CN108152367B - 一种低频阵列涡流定位定量分析方法 - Google Patents

一种低频阵列涡流定位定量分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低频阵列涡流定位定量分析方法,技术方案是,包括以下步骤:A、对检测判废标准并进行标定;B、缺陷定位;C、利用三维C扫描图像处理功能对缺陷进行定量;本发明通过磁罐和屏蔽线圈的磁屏蔽技术消除空间散射漏磁通的干扰,提高了缺陷分辨力,在检测过程中8个检测线圈均可独立成像,且检测灵敏度始终保持一致,避免了缺陷漏检,一次操作即可检测探头覆盖的受热面钢管内壁缺陷,无需往复操作,通过采用低频阵列涡流定位定量分析方法,利用低频阵列涡流探头及三维C扫描立体图像成像显示优势,可有效解决电站锅炉受热面管内壁腐蚀缺陷的定位、定量问题,提高了检测精度和现场工作效率,保障了电站锅炉受热面管可靠稳定运行。

Description

一种低频阵列涡流定位定量分析方法
技术领域
本发明涉及电力系统锅炉受热面管涡流检测技术领域,特别一种低频阵列涡流定位定量分析方法。
背景技术
电站锅炉受热面是锅炉的重要传热元件,会因长期与烟气、水、蒸汽等工作介质直接接触而发生腐蚀,造成管壁减薄,材料性能劣化,最终发生膨胀变形或爆管事故,因此,采用一种无损检测的方法对锅炉受热面管内壁缺陷进行检测,及时掌握缺陷危害程度,合理化更换管排,可有效避免此类缺陷引发的安全事故。
目前,常见的受热面缺陷检测方法有超声波检测、超声波测厚以及常规低频涡流检测,对于超声波检测和超声波测厚只适用于已知缺陷的局部检测,且对被检管件表面粗糙度有一定的要求,一般需要打磨处理后进行检测,缺陷定量方面主要依据对比试块平底孔的反射波高来判定,或者依据数学运算法计算缺陷当量,因此,采用超声波检测的方法一般不适用于锅炉受热面管的在线批量检测。常规低频涡流检测可用于受热面管内壁腐蚀缺陷检测,但该检测方法所用的探头由一组激励线圈和一组检测线圈组成,探头有效覆盖面积较小,造成检测重复率较高,往往需要多次操作才能完成某段受热面管壁质量,且涡流阻抗显示图单一不直观,给试验数据分析带来难题, 在实际应用中,市场主流低频涡流一般具有以下不足:
1)常规低频涡流阻抗显示模式一般采用黑白时基曲线绘制,且显示屏较小,显示分辨率较低,从而降低了检测数据分析的效率;
2)常规低频涡流一般采用时基扫描方式,无编码器实时显示当前波形对应位置,无法直观的对受热面管存在缺陷的位置进行轴向距离定位;
3)常规低频涡流阻抗信号不能局部展宽、放大,降低了一次性操作可检测的管壁长度,若检测长度过长,时基扫描记录的涡流信号将紧密贴合在一起,不利于检测数据分析,易造成误判。
因此,其改进和创新势在必行。
发明内容
针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本发明之目的就是提供一种低频阵列涡流定位定量分析方法,可有效解决锅炉受热面缺陷检测的问题。
本发明解决的技术方案是,一种低频阵列涡流定位定量分析方法,包括以下步骤:
A、对检测判废标准并进行标定
首先加工检测灵敏度对比试管,取同批次受热面管子,沿管子中心剖开,依次在管子内壁周向每间隔20°位置、轴向等距离间隔加工4个直径为Φ6mm、孔深为20%设计壁厚的人工缺陷盲孔,通过低频阵列涡流检测装置对检测灵敏度对比试管进行扫描检测,以检测灵敏度对比试管上人工缺陷的P-T(相移量-时间)扫描曲线幅度标定缺陷的深度值,并作为检测判废标准,以P-T扫描曲线变化幅度为检测判废标准并进行标定,设置该扫描信号的相位偏差值、深度以及缺陷的所占壁厚的百分比,在检验过程中超过该幅度的缺陷,应进行判废处理;
所述低频阵列涡流检测装置包括涡流检测主机、连接线和低频阵列涡流探头;涡流检测主机通过连接线与低频阵列涡流探头相连;
