CN108572217A - 一种氧化皮检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种氧化皮检测方法，线数据连接的检测探头部和检测设备终端，其中：检测探头部包括主体支架、第一传动环状支架、第二传动环状支架、控制模块、第一传动模块、第二传动模块、第一探头组件、第二探头组件和通讯模块；通过第一传动环状支架与第二传动环状支架分别套设于待测管道外壁；进而，控制模块控制第一传动模块和第二传动模块驱动主体支架移动；并接收第一探头组件的检测数据和/或第二探头组件的检测数据；根据第一探头组件的检测数据和/或第二探头组件的检测数据确认待测管道内的氧化堆积情况。

Description

一种氧化皮检测方法及装置

技术领域

本发明涉及无损检测技术，具体涉及一种氧化皮检测方法及装置。

背景技术

随着社会发展和技术进步，高参数和大容量的发电机组，已逐步成为我国各大电厂的主力机组。不锈钢材料具有较高的抗氧化和抗高温腐蚀性能，因此，大容量机组的过热器、再热器等主要部件及主蒸汽管道，常采用性能优良的不锈钢材料。然而，经过一段时间运行后，不锈钢管内会产生氧化皮的脱落和堆积，经常引起管道堵塞及爆管。但经常有检修单位力量不足，焊接、金属检验水平不高，大、小修时只重视锅炉本体及压力容器，忽视炉外小管道的情况，再加上炉外小管道多，检修质量难以保证。

随着居民用电量提高，电厂生产压力过大，检修时间过少，对炉外小管道的质量把控不过关，则需一种快速检测氧化皮的方法，可预防管道堵塞及爆管。

针对氧化皮脱落的问题，目前常用超声波进行检测，采用超声波对锅炉管子内壁的氧化皮测厚时，由于受到超声波半波长的限制，所以测量的准确度较低。

发明内容

本发明提供一种氧化皮检测方法，基于弱磁检测以地球的磁场为磁源，在地磁场环境下，由于工件材质均匀处与不连续处存在相对磁导率的差异，导致磁力线穿过工件后，各处磁能量衰减的程度不同，据此获取磁场信号的变化，对异常磁信号进行分析和处理，以进行管内成像，对堵塞的炉外小管道进行疏通或清理，对不能清理的炉外小管道进行更换，即找到最需更换的管道的方法。

一种氧化皮检测方法，以弱磁检测为原理，包括以下步骤：

步骤a，管内爬行机构在炉外小管道内爬行至氧化皮堆积处；

步骤b，管内疏通机构在炉外小管道内打通堵塞的氧化皮或清理管道内壁的氧化皮；

步骤c，测磁传感器采集疏通后锅炉炉外小管道外壁磁场强度的信号，同时将该信号传送至信号采集处理单元；

步骤d，处理单元将磁信号初步处理后，通过网络传递给处理器进行数据处理，经成像算法得管内被氧化皮堵塞的图像，并计算氧化皮的当量值、堵塞长度、堵塞厚度、堵塞度及下次清理时间或换管时间。

优选地，成像算法选自感应式磁声成像算法或磁性粒子成像重建算法。

优选地，当相对磁导率为μ的试件，存在一处相对磁导率为μ′的缺陷，在被测试件某方向上的磁感应强度分量为B，用箭头表示。若低磁导率中夹杂着μ′＜μ，磁力线受到缺陷的排斥作用，导致与空气接触区域的磁场强度变大，即大于无缺陷时的磁场强度。在缺陷处的磁场强度，将显示为一个往上凸起的异常波形。若在高磁导率中夹杂着μ′＞μ，磁力线受到缺陷的吸引作用，导致与空气接触区域的磁场强度变小，即小于无缺陷时的磁场强度。在缺陷处的磁场强度，将显示为一个往下突出的异常波形。通过测磁传感器，可采集磁场的异常变化，经过数据处理后，可对缺陷进行判断和分析。

更优选地，当待检测管为不锈钢管时，得一向下突出的磁异常波形即为存在氧化皮。

本发明的另一方面提供了一种氧化皮检测装置，包括：无线数据连接的检测机器人、检测探头部和检测设备终端，其中：

检测机器人包括一爬行机构、疏通机构、第一控制模块和第一通讯模块，所述疏通机构安装于爬行机构上，所述爬行机构和疏通机构分别与第一控制模块电连接，所述第一控制模块与第一通讯模块电连接，所述爬行机构在炉外小管道内爬行，所述疏通机构将炉外小管道内堵塞的氧化皮打通或炉外小管道内壁氧化皮清除；

