CN103175892A - 一种钢管内氧化物的检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管内氧化物的检测系统，包括有微处理器、分别连接至微处理器的氧化物检测传感器、加速度传感器、电源、按键、与微处理器连接进行双向传输数据的存储器与通信接口、连接微处理器输出的指示灯与三维显示软件、用于磁化钢管内氧化物的磁场强度的永磁铁。本发明一种钢管内氧化物的检测系统避免了多传感器装置带来的体积庞大，安装复杂等问题，可以降低由于氧化物引起的爆管事故，减少损失。

Description

一种钢管内氧化物的检测系统及方法

技术领域

本发明属于氧化物检测技术领域，涉及一种钢管内氧化物的检测系统及方法。

背景技术

在电站锅炉事故中，受热面管(水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管，又称“四管”)的爆漏损坏事故最为严重和常见，约占锅炉事故的71. 7%，火电厂锅炉的“四管”爆漏引起的非计划停运时间占机组非计划停运时间40%左右，少发电量占全部事故少发电量的50%以上，是影响发电机组安全经济运行的主要因素。作为高温高压的承压部件的过热器、再热器，由于其使用的恶劣环境造成了管材的严重氧化腐蚀。尤其管内壁氧化膜的存在导致管壁的有效壁厚减少，管壁的应力也相应增加;同时氧化膜引起管壁的导热性能变差，使管壁的平均运行温度提高，使管子长期处于超温服役状态，当发展到一定程度时，最终将导致锅炉炉管的爆漏事故发生。

目前,氧化皮剥落而造成锅炉受热面发生爆管的现象在国内电站锅炉中已多次发生，国电厂均发生过由于氧化皮剥落而造成锅炉爆管的问题，由于金属材料在高温条件下可直接和水汽本身的结合氧发生高温氧化反应，金属高温氧化的结果是在金属表面产生一定厚度的氧化皮，锅炉过热器、再热器和主蒸汽管道等部位高温氧化皮若发生剥落，会产生以下问题:

1）导致锅炉受热面内部通流部分发生堵塞，从而使锅炉金属受热面发生局部过热而爆管;

2）剥落的氧化皮进入汽轮机会损伤汽轮机通流部分，影响汽机的级效率;

3）剥落的氧化皮若沉积于汽机主汽门阀芯和阀座之间，则会造成汽机主汽门发生卡涩，机组甩负荷时主汽门关闭不严会造成汽机发生超速;

4）氧化皮剥落也会影响机组的汽水品质。

可见，不锈钢钢管内氧化物问题会对电站锅炉、汽机以及热力系统的安全经济运行产生重大影响，为了降低事故，减少损失，开展对电站锅炉不锈钢管钢管内氧化皮的检测就极为重要。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种钢管内氧化物的检测系统及方法，以降低由于氧化物引起的爆管事故，减少损失。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种钢管内氧化物的检测系统，包括有微处理器、分别连接至微处理器的氧化物检测传感器、加速度传感器、电源、按键、与微处理器连接进行双向传输数据的存储器与通信接口、连接微处理器输出的指示灯与三维显示软件、用于磁化钢管内氧化物的磁场强度的永磁铁。

进一步地，所述微处理器可以是通用或专用的处理器，用于系统控制和信号处理；而所述氧化物检测传感器包括有霍尔元件和信号放大电路，以用于检测钢管内被永磁铁磁化的氧化物的磁场强度。

进一步地，所述加速度传感器采用单轴或多轴的MEMS传感器，用于获得加速度值，并由微处理器实时的计算出当前的倾斜角。

进一步地，所述存储器采用半导体可读写存储器，用于保存检测获得磁场强度、倾斜角、检测次数、检测时间。

本发明的另一技术方案为：

一种钢管内氧化物的检测方法，包括如下步骤：

使用加速度传感器，计算出氧化物检测传感器的倾斜角度；

获得氧化物信号与当前倾斜角度的关系，而后使用单个传感器绕钢管转动一圈，完成钢管内氧化物的检测；其中，通过微处理器接收到来自按键的信号，启动一次检测，氧化物检测传感器接收来自钢管内被永磁铁磁化的氧化物信号，而加速度传感器感知当前氧化物检测传感器的倾斜角，由氧化物信号和倾斜角，组成一个位置点的数据，通过转动氧化物检测装置，获得钢管内径向和轴向氧化物的分布情况，完成全空间范围内立体的氧化物分布。