所述涡流检测主机包括主机壳体,主机壳体上分别装有显示器、探头连接插座,主机壳体内分别装有低频振荡器、锂电池、控制器、放大器、平衡滤波器、移相器、增益可调放大器和数模转换器,锂电池的输出端与低频振荡器的输入端相连,低频振荡器的输出端与控制器的输入端相连,控制器的输出端与探头连接插座相连,探头连接插座与低噪声放大器的输入端相连,噪声放大器的输出端经串联的平衡滤波器、移相器、增益可调放大器、数模转换器与控制器的输入端相连,控制器的输出端与显示器相连;
所述探头连接插座通过连接线与低频阵列涡流探头的探头插座相连;
所述的低频阵列涡流探头包括壳体,壳体为中空结构,壳体的底板截面呈向上凹的弧面形,底板的两侧设置有导向胶轮,壳体内,在底板上沿同一径向截面的弧面形周向均布有多个检测线圈,检测线圈的外部套装有用于消除空间散射漏磁通的磁罐,磁罐外侧的壳体内设置有励磁线圈,励磁线圈与检测线圈之间设置有用于聚焦磁路的屏蔽线圈,壳体内设置有放大器,壳体一端设置有用于同步记录检测数据的编码器,壳体外部设置有与连接线连接的探头插座,每个检测线圈输出端分别与放大器的输入端相连,放大器的输出端、励磁线圈的输入端和编码器的输出端均与探头插座相连;所述底板的弧度为2π/3,检测线圈有均布的8个;
扫描检测时,将两组导向胶轮紧贴检测灵敏度对比试管的表面,手动推动探头进行检测,当载有交变电流的励磁线圈靠近导电导磁钢管的对比试管时,由于线圈磁场的作用,在导电导磁钢管中会感生出涡流,涡流的大小、相位及流动形式受导电材料性能的影响,而涡流产生的反作用磁场又使检测线圈的阻抗发生变化,经放大器信号放大处理后显示在涡流检测主机的显示器中;所述P-T扫描曲线为涡流相移量随时间变化的曲线图像;
B、缺陷定位
1)缺陷周向定位
通过低频阵列涡流探头对锅炉受热面管进行内壁缺陷检测,探头可覆盖被检管壁120°范围,每个检测线圈的P-T扫描曲线独立呈现并与线圈阵列位置相对应,当探头经过有缺陷的管壁时,相应的检测线圈就会切割漏到管壁外的磁力线而感应出一个最大电压信号,该线圈的阻抗也会发生变化并呈现在P-T扫描曲线上,从而确定缺陷的周向位置,并对周向缺陷进行记录;
2)缺陷轴向定位
在检测过程中若发现缺陷需要存储检测数据,可以选择外触发,即探头上编码器的脉冲信号触发,此时P-T扫描曲线与探头扫查检测同步,探头向前扫查检测,P-T扫描曲线同步向前滚动显示,屏幕上同时显示探头扫查检测走过的距离,当遇到缺陷需要复查,探头往回扫查检测,则屏幕上实时擦除与探头后退走过的距离相等的P-T扫描曲线距离,从而确定缺陷的轴向位置,并对轴向缺陷进行记录;
C、利用三维C扫描图像处理功能对缺陷进行定量
1)合成三维C扫描立体图像
各检测探头P-T扫描曲线独立呈现,合成后构成三维C扫描立体图像,可直观形象地描绘出缺陷的形状和大小,也可隐藏和点亮各曲线显示效果,提高检测性能和检测数据分析能力;
2)相位分析
截取缺陷信号进行展宽、放大,对已标定过的P-T曲线控制器则自动计算显示所截取信号的相位偏差值、缺陷的深度值以及缺陷深度占管壁厚度的百分比,为锅炉受热面管剩余使用寿命的评估提供了极佳的平台。
本发明低频阵列涡流检测装置结构新颖独特,简单合理,易生产,易操作,成本低,采用8个沿圆周方向阵列的检测探头可有效覆盖被检受热面管120°圆周面积,并通过磁罐和屏蔽线圈的磁屏蔽技术消除空间散射漏磁通的干扰,提高了缺陷分辨力,在检测过程中8个检测线圈均可独立成像,且检测灵敏度始终保持一致,避免了缺陷漏检,一次操作即可检测探头覆盖的受热面钢管内壁缺陷,无需往复操作,检测数据通过数据编码器同步记录,有利于检测资料调用分析和存档,提高了检测效率,探头内设置前置的放大器,先将信号放大,放置信号在传输过程中的衰减,将冻结调零开关前置,消除时间差的困扰,基线偏离零点时,可及时调整归零;通过采用低频阵列涡流定位定量分析方法,利用低频阵列涡流探头及三维C扫描立体图像成像显示优势,可有效解决电站锅炉受热面管内壁腐蚀缺陷的定位、定量问题,提高了检测精度和现场工作效率,保障了电站锅炉受热面管可靠稳定运行,使用方便,效果好,有良好的社会和经济效益。