检测探头部包括探头组件和第二通讯模块；

所述检测设备终端与所述第一、第二通讯模块无线连接，用于在检测机器人疏通管道后计算检测探头部所检测数据，确认所述待测管道内的氧化皮堆积情况，并推算下次管道疏通时间或换管时间。

作为一种较佳的实施方案，所述疏通机构包括顺次连接的活动臂、一截面为圆形的疏通片和疏通片外缘设置的可收取的清理环，所述活动臂控制疏通片压向管道内堵塞部位，所述活动臂控制清理环刮向管道内壁氧化皮；

所述清理环包括若干支架及活动连接在支架的支撑骨，所述支架安装于疏通片上，相邻支架的支撑骨通过一支撑杆将支撑骨支撑成一弧；

所述第一控制模块，用于控制爬行机构在管道内爬行，和疏通机构在管道内疏通或清理氧化皮，以及向第一通讯模块接收命令；

所述第一通讯模块，用于接收所述检测设备终端发来的命令，并将命令传给第一控制模块；

所述检测探头部包括主体支架、第一传动环状支架、第二传动环状支架、第二控制模块、第一传动模块、第二传动模块、第一探头组件、第二探头组件和第二通讯模块；

所述主体支架套设于所述第一传动环状支架和所述第二传动环状支架之间；所述第一传动环状支架的平面与所述第二传动环状支架的平面平行；所述第一传动模块设置于所述第一传动环状支架上，并与所述第二控制模块电连接；所述第二传动模块设置于所述第二传动环状支架上，并与所述第二控制模块电连接；

所述第一传动环状支架与所述第二传动环状支架分别套设于待测管道外壁；

所述第一探头组件和第二探头组件为磁阵探头或超声探头，用于管道内异物检测；

所述第二控制模块，用于控制所述第一传动模块和所述第二传动模块驱动所述主体支架移动；还用于接收所述第一探头组件的检测数据和/或所述第二探头组件的检测数据；更佳地，可根据所述第一探头组件的检测数据和/或所述第二探头组件的检测数据确认所述待测管道内的氧化堆积情况；

所述检测设备终端，发送疏通或清理命令给所述第一通讯模块，所述疏通命令包含堵塞管道氧化皮推进，即向管道内堵塞的氧化皮沿管延伸方向施加一推力以疏通管道的命令，所述清理命令包含管道内壁氧化皮沿管延伸方向清理；所述检测设备终端发送位移命令给所述第一或第二通讯模块，所述位移命令包含预定位置；

所述第二控制模块，还用于根据所述位移命令控制所述第一传动模块和所述第二传动模块驱动所述主体支架移动至所述预定位置。

可选的，所述第二通讯模块，还用于向所述检测设备终端发送所述第一探头组件的检测数据和/或所述第二探头组件的检测数据；

所述检测设备终端，还用于根据所述第一探头组件的检测数据和/或所述第二探头组件的检测数据确认所述待测管道内的氧化堆积情况。

可选的，所述检测设备终端，还用于控制所述爬行机构和/或所述疏通机构开启或关闭。

可选的，所述检测设备终端，还用于根据所述第一探头组件的检测数据和/或所述第二探头组件的检测数据确认所述疏通机构是否采用疏通片和/或清理环处理管道内氧化皮。

可选的，所述检测设备终端，还用于控制所述第一探头组件和/或所述第二探头组件开启或关闭。

可选地，第一探头组件或第二探头组件设有多个磁场敏感元件，且每一磁场敏感元件配置一永磁体或所有磁场敏感元件共用一片状永磁体；用于检测来自管内氧化物的杂散磁场强度以实现管道内氧化物检测。

本发明实施例提供的氧化皮检测方法及装置，可有效改善因不锈钢材料和氧化皮的磁导率存在差异，而利用弱磁检测原理，对大型电站锅炉过热器、再热器等管内氧化皮的存量进行检测，对堵塞的炉外小管道进行疏通或清理，对不能清理的炉外小管道进行更换，即找到最需更换的管道的方法。本发明提供便携式氧化皮检测装置，能高效、精确地检测不锈钢管内氧化皮堆积情况，并将堵塞管道疏通，或堆积不明显的管道内壁氧化皮清理，具有便于携带、使用简便等优点，可最大限度利用炉外小管道，并对检测的管内壁氧化皮状况进行计算分析，确定最急需更换的管道。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种氧化皮检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种氧化皮检测装置剖面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种氧化皮检测装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的检测机器人一种疏通机构的使用状态图。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的一种氧化皮检测装置的结构示意图，参见图1，该氧化皮检测装置，包括：无线数据连接的检测机器人、检测探头部10和检测设备终端(图中未显示)，其中：

