[发明专利]一种阵列式换热管壁厚在线超声监测装置

说明书

一种阵列式换热管壁厚在线超声监测装置，它涉及散热器换热管壁厚在线测量技术领域。本发明解决了现有的液冷小半径管道壁厚的检测采用人工检测，存在劳动强度大，效率低，环境潮湿闷热，精度低，且不利于信息化管理和维护的问题。本发明包括超声测厚装置、紧固定位组件和耦合剂自动循环组件，紧固定位组件可以使探头与换热管紧密接触；耦合剂自动循环组件确保排空探头与换热管之间的空气，并最大程度减小对换热管的腐蚀，超声测厚装置的探头为高频探头，可持续发出及接受超声波，测量方法采用脉冲回波法的原理，实时返回测得的数据到外部主机实现监测，外部主机对数据进行处理。本发明用于换热管壁厚在线超声监测。

技术领域

本发明涉及散热器换热管壁厚在线测量技术领域，具体涉及一种阵列式换热管壁厚在线超声监测装置。

背景技术

水电站通过江水下流推动转子转动，即重力势能转化为机械能从而转化为电能来供能发电，由于转子在转动过程中由于存在摩擦阻力，巨大的转子产生巨大的热量使转子和周围空气温度升高，高温不但会导致系统运行不稳，而且会缩短机组使用寿命，甚至有可能使某些部件烧毁，所以需要散热器来降低其温度。此换热管的工作方式为液冷，冷却液在散热器换热管道内流动，空气在散热器换热管道外通过。热的冷空气由于向冷却液散热而变冷，冷却液则因为吸收热空气散出的热量而升温，达到热交换的目的。

散热器换热管内流淌的是自然的江水，江水中含有各类的化学物质和泥沙，换热管长期受到水流冲刷或腐蚀的作用，会使管壁变薄，在接头处或拐弯处造成断裂和崩漏，导致工房被淹或线路受损等严重后果，所以必须对散热器换热管的壁厚进行监测。按照以往的经验，散热器换热管的使用寿命一般在5-7年，而我国目前对水轮机组的检查是采用年检的方式，每台机组每年检查两天，无论是否损坏都要年检，因检查而停机造成的损失高达上亿元。所以实时在线监测管径壁厚的变化，保障散热器安全运行具有重大的经济效益。

在石化、电力、冶炼、造纸、制药等行业，虽然工业管道的壁厚测量是一个必检项目。但是，传统的液冷小半径管道壁厚的检测一直是人工检测，劳动强度大，效率低，环境潮湿闷热，精度也很低，也不利于信息化管理和维护，因此采用全自动在线壁厚检测势在必行。目前可选择的较理想检测方法有：漏磁法、脉冲涡流法、TEM(瞬变电磁)法、EMAT(电磁超声)检测法、激光超声检测法和超声脉冲回波法。

漏磁法和脉冲涡流法对于铁磁性材料有很好的检测效果，但是换热管的材料多为紫铜和白铜，这两种方法不能使用。TEM法的测量范围更大，对小距离的测量精度不高。EMAT可以实现稍远距离的壁厚的测量，不过要受到沿途管壁状态的影响和干扰，难以精确定位，同时很难达到薄壁厚的测量。激光超声检测则不能在空气潮湿、声音振动、管壁有水的环境下正常工作，而且换热管之间空间狭小也不利于激光头的布置。采用超声脉冲回波法测量可以同时兼顾精度、量程、体积、自动化、环境的要求，是一种成熟合理的方法。

目前，国内尚没有一款水电站散热器换热管壁厚在线超声监测设备。从散热器的结构、工作条件和需求出发，设计一种阵列式小半径散热器换热管壁厚在线超声监测装置是非常有价值的工作。

综上所述，现有的液冷小半径管道壁厚的检测采用人工检测，存在劳动强度大，效率低，环境潮湿闷热，精度低，且不利于信息化管理和维护的问题。

发明内容

本发明为了解决现有的液冷小半径管道壁厚的检测采用人工检测，存在劳动强度大，效率低，环境潮湿闷热，精度低，且不利于信息化管理和维护的问题，进而提供一种阵列式换热管壁厚在线超声监测装置。

本发明的技术方案是：