附图说明
图1为本发明涡流检测主机壳体的立体图。
图2为本发明涡流检测主机壳体的左视图。
图3为本发明连接线的局部主视图。
图4为本发明连接线本体的局部剖面主视图。
图5为本发明连接线本体的剖面侧视图。
图6为本发明低频阵列涡流探头使用状态的剖面主视图。
图7为本发明低频阵列涡流探头使用状态的右视图。
图8为本发明低频阵列涡流探头使用状态的剖面侧视图
图9为本发明电路原理框式示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1-9给出,本发明一种低频阵列涡流定位定量分析方法,包括以下步骤:
A、对检测判废标准并进行标定
DL/T 939-2016《火力发电厂锅炉受热面管监督技术导则》规定:水冷壁、省煤器,低温段过热器和再热器壁厚减薄量不易超过设计壁厚的30%,高温段过热器壁厚减薄量不易超过设计壁厚的20%。以此减薄量为检测判废标准;
首先加工检测灵敏度对比试管,取同批次受热面管子,沿管子中心剖开,依次在管子内壁周向每间隔20°位置、轴向等距离间隔加工4个直径为Φ6mm、孔深为20%设计壁厚的人工缺陷盲孔,通过低频阵列涡流检测装置对检测灵敏度对比试管进行扫描检测,以检测灵敏度对比试管上人工缺陷的P-T(相移量-时间)扫描曲线幅度标定缺陷的深度值,并作为检测判废标准,设置该扫描信号的相位偏差值、深度以及缺陷的所占壁厚的百分比,在检验过程中超过该幅度的缺陷,应进行判废处理;
所述低频阵列涡流检测装置包括涡流检测主机、连接线和低频阵列涡流探头;涡流检测主机通过连接线与低频阵列涡流探头相连;
所述涡流检测主机包括主机壳体19,主机壳体上分别装有显示器20、探头连接插座24,主机壳体19内分别装有低频振荡器、锂电池、控制器、放大器、平衡滤波器、移相器、增益可调放大器和数模转换器,锂电池的输出端与低频振荡器的输入端相连,低频振荡器的输出端与控制器的输入端相连,控制器的输出端与探头连接插座24相连,探头连接插座24与低噪声放大器的输入端相连,噪声放大器的输出端经串联的平衡滤波器、移相器、增益可调放大器、数模转换器与控制器的输入端相连,控制器的输出端与显示器20相连;
所述探头连接插座24通过连接线与低频阵列涡流探头的探头插座2相连;
所述的低频阵列涡流探头包括壳体1,壳体1为中空结构,壳体1的底板1a截面呈向上凹的弧面形,底板1a的两侧设置有导向胶轮4,壳体1内,在底板1a上沿同一径向截面的弧面形周向均布有多个检测线圈11,检测线圈11的外部套装有用于消除空间散射漏磁通的磁罐10,磁罐10外侧的壳体1内设置有励磁线圈7,励磁线圈7与检测线圈11之间设置有用于聚焦磁路的屏蔽线圈9,壳体1内设置有放大器12,壳体1一端设置有用于同步记录检测数据的编码器8,壳体1外部设置有与连接线连接的探头插座2,每个检测线圈11输出端分别与放大器12的输入端相连,放大器12的输出端、励磁线圈7的输入端和编码器8的输出端均与探头插座2相连;所述底板1a的弧度为2π/3,检测线圈11有均布的8个;
扫描检测时,将两组导向胶轮紧贴检测灵敏度对比试管的表面,手动推动探头进行检测,当载有交变电流的励磁线圈靠近导电导磁钢管的对比试管时,由于线圈磁场的作用,在导电导磁钢管中会感生出涡流,涡流的大小、相位及流动形式受导电材料性能的影响,而涡流产生的反作用磁场又使检测线圈的阻抗发生变化,经放大器信号放大处理后显示在涡流检测主机的显示器中;所述P-T扫描曲线为涡流相移量随时间变化的曲线图像;
B、缺陷定位
1)缺陷周向定位
通过低频阵列涡流探头对锅炉受热面管进行内壁缺陷检测,探头可覆盖被检管壁120°范围,每个检测线圈的P-T扫描曲线独立呈现并与线圈阵列位置相对应,当探头经过有缺陷的管壁时,相应的检测线圈就会切割漏到管壁外的磁力线而感应出一个最大电压信号,该线圈的阻抗也会发生变化并呈现在P-T扫描曲线上,从而确定缺陷的周向位置,并对周向缺陷进行记录;
