[发明专利]一种奥氏体不锈钢管内壁氧化皮无损检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测装置，具体说，是涉及一种奥氏体不锈钢管内壁氧化皮无损检测装置，属于无损检测技术领域。

背景技术

无损检测技术即非破坏性检测技术，就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下，为获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分等物理、化学情报所采用的检测方法。无损检测技术是在物理学、材料科学、断裂力学、机械工程、电子学、数据处理器技术、信息技术以及人工智能等学科的基础上发展起来的一门应用工程技术，随着现代工业和科学技术的发展，无损检测技术正日益受到各个工业领域和科学研究部门的重视，不仅在产品质量控制中其不可替代的作用已为众多科技人员和企业界所认同，而且对运行中设备的在役检查也发挥着重要作用。

无损检测是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷大小，位置，性质和数量等信息，通常具备以下特点：第一是具有非破坏性，它在做检测时不会损害被检测对象的使用性能；第二具有全面性，由于检测是非破坏性，因此允许对被检测对象进行100％的全面检测，这是破坏性检测办不到的；第三具有全程性，破坏性检测一般只适用于对原材料进行检测，如机械工程中普遍采用的拉伸、压缩、弯曲等，破坏性检验都是针对制造用原材料进行的，对于产成品和在用品，除非不准备让其继续服役，否则是不能进行破坏性检测的，而无损检测因不损坏被检测对象的使用性能，因此，它不仅可对制造用原材料，各中间工艺环节、直至最终产成品进行全程检测，也可对服役中的设备进行检测。

火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力。锅炉内的工质都是水，水的临界参数是：22.064MPa、373.99℃；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点，炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31MPa被称为超超临界。超(超)临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，超超临界机组与超临界机组相比，热效率要提高12％，一年就可节约6000吨优质煤。未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界(SC)和超超临界(USC)火电机组，它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。目前随着越来越多的超(超)临界火电机组的投产，在锅炉高温受热面中广泛地使用具有高耐热、高强度奥氏体不锈钢管，如TP347H、SUP304、HR3C等材料，但由于不锈钢的线膨胀系数较普通的合金钢大，其运行中内壁产生的氧化层的线膨胀系数小，因此在锅炉长期运行中不锈钢自身氧化生成的内壁氧化皮在锅炉停炉过程中会发生脱落，脱落的氧化物在重力作用下常堆积在高温过热器或高温再热器管子的下弯头部位形成堵塞，堵塞严重时，极有可能在开机后短时间(一般一周)内发生超温爆管，目前国内外火电厂已经发生了多起因氧化物脱落堆积造成的爆管事故，严重影响火电企业的安全稳定运行，影响居民或企业正常用电，也给火电企业自身造成巨大经济损失。

为了解决上述问题，国内外很多企业已着手研究将无损检测技术运用到奥氏体不锈钢管的检测中，从而有效避免再次发生锅炉管道堵塞甚至爆管现象。如中国实用新型专利200920301739.0公开的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测器，该检测装置是从非磁性的不锈钢管外壁通过励磁线圈或永磁铁施加一个能够调节的磁场，使管内的铁磁性氧化皮磁化产生的杂散磁信号，能够被安装在磁铁与管壁之间的磁敏二极管或霍尔元件这类磁敏元件检测到，通过将该检测装置沿圆周360度方向转动，磁敏元件可将被检测管道在横截面不同弧度上的氧化皮产生的杂散磁信号转化成电信号，再通过数据处理器的强大数据处理能力将电信号转换成模拟管道内部氧化皮堆积的空间位置的立体图像，该种检测装置可以准确地、立体地模拟不锈钢管内部氧化皮的立体图像。但由于该检测装置通常采用的检测元件为磁敏二极管或霍尔元件，这两种磁敏元件均需要外加电源提供元器件工作电压，且这两种元件均易受到环境温度的影响从而存在温度飘移，需要提供外加补偿电路，因此使传感器的电路部分变得复杂化，加大了传感器的制作难度；而且这种磁敏元件受磁体与元件距离影响非常大，由于磁敏元件封装在磁极与管壁之间，长期检测中探头前沿需反复磨擦不锈钢管壁，元件前封装的表层易磨损减薄，不仅影响了检测效果，还降低了使用寿命，增加了使用成本；此外，该检测装置通过一长度调节机构来适应不同规格管道的检测，适用面较广，但是该种长度调节机构操作较复杂，费时费力，不利于推广应用。