检测机器人包括一爬行机构、疏通机构202、第一控制模块(图中未显示)和第一通讯模块(图中未显示)，所述疏通机构202安装于爬行机构上，所述爬行机构和疏通机构分别与第一控制模块电连接，所述第一控制模块与第一通讯模块电连接；

检测探头部10包括主体支架100、第一传动环状支架101a、第二传动环状支架101b、控制模块102、第一传动模块103a、第二传动模块103b、第一探头组件104a、第二探头组件104b和通讯模块105；

主体支架100套设于第一传动环状支架101a和第二传动环状支架101b之间；第一传动环状支架101a的平面与第二传动环状支架101b的平面平行；第一传动模块103a设置于第一传动环状支架101a上，并与控制模块102电连接；第二传动模块103b设置于第二传动环状支架101b上，并与控制模块102电连接；

第一传动环状支架101a与第二传动环状支架101b分别套设于待测管道外壁；

控制模块102，用于控制第一传动模块103a和第二传动模块103b驱动主体支架100移动；还用于接收第一探头组件104a的检测数据和/或第二探头组件104b的检测数据；根据第一探头组件104a的检测数据和/或第二探头组件104b的检测数据确认待测管道内的氧化堆积情况。

具体的，图2为本发明实施例提供的一种氧化皮检测方法剖面结构示意图，参见图2，其仅示出了第一传动环状支架101a套设于该待测管道外壁的情形，其中该第一传动环状支架101a包含了四个第一传动模块103a，其个数仅为示例说明，本实施例不予限定。进一步地，通过四个第一传动模块103a可以将该第一传动环状支架101a有效的固定在该待测管道外壁上，进一步地，该第一传动环状支架101a可以具有电机和轮组(图中未示出)，以便在该待测管道外壁上移动。进一步地，该第一传动环状支架101a还设置有两个第一探头组件104a，用于对待测管道内部的氧化堆积情况进行探测。可选的，本发明实施例中提供的探头可以通过涡流感应技术或磁场探测技术等方式，获取氧化堆积情况。此处不予限定。

本发明实施例提供的氧化皮检测装置，通过第一传动环状支架与第二传动环状支架分别套设于待测管道外壁；进而，控制模块控制第一传动模块和第二传动模块驱动主体支架移动；并接收第一探头组件的检测数据和/或第二探头组件的检测数据；根据第一探头组件的检测数据和/或第二探头组件的检测数据确认待测管道内的氧化堆积情况。实现了氧化皮检测方法自主在待测管道上移动并进行相应检测，提高了检测效率，降低了操作成本。

为了便于对该氧化皮检测方法进行控制，可以通过检测设备终端，例如智能手机、平板电脑等进行控住，下面提供一种可能的实现方式：在图1的基础上，图3为本发明实施例提供的另一种氧化皮检测方法的结构示意图，参照图3，该氧化皮检测方法还包括：检测设备终端20；检测设备终端20与通讯模块105无线连接；

检测设备终端20，发送位移命令给通讯模块105，位移命令包含预定位置；

控制模块102，还用于根据位移命令控制第一传动模块103a和第二传动模块103b驱动主体支架100移动移动至预定位置。

进一步地，通讯模块105，还用于向检测设备终端20发送第一探头组件104a的检测数据和/或第二探头组件104b的检测数据；

检测设备终端20，还用于根据第一探头组件104a的检测数据和/或第二探头组件104b的检测数据确认待测管道内的氧化堆积情况。

进一步地，检测设备终端，还用控制第一探头组件104a和/或第二探头组件104b开启或关闭。

见图4，疏通机构202包括顺次连接的活动臂2021、一截面为圆形的疏通片2022和疏通片外缘设置的可收取的清理环2023，所述活动臂控制疏通片压向管道内堵塞部位，所述活动臂控制清理环刮向管道内壁氧化皮。

进一步，所述清理环2023包括若干支架20231及活动连接在支架的支撑骨20232，所述支架安装于疏通片上，相邻支架的支撑骨通过一支撑杆20233将支撑骨支撑成一弧。