2)缺陷轴向定位
在检测过程中若发现缺陷需要存储检测数据,可以选择外触发,即探头上编码器的脉冲信号触发,此时P-T扫描曲线与探头扫查检测同步,探头向前扫查检测,P-T扫描曲线同步向前滚动显示,屏幕上同时显示探头扫查检测走过的距离,当遇到缺陷需要复查,探头往回扫查检测,则屏幕上实时擦除与探头后退走过的距离相等的P-T扫描曲线距离,从而确定缺陷的轴向位置,并对轴向缺陷进行记录;
C、利用三维C扫描图像处理功能对缺陷进行定量
1)合成三维C扫描立体图像
各检测探头P-T扫描曲线独立呈现,合成后构成三维C扫描立体图像,可直观形象地描绘出缺陷的形状和大小,也可隐藏和点亮各曲线显示效果,提高检测性能和检测数据分析能力;
2)相位分析
截取缺陷信号进行展宽、放大,对已标定过的P-T曲线控制器则自动计算显示所截取信号的相位偏差值、缺陷的深度值以及缺陷深度占管壁厚度的百分比,为锅炉受热面管剩余使用寿命的评估提供了极佳的平台。
为保证使用效果,步骤A中所述的连接线包括连接线本体13,连接线本体13包括总屏蔽编织网131和包裹在总屏蔽编织网131内的涡流采集信号传输线、激励振荡传输线、定位编码信号传输线和电源线,涡流采集信号传输线、激励振荡传输线、定位编码信号传输线和电源线均为单股屏蔽编织网132和包裹在单股屏蔽编织网132内的芯线133构成的,连接线本体13的两端分别设置有与低频阵列涡流探头的探头插座和涡流检测主机的探头连接插座相对应的航空插头14,航空插头14上分别设置有与涡流采集信号传输线、激励振荡传输线、定位编码信号传输线、电源线一一对应的插针18,对应传输线的芯线端部与对应插针的后端相连;所述涡流采集信号传输线有与检测线圈一一对应的8根;所述的总屏蔽编织网131和单股屏蔽编织网132均采用尼龙编织网制成。
步骤A中所述壳体上分别装有与控制器相连的数码旋钮21、电源开关22、充电插口23、USB接口25、接地插座26和RS-232打印机接口27,所述显示器为触摸屏,数码旋钮21用于调节增益可调放大器的增益值,即仪器灵敏度在 0.01~15.00°/div范围内可手动调节。当需要大范围改变灵敏度时,通过触摸屏调节。
步骤A中所述壳体1顶部设置有手柄3,方便手持操作;步骤A中所述导向胶轮4有4个,分别两两设置在壳体底板的两侧,导向胶轮的底部伸出壳体的下端面,且均沿待测钢管的法线方向,且均呈向下、向内倾斜设置,可与待测钢管5的管壁完全贴合,也可增加伸缩调节的功能,便于提高系统稳定性;
所述编码器8安装在壳体的尾部,并可以安装扭簧,利用扭簧弹力压紧确保在壳体行走过程中始终与待测钢管5的管壁接触,用以实时采集阵列扫查探头轴向扫查的距离,同步记录检测数据,便于数据后期处理、存档。
所述连接线本体13的两端分别通过航空插头14与低频阵列涡流探头和涡流检测主机相连。
步骤A中所述壳体1上设置有与探头插座2相连的冻结调零开关6;当仪器出现异常信号,冻结调零开关可以锁定屏幕图像,以便进一步观察判定。以往的仪器操作人员通常得先搁置探头,然后再按下仪器冻结开关,由于仪器相移扫描曲线是随时间滚动的,因而将产生时间差,难于及时捕捉到检测信号,将仪器检测信号冻结调零开关前置,在低频阵列扫查探头外壳上设置可以即时冻结疑是信号,消除时间差的困扰。另外,扫查检测过程,视现场状况会出现各种干扰,以致基线偏离零点,需及时调整归零。显然,搁置探头来调零操作是不可行的。在保持探头状态下又难于进行调零操作。将仪器调零开关前置,在低频阵列扫查探头外壳上设置调零开关,调零操作便得心应手。
所述磁罐10采用铁淦氧制成,每个磁罐均覆盖与其一一对应的检测线圈,通过覆盖检测线圈的磁罐进行磁屏蔽,铁淦氧具有高磁导率,利用磁路分流原理对低频电磁场进行屏蔽,消除空间散射的漏磁通的干扰,提高了缺陷分辨力,在检测过程中8个检测线圈均可独立成像,且检测灵敏度始终保持一致,避免了缺陷漏检。
