超声波测量锅炉管内壁氧化层厚度的校准方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102305607A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102305607A(43)申请公布日2012.01.04(21)申请号201110136264.6(22)申请日2011.05.24(71)申请人华北电力大学地址102206北京市昌平区德胜门外朱辛庄华北电力大学(72)发明人张乃强徐鸿李宝让(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人黄家俊(51)Int.Cl.G01B17/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称超声波测量锅炉管内壁氧化层厚度的校准方法(57)摘要本发明公开了超声波无损探伤技术领域中的一种超声波测量锅炉管内壁氧化层厚度的校准方法。该发明的校准方法基于氧化层的双层结构，分层标定超声波在其中的传播速度，进而校准氧化层厚度。该方法具有坚实的科学依据，能够显著提高锅炉管内壁氧化层厚度超声波测量的精确度。CN1023567ACCNN110230560702305614A权利要求书1/1页1.超声波测量锅炉管内壁氧化层厚度的校准方法，其特征是该方法包括以下步骤：步骤1：将探伤仪、高频探头和电脑构成超声波测量系统，将高频探头贴合在锅炉管外壁，调整探伤仪视窗和增益，观察内壁氧化层超声图像，当得到清晰的管壁金属和内氧化层界面回波、内氧化层和外氧化层界面回波以及外氧化层和空气界面回波时，保存图像并发送至电脑；步骤2：在步骤1获得的图像上分别获得内氧化层和外氧化层厚度的测量值，通过超声波在管壁金属、内氧化层和外氧化层中的不同传播速度对锅炉管内壁氧化层厚度进行校准。2.根据权利要求1所述超声波测量锅炉管内壁氧化层厚度的校准方法，其特征是所述探伤仪的型号为KarlDeustchECHOGRAPH1090DAC。3.根据权利要求1所述超声波测量锅炉管内壁氧化层厚度的校准方法，其特征是所述高频探头的频率为15兆赫兹。4.根据权利要求1所述超声波测量锅炉管内壁氧化层厚度的校准方法，其特征是所述氧化层厚度的计算公式为：其中：δ′为校准后的氧化层厚度；δinner为超声波探伤仪直接测量的内氧化层厚度；δouter为超声波探伤仪直接测量的外氧化层厚度；CL0为超声波在管壁金属中的传播速度；CL1为超声波在内氧化层中的传播速度；CL2为超声波在外氧化层的传播速度。2CCNN110230560702305614A说明书1/4页超声波测量锅炉管内壁氧化层厚度的校准方法技术领域[0001]本发明属于超声波无损探伤技术领域，尤其涉及一种超声波测量锅炉管内壁氧化层厚度的校准方法。背景技术[0002]测量锅炉管内壁氧化层厚度，采用高频超声波测厚系统，由高频窄脉冲的高频探头和超声波脉冲发生/接收器组成，可以分辨氧化层/金属基体界面的发射信号，从而测量氧化层厚度。[0003]如果默认超声波在氧化层中传播速度与在管壁金属中传播速度相等，氧化层厚度可以直接从探伤仪上读出，这也是现在常用的方法。也有人对超声波在氧化层中的传播速度进行标定，通过管道割开后，显微镜观察测量厚度，标定超声波在氧化层传播速度。但是通过不同厚度氧化层标定超声波速度，发现氧化层较薄时，声速很小，声速随氧化层厚度增加而增加，标定的声速最大和最小之差约2800米/秒，对氧化层厚度测量造成很大误差。这种标定方法没有区分氧化层的多层结构，超声波在不同层的传播速度是不同的，标定时就会出现上述现象，因此上述标定校准方法从根本上无法适应多层结构的氧化层厚度的准确测量。[0004]锅炉管内壁氧化层厚度可以计算管壁等效运行温度，对锅炉管的寿命管理非常重要，因此一种准确的锅炉管内氧化层测厚校准方法是非常有实用意义的。发明内容[0005]针对上述背景技术中提到的现有锅炉管内壁氧化层厚度测量结果误差较大的不足，本发明提出了一种超声波测量锅炉管内壁氧化层厚度的校准方法。本发明的技术方案是，超声波测量锅炉管内壁氧化层厚度的校准方法，其特征是该方法包括以下步骤：[0006]步骤1：将探伤仪、高频探头和电脑构成超声波测量系统，将高频探头贴合在锅炉管外壁，调整探伤仪视窗和增益，观察内壁氧化层超声图像，当得到清晰的管壁金属和内氧化层界面回波、内氧化层和外氧化层界面回波以及外氧化层和空气界面回波时，保存图像并发送至电脑；[0007]步骤2：在步骤1获得的图像上分别获得内氧化层和外氧化层厚度的测量值，通过超声波在管壁金属、内氧化层和外氧化层中的不同传播速度对锅炉管内壁氧化层厚度进行校准。[0008]所述探伤仪的型号为KarlDeustchECHOGRAPH1090DAC。[0009]所述高频探头的频率为15兆赫兹。[0010]所述氧化层厚度的计算公式为：[0011][0012]其中：3CCNN110230560702305614