基于超低频涡流的奥氏体锅炉管内壁氧化皮堆积测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102033105A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102033105A(43)申请公布日2011.04.27(21)申请号201010558510.2(22)申请日2010.11.25(71)申请人山东电力研究院地址250002山东省济南市市中区二环南路500号(72)发明人张丙法刘金秋肖世荣刘广兴李正利冯云国(74)专利代理机构济南圣达专利商标事务所有限公司37221代理人王吉勇(51)Int.Cl.G01N27/90(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称基于超低频涡流的奥氏体锅炉管内壁氧化皮堆积测量方法(57)摘要本发明涉及一种基于超低频涡流的奥氏体锅炉管内壁氧化皮堆积测量方法，包括以下步骤：1）激励线圈通过超低频正弦波电流，产生超低频交变磁场；2）将传感器贴靠在奥氏体管外壁；3）超低频交变磁场穿过奥氏体管壁进入管内，在呈铁磁性的氧化皮堆积物上产生涡电流，阻碍并削弱原有超交变磁场；4）位于激励线圈管壁的径向或轴向方向上的接收线圈接收到途经管内壁氧化皮堆积物路径上的超低频交变磁场；5）接收线圈将接收的包含路径变量的信号送入检测装置；6）检测装置通过计算机相位分析，得到电磁场相位变化与氧化皮含量变化信号的相关曲线。本发明采用超低频交变磁场能够穿透过管壁，可对奥氏体不锈钢管的氧化皮堆积物的位置、数量进行检测。CN10235ACCNN110203310502033108A权利要求书1/1页1.一种基于超低频涡流的奥氏体锅炉管内壁氧化皮堆积测量方法，其特征在于，包括步骤：1）传感器的激励线圈通过分辨率为0.1Hz，频率范围为1～40Hz超低频电流，在激励周围产生超低频交变磁场；2）将传感器贴靠在奥氏体锅炉不锈钢管外壁；3）超低频交变磁场在奥氏体锅炉不锈钢管壁上产生涡流，由于其频率极低，从涡流标入深度公式可知，涡流对交变磁场有阻碍作用；但是超低频交变磁场能穿过奥氏体锅锈钢管壁进入管内，在呈铁磁性的氧化皮堆积物上产生涡电流，阻碍并削弱原有超低变磁场；削弱后的超低频交变磁场大小与奥氏体锅炉不锈钢管内氧化皮堆积量多少成例关系；4）位于激励线圈管壁的径向或轴向方向上的传感器接收线圈接收到途经奥氏体锅炉不管内壁氧化皮堆积物路径上的超低频交变磁场；5）传感器接收线圈将步骤4）中接收的包含路径变量的信号送入检测装置；6）检测装置通过计算机处理将信号放大，滤除杂波干扰和相位分析，得到电磁场相位与氧化皮含量变化信号的相关曲线，通过该曲线能够得出氧化皮堆积分布数量情况。2CCNN110203310502033108A说明书1/4页基于超低频涡流的奥氏体锅炉管内壁氧化皮堆积测量方法[0001]技术领域[0002]本发明涉及一种电磁无损检测领域，尤其是一种基于超低频涡流的奥氏体锅炉管内壁氧化皮堆积测量方法。背景技术[0003]电站锅炉过热器、再热器管子因氧化物脱落堆积堵塞爆管问题早在上世纪60至70年代，国外就将蒸汽通流部件表面氧化层的形成与剥离作为重点进行过研究。在锅炉受热面管子中尤其以奥氏体管子内壁氧化皮脱落堆积为严重，主要是奥氏体管子与氧化皮热膨胀系数之间的差异造成的。近年来,在国内此类过热器和再热器内壁氧化皮早期剥落、堆积和堵塞事故越来越多,目前该问题已成为电厂普遍存在的问题。涉及的管材既有TP304H、TP347H、12X18H12T、TP316L等不锈钢管,也有T23、T91等铁素体类钢管,但奥氏体不锈钢管蒸汽侧氧化皮的剥落问题比常见的铁素体类钢管更为突出。随着我国火电机组向超临界、超超临界参数发展，将使用大量的奥氏体材料，此类问题将会更为突出。由于此问题涉及设计选材、机组运行等多种因素，目前还难以从根本上解决，因此能及时预测和发现可能出现堵塞的部位就显得尤为重要。[0004]目前国内外使用的方法主要有两种，一、是传统的射线拍片，二、是通过磁性测量来确定氧化皮大致的堆积量。对弯管段进行射线拍片,通过对底片投影进行判断分析管子被氧化皮堵塞的程度,这种方法费时费力，检验周期长,且常因管屏间距、位置受限，人为操作工艺不当等因素影响底片成像,影响判断的准确性。采用磁性测量检测氧化皮堆积量的原理是：奥氏体不锈钢是弱磁性材料，而氧化皮的主要成分Fe3O4是强磁性材料。从而利用磁性元件，测量管子内部磁性的大小，通过磁性的大小来大致确定内部氧化皮堆积量的多少。其优点：方法和检测装置简单。缺点：第一，对少量存在的氧化皮不敏感，需要一定的堆积量才有反应，堆积量较多时线性关系较差；第二，锅炉管高温服役下部分材质会呈铁磁性，在磁性测量时会产生有氧化皮堆积误判。第三，奥氏体锅炉管在加工变形过程中容易产生磁性，对于磁性无损检测方法产生严重干扰，比如管子弯头部位，因为加工变形，产生了磁性。因此