所述控制器包括型号为stm32f103(mpu)单片机和ep4ce10e22(fpga)可编程逻辑控制器。
由上述情况可以清楚的看出,本发明低频阵列涡流检测装置结构新颖独特,简单合理,易生产,易操作,成本低,电流经低频振荡器处理后由控制器通过连接线送入探头激励线圈,由于增加了低频振荡器,使频率范围保持在1Hz~2000Hz,最小步进值为0.1Hz,频率越低检测的壁厚就越深,激励线圈所产生的磁通覆盖8只检测线圈,并通过8通道前置放大器放大各检测线圈采集信号,并经连接线传输至涡流检测主机,当被检受热面管无缺陷时,则空间散射的漏磁通均衡对称,各检测线圈输出为零,当被检受热面管有缺陷时,缺陷对磁通和涡流场的扰动使漏磁通出现非对称分布,因而缺陷上的检测线圈会产生失衡信号,失衡信号经低噪声放大器放大后,再经平衡滤波器滤波和自动数字式电子平衡,将各线置于参考“零”电平,滤波器和自动平衡的时间常数均由控制器设置,滤波和平衡后的缺陷信号分别进入移相器和增益可调放大器进行相位角固定和信号放大,放大后经模数转换成数字信号送入控制器,并实现三维显示和数据分析功能;通过测定检测线圈的阻抗变化规律即可确定材料中有无缺陷;编码器同步记录检测数据,一次扫查即可检测探头覆盖面积下的管壁质量,由于在有效覆盖面积下的各检测线圈灵敏度均等,有效控制了缺陷漏检率,提高了检测效率,磁罐采用高导磁率的铁淦氧材料制作,可有效消除空间散射的漏磁通;屏蔽线圈布置在磁罐外侧,用于限制、聚焦磁路并将其引至检测线圈;激励线圈和检测线圈之间形成两种相互垂直的电磁场传递方式,有利于发现取向不同的线形缺陷;各线圈的信号可以分开传入仪器,有效的避免了不同线圈间的互感,采用8个沿圆周方向阵列的检测探头可有效覆盖被检受热面管120°圆周面积,并通过磁罐和屏蔽线圈的磁屏蔽技术消除空间散射漏磁通的干扰,提高了缺陷分辨力,在检测过程中8个检测线圈均可独立成像,且检测灵敏度始终保持一致,避免了缺陷漏检,一次操作即可检测探头覆盖的受热面钢管内壁缺陷,无需往复操作,检测数据通过数据编码器同步记录,有利于检测资料调用分析和存档,提高了检测效率,探头内设置前置的放大器,先将信号放大,放置信号在传输过程中的衰减,将冻结调零开关前置,消除时间差的困扰,基线偏离零点时,可及时调整归零;包括8个通道的涡流采集信号传输线以及激励振荡传输线、定位编码信号传输线和电源线,端部设有24针航空插头,方便连接,屏蔽效果良好,阻抗匹配吻合,信号传输稳定、无损耗,低频振荡器使频率范围保持在1Hz~2000Hz,最小步进值为0.1Hz,频率越低检测的壁厚就越深,从而可以用于不同壁厚的管道检测;8个检测线圈均可独立成像,且检测灵敏度始终保持一致,避免了缺陷漏检,一次操作即可检测探头覆盖的受热面钢管内壁缺陷,无需往复操作,提高了检测效率;通过采用低频阵列涡流定位定量分析方法,利用低频阵列涡流探头及三维C扫描立体图像成像显示优势,可有效解决电站锅炉受热面管内壁腐蚀缺陷的定位、定量问题,提高了检测精度和现场工作效率,保障了电站锅炉受热面管可靠稳定运行,使用方便,效果好,有良好的社会和经济效益。

Claims (6)

1.一种低频阵列涡流定位定量分析方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、对检测判废标准并进行标定
首先加工检测灵敏度对比试管,取同批次受热面管子,沿管子中心剖开,依次在管子内壁周向每间隔20°位置、轴向等距离间隔加工4个直径为Φ6mm、孔深为20%设计壁厚的人工缺陷盲孔,通过低频阵列涡流检测装置对检测灵敏度对比试管进行扫描检测,以检测灵敏度对比试管上人工缺陷的P-T扫描曲线幅度标定缺陷的深度值,并作为检测判废标准,设置扫描信号的相位偏差值、深度以及缺陷的所占壁厚的百分比,在检验过程中超过该幅度的缺陷,应进行判废处理;
所述低频阵列涡流检测装置包括涡流检测主机、连接线和低频阵列涡流探头;涡流检测主机通过连接线与低频阵列涡流探头相连;