相较于现有技术，本发明一种钢管内氧化物的检测系统及方法避免了多传感器装置带来的体积庞大，安装复杂等问题，可以降低由于氧化物引起的爆管事故，减少损失。

附图说明

图1是本发明钢管内氧化物的检测系统的原理框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明一种钢管内氧化物的检测系统包括有微处理器、分别连接至微处理器的氧化物检测传感器、加速度传感器、电源、按键、与微处理器连接进行双向传输数据的存储器与通信接口、连接微处理器输出的指示灯与三维显示软件、用于磁化钢管内氧化物的磁场强度的永磁铁。

其中，微处理器可以是通用或专用的处理器，用于系统控制和信号处理；氧化物检测传感器包括有霍尔元件和信号放大电路，以用于检测钢管内被永磁铁磁化的氧化物的磁场强度；加速度传感器采用单轴或多轴的MEMS传感器，用于获得加速度值，并由微处理器实时的计算出当前的倾斜角。通过转动检测装置，在钢管的径向和轴向，获得360°全周范围内，被磁化的氧化物的磁场强度，从而获得相应的氧化物厚度数量的分布；按键用于启动一次检测，也可用于停止一次检测；指示灯用于指明检测过程中各类状态指示，包括工作状态指示、开始检测指示、停止检测指示、错误指示等；存储器采用半导体可读写存储器，用于保存检测获得磁场强度、倾斜角、检测次数、检测时间等；通讯接口可以是各类常用通讯接口，包括串口通讯、并行通信。通过通信接口可以实现和外部设备的数据交换，将检测装置中的数据导出或导入。三维显示软件，运行于上位机，通过通讯接口获得检测装置中氧化物磁场强度和倾斜角数据，在上位机以钢管径向和轴向，显示360°空间氧化物厚度的直观的显示图。

本发明钢管内氧化物的检测方法，包括如下步骤：

使用加速度传感器，计算出氧化物检测传感器的倾斜角度；

获得氧化物信号与当前倾斜角度的关系，而后使用单个传感器绕钢管转动一圈，完成钢管内氧化物的检测。具体地，微处理器接收到来自按键的信号，启动一次检测，氧化物检测传感器接收来自钢管内被永磁铁磁化的氧化物信号，加速度传感器感知当前氧化物检测传感器的倾斜角，由氧化物信号和倾斜角，组成一个位置点的数据，通过转动氧化物检测装置，获得钢管内径向和轴向氧化物的分布情况，完成全空间范围内立体的氧化物分布。避免了多传感器装置带来的体积庞大，安装复杂的不足。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种钢管内氧化物的检测系统，包括有微处理器，其特征在于：还包括有分别连接至微处理器的氧化物检测传感器、加速度传感器、电源、按键、与微处理器连接进行双向传输数据的存储器与通信接口、连接微处理器输出的指示灯与三维显示软件、用于磁化钢管内氧化物的磁场强度的永磁铁。

2.如权利要求1所述钢管内氧化物的检测系统，其特征在于：所述微处理器可以是通用或专用的处理器，用于系统控制和信号处理；而所述氧化物检测传感器包括有霍尔元件和信号放大电路，以用于检测钢管内被永磁铁磁化的氧化物的磁场强度。

3.如权利要求2所述钢管内氧化物的检测系统，其特征在于：所述加速度传感器采用单轴或多轴的MEMS传感器，用于获得加速度值，并由微处理器实时的计算出当前的倾斜角。

4.如权利要求3所述钢管内氧化物的检测系统，其特征在于：所述存储器采用半导体可读写存储器，用于保存检测获得磁场强度、倾斜角、检测次数、检测时间。

5.一种钢管内氧化物的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

使用加速度传感器，计算出氧化物检测传感器的倾斜角度；

获得氧化物信号与当前倾斜角度的关系，而后使用单个传感器绕钢管转动一圈，完成钢管内氧化物的检测；其中，通过微处理器接收到来自按键的信号，启动一次检测，氧化物检测传感器接收来自钢管内被永磁铁磁化的氧化物信号，而加速度传感器感知当前氧化物检测传感器的倾斜角，由氧化物信号和倾斜角，组成一个位置点的数据，通过转动氧化物检测装置，获得钢管内径向和轴向氧化物的分布情况，完成全空间范围内立体的氧化物分布。

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