[发明专利]一种屏蔽激磁定量检测探头及方法

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术，特别是涉及一种屏蔽激磁定量检测探头及方法。 

背景技术

高参数电站锅炉经过一段时间运行后，锅炉内奥氏体钢管中流动的高温蒸汽和管壁金属会发生氧化反应，生成氧化物(氧化物的主要成份为四氧化三铁)，这些氧化物附着在管内壁上，形成氧化皮。随着锅炉运行时间的增加，管壁上附着的氧化皮逐渐加厚。在锅炉启停过程中，由于管壁冷热温差比较大，而管壁与附着在其上的氧化皮的膨胀系数差和收缩系数差均比较大，氧化皮与管壁之间的结合力又比较弱，所以，氧化皮容易脱落。脱落的氧化皮在处于高温受热面的管道下弯处产生堆积，从而堵塞管道通路，而管道堵塞往往会导致爆管事故。 

为了避免由于脱落的氧化皮堵塞管道而导致的爆管事故的发生，需要对脱落的氧化皮堆积量进行检测。氧化皮堆积量的检测所采用的方法通常是通过在奥氏体不锈钢管外部施加一个稳恒磁场，将管道内部氧化皮磁化，利用管道外的磁敏元件检测被磁化的氧化皮产生的感应磁强，从而推定氧化皮的堆积量。 

专利号为ZL03109490.2、专利名称为“一种奥氏体不锈钢管内氧化物的磁性无损检测方法及装置”的中国专利中，检测装置中的探头包括一个尺寸比较大的U型氧化体磁铁和一个霍尔元件。该U型磁铁用于产生外部稳恒磁场，霍尔元件用于采集氧化皮产生的感应磁强。 

由于U型磁铁尺寸比较大，在钢管管壁较薄时，管内氧化皮很容易被吸附在磁极附近，并随磁铁的移动而移动，这样，磁铁的吸附作用改变了氧 化皮的堆积状态，U型磁铁沿管的圆周方向转动检测时，导致对管内氧化皮堆积高度的误判。另外，由于U型磁铁尺寸比较大，而锅炉内管束间距比较小，所以，采用该专利装置在对某一钢管进行检测时，该钢管周围临近的钢管及钢管内的氧化皮都会在一定程度上被磁化，这样，检测装置检测得到的磁信号相当杂散，可靠性较差。 

随着钢管内氧化皮堆积厚度的增加，该专利所述的检测装置的检测信号很容易快速趋于饱和，理想检测条件下的有效氧化皮堆积量仅为10mm。在电厂中，一般引发爆管程度的氧化皮堆积量必定远远超过10mm。 

在专利号为ZL2007100121994.2、专利名称为“奥氏体不锈钢管内部氧化物的磁性无损检测装置”的中国专利中，检测装置中的探头采用2至8个条状氧化体磁铁、磁敏元件和补偿磁敏元件；探头尺寸仍然比较大，容易受到外界感应磁强的影响。该专利通过分析检测结果以及钢管内径、外径、壁厚分别为35mm、55mm、10mm的钢管内氧化皮的堆积量特性曲线，推断出氧化皮的几种可能的堆积量。该检测装置提高了氧化皮堆积量的检测范围，检测范围为0～35mm。实际应用中，发电机组的年代、标准和锅炉产地等情况的差异，导致了现场奥氏体管道的内外径变化很大；并且现场中，一些钢管内氧化皮堆积量远远超过35mm的范围，这样就限制了该装置的使用范围；根据堆积量特性曲线推算氧化皮堆积量的方法也比较复杂，也无法确定具体的氧化皮堆积量。另外，由于磁敏元件与管道径向夹角为0～75°，所以，探头的安装要求比较高，不适于现场操作。 

由此可见，现有技术中，由于检测装置中探头尺寸比较大，而锅炉管束间距比较小，所以，检测信号比较杂散，可靠性差。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种屏蔽激磁定量检测探头及方法，探头尺寸较小，能减少奥氏体钢管内的氧化皮堆积量的检测干扰。 

为了达到上述第一目的，本发明提出的技术方案为：

一种屏蔽激磁定量检测探头，包括矩形恒定永磁体、L型屏蔽元件和磁敏元件，L型屏蔽元件附着在矩形恒定永磁体的一个横侧面部分、非工作面的S极部分，磁敏元件位于矩形恒定永磁体非工作面的N极与S极交互区的磁场强度零值位；其中，所述矩形恒定永磁体用于在被测奥氏体钢管外部产生一个稳定磁场；所述L型屏蔽元件用于屏蔽矩形恒定永磁体的一个横侧面部分、非工作面S极部分的磁场；所述磁敏元件为一个电源包括磁芯以及缠绕在磁芯上的激励线圈和检测线圈，所述电源的直径小于1mm，长度小于3mm；所述激励线圈用于在被测奥氏体钢管内氧化皮产生的感应磁场内移动时，感生出激磁电流，以激励磁芯；所述磁芯，用于根据激励线圈内激磁电流的激励作用，产生磁通量；所述检测线圈，用于根据磁芯磁通量的变化，感生出氧化皮堆积量的检测电流。 

本发明中，所述L型屏蔽元件由坡莫合金或者纯铁制成。 

本发明中，所述矩形恒定永磁体由钕铁硼永磁合金制成。 

为了达到上述第二目的，本发明提出的技术方案为： 

一种屏蔽激磁定量检测方法，包括如下步骤：