，其中外殼1.1采用鋁材成型，外殼1.1的一端為內(nèi)側(cè)具有與受檢管道外徑相同直徑的圓弧形狀，其弧形內(nèi)部設(shè)有多個(gè)鐵磁探測(cè)器1.2，各探測(cè)器中心之間的周向距離為 20°～60°；外殼1.1的另一端為長(zhǎng)條形手柄1.3。