应用上述装置检测氧化皮的方法，以弱磁检测为原理，包括以下步骤：

步骤a，管内爬行机构在炉外小管道内爬行至氧化皮堆积处；

步骤b，管内疏通机构在炉外小管道内打通堵塞的氧化皮或清理管道内壁的氧化皮；

步骤c，测磁传感器采集疏通后锅炉炉外小管道外壁磁场强度的信号，同时将该信号传送至信号采集处理单元；

步骤d，处理单元将磁信号初步处理后，通过网络传递给处理器进行数据处理，经成像算法得管内被氧化皮堵塞的图像，并计算氧化皮的当量值、堵塞长度、堵塞厚度、堵塞度及下次清理时间或换管时间。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.氧化皮检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤a，管内爬行机构在炉外小管道内爬行至氧化皮堆积处；

步骤b，管内疏通机构在炉外小管道内打通堵塞的氧化皮或清理管道内壁的氧化皮；

步骤c，测磁传感器采集疏通后锅炉炉外小管道外壁磁场强度的信号，同时将该信号传送至信号采集处理单元；

步骤d，处理单元将磁信号初步处理后，通过网络传递给处理器进行数据处理，经成像算法得管内被氧化皮堵塞的图像，并计算氧化皮的当量值、堵塞长度、堵塞厚度、堵塞度及下次清理时间或换管时间。

2.一种氧化皮检测装置，其特征在于：所述检测装置包括无线数据连接的检测机器人、检测探头部和检测设备终端，其中：

所述检测机器人包括一爬行机构、疏通机构、第一控制模块和第一通讯模块，所述疏通机构安装于爬行机构上，所述爬行机构和疏通机构分别与第一控制模块电连接，所述第一控制模块与第一通讯模块电连接，所述爬行机构在炉外小管道内爬行，所述疏通机构将炉外小管道内堵塞的氧化皮打通或炉外小管道内壁氧化皮清除；

检测探头部包括探头组件和第二通讯模块；

所述检测设备终端与所述第一、第二通讯模块无线连接，用于在检测机器人疏通管道后计算检测探头部所检测数据，确认所述待测管道内的氧化皮堆积情况，并推算下次管道疏通时间或换管时间。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于：所述疏通机构包括顺次连接的活动臂、一截面为圆形的疏通片和疏通片外缘设置的可收取的清理环，所述活动臂控制疏通片压向管道内堵塞部位，所述活动臂控制清理环刮向管道内壁氧化皮。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于：所述清理环包括若干支架及活动连接在支架的支撑骨，所述支架安装于疏通片上，相邻支架的支撑骨通过一支撑杆将支撑骨支撑成一弧。

5.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于：所述第一控制模块，用于控制爬行机构在管道内爬行，和疏通机构在管道内疏通或清理氧化皮，以及向第一通讯模块接收命令。

6.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于：所述第一通讯模块，用于接收所述检测设备终端发来的命令，并将命令传给第一控制模块。

7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：检测探头部包括主体支架、第一传动环状支架、第二传动环状支架、第二控制模块、第一传动模块、第二传动模块、第一探头组件、第二探头组件和第二通讯模块；所述主体支架套设于所述第一传动环状支架和所述第二传动环状支架之间；所述第一传动环状支架的平面与所述第二传动环状支架的平面平行；所述第一传动模块设置于所述第一传动环状支架上，并与所述第二控制模块电连接；所述第二传动模块设置于所述第二传动环状支架上，并与所述第二控制模块电连接；所述第一传动环状支架与所述第二传动环状支架分别套设于待测管道外壁；所述第一探头组件和第二探头组件为磁阵探头或超声探头，用于管道内异物检测；所述第二控制模块，用于控制所述第一传动模块和所述第二传动模块驱动所述主体支架移动；还用于接收所述第一探头组件的检测数据和/或所述第二探头组件的检测数据；所述第二控制模块可根据所述第一探头组件的检测数据和/或所述第二探头组件的检测数据确认所述待测管道内的氧化堆积情况；所述检测设备终端，所述检测设备终端，发送疏通或清理命令给所述第一通讯模块，所述疏通命令包含堵塞管道氧化皮推进，所述清理命令包含管道内壁氧化皮沿管延伸方向清理；所述检测设备终端发送位移命令给所述第一或第二通讯模块，所述位移命令包含预定位置。