所述涡流检测主机包括主机壳体(19),主机壳体上分别装有显示器(20)、探头连接插座(24),主机壳体(19)内分别装有低频振荡器、锂电池、控制器、放大器、平衡滤波器、移相器、增益可调放大器和数模转换器,锂电池的输出端与低频振荡器的输入端相连,低频振荡器的输出端与控制器的输入端相连,控制器的输出端与探头连接插座(24)相连,探头连接插座(24)与低噪声放大器的输入端相连,噪声放大器的输出端经串联的平衡滤波器、移相器、增益可调放大器、数模转换器与控制器的输入端相连,控制器的输出端与显示器(20)相连;
所述探头连接插座(24)通过连接线与低频阵列涡流探头的探头插座(2)相连;
所述的低频阵列涡流探头包括探头壳体(1),探头壳体(1)为中空结构,探头壳体(1)的底板(1a)截面呈向上凹的弧面形,底板(1a)的两侧设置有导向胶轮(4),探头壳体(1)内,在底板(1a)上沿同一径向截面的弧面形周向均布有多个检测线圈(11),检测线圈(11)的外部套装有用于消除空间散射漏磁通的磁罐(10),磁罐(10)外侧的探头壳体(1)内设置有励磁线圈(7),励磁线圈(7)与检测线圈(11)之间设置有用于聚焦磁路的屏蔽线圈(9),探头壳体(1)内设置有放大器(12),探头壳体(1)一端设置有用于同步记录检测数据的编码器(8),探头壳体(1)外部设置有与连接线连接的探头插座(2),每个检测线圈(11)输出端分别与放大器(12)的输入端相连,放大器(12)的输出端、励磁线圈(7)的输入端和编码器(8)的输出端均与探头插座(2)相连;所述底板(1a)的弧度为2π/3,检测线圈(11)有均布的8个;
扫描检测时,将两组导向胶轮紧贴检测灵敏度对比试管的表面,手动推动探头进行检测,当载有交变电流的励磁线圈靠近导电导磁钢管的对比试管时,由于线圈磁场的作用,在导电导磁钢管中会感生出涡流,涡流的大小、相位及流动形式受导电材料性能的影响,而涡流产生的反作用磁场又使检测线圈的阻抗发生变化,经放大器信号放大处理后显示在涡流检测主机的显示器中;所述P-T扫描曲线为涡流相移量随时间变化的曲线图像;
B、缺陷定位
1)缺陷周向定位
通过低频阵列涡流探头对锅炉受热面管进行内壁缺陷检测,探头可覆盖被检管壁120°范围,每个检测线圈的P-T扫描曲线独立呈现并与线圈阵列位置相对应,当探头经过有缺陷的管壁时,相应的检测线圈就会切割漏到管壁外的磁力线而感应出一个最大电压信号,该线圈的阻抗也会发生变化并呈现在P-T扫描曲线上,从而确定缺陷的周向位置,并对周向缺陷进行记录;
2)缺陷轴向定位
在检测过程中若发现缺陷需要存储检测数据,选择外触发,即探头上编码器的脉冲信号触发,此时P-T扫描曲线与探头扫查检测同步,探头向前扫查检测,P-T扫描曲线同步向前滚动显示,屏幕上同时显示探头扫查检测走过的距离,当遇到缺陷需要复查,探头往回扫查检测,则屏幕上实时擦除与探头后退走过的距离相等的P-T扫描曲线距离,从而确定缺陷的轴向位置,并对轴向缺陷进行记录;
C、利用三维C扫描图像处理功能对缺陷进行定量
1)合成三维C扫描立体图像
各检测探头P-T扫描曲线独立呈现,合成后构成三维C扫描立体图像,可直观形象地描绘出缺陷的形状和大小,也可隐藏和点亮各曲线显示效果,提高检测性能和检测数据分析能力;
2)相位分析
截取缺陷信号进行展宽、放大,对已标定过的P-T曲线控制器则自动计算显示所截取信号的相位偏差值、缺陷的深度值以及缺陷深度占管壁厚度的百分比,为锅炉受热面管剩余使用寿命的评估提供了极佳的平台。
2.根据权利要求1所述的低频阵列涡流定位定量分析方法,其特征在于,步骤A中所述的连接线包括连接线本体(13),连接线本体(13)包括总屏蔽编织网(131)和包裹在总屏蔽编织网(131)内的涡流采集信号传输线、激励振荡传输线、定位编码信号传输线和电源线,涡流采集信号传输线、激励振荡传输线、定位编码信号传输线和电源线均为单股屏蔽编织网(132)和包裹在单股屏蔽编织网(132)内的芯线(133)构成的,连接线本体(13)的两端分别设置有与低频阵列涡流探头的探头插座和涡流检测主机的探头连接插座相对应的航空插头(14),航空插头(14)上分别设置有与涡流采集信号传输线、激励振荡传输线、定位编码信号传输线、电源线一一对应的插针(18),对应传输线的芯线端部与对应插针的后端相连。
3.根据权利要求1所述的低频阵列涡流定位定量分析方法,其特征在于,步骤A中所述主机壳体(19)上分别装有与控制器相连的数码旋钮(21)、电源开关(22)、充电插口(23)、USB接口(25)、接地插座(26)和RS-232打印机接口(27)。
4.根据权利要求1所述的低频阵列涡流定位定量分析方法,其特征在于,步骤A中所述探头壳体(1)顶部设置有手柄(3)。
5.根据权利要求1所述的低频阵列涡流定位定量分析方法,其特征在于,步骤A中所述导向胶轮(4)有4个,分别两两设置在探头壳体底板的两侧,导向胶轮的底部伸出探头壳体的下端面,且均呈向下、向内倾斜设置。
6.根据权利要求1所述的低频阵列涡流定位定量分析方法,其特征在于,步骤A中所述探头壳体(1)上设置有与探头插座(2)相连的冻结调零开关(6)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111351839B (zh) * 2018-12-20 2023-08-22 核动力运行研究所 一种传热管涡流信号自动标定与校验方法
CN109884182B (zh) * 2019-04-04 2022-08-09 中国兵器科学研究院宁波分院 一种涡流c扫描成像检测方法
CN110308210B (zh) * 2019-07-26 2024-04-09 吉林省电力科学研究院有限公司 同时用于远场涡流和声脉冲检测非铁磁性换热器管束缺陷的灵敏度标定样管
CA3135238A1 (en) * 2020-12-08 2022-06-08 Russell Nde Systems Inc. Apparatus and method of detecting defects in boiler tubes
CN113514540B (zh) * 2021-04-25 2023-11-14 爱德森(厦门)电子有限公司 一种提高涡流检测线圈分辨能力的方法和装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6768298B2 (en) * 2001-07-17 2004-07-27 Transportation Technology Center, Inc. Transverse crack detection in rail head using low frequency eddy currents
JP6024589B2 (ja) * 2013-05-13 2016-11-16 Jfeスチール株式会社 内部欠陥測定装置
CN104407044A (zh) * 2014-12-08 2015-03-11 中国特种设备检测研究院 基于低频电磁技术检测炉管缺陷的方法
CN105738465B (zh) * 2016-02-29 2019-09-03 西安热工研究院有限公司 基于低频电磁技术的锅炉水冷壁管的缺陷检测设备及方法
CN106680741B (zh) * 2016-10-17 2019-05-17 北京工业大学 一种铁磁材料损伤检测用高灵敏度扫描式低频电磁传感器
CN106370723A (zh) * 2016-11-14 2017-02-01 中国计量大学 一种基于低频涡流的金属类特种设备损伤检测系统
CN206208836U (zh) * 2016-11-16 2017-05-31 越策联合(厦门)检测科技有限公司 手持式低频涡流检测装置

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