CN109932417A - 高温压力管道的安全性能检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供高温压力管道的安全性能检测方法，包括步骤a，由氧化皮检测装置采集锅炉管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b，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、堵塞厚度及堵塞度。与现有技术相比，本发明提供的高温压力管道的安全性能检测方法实现了高温管道内氧化皮无损检测装置自主在待测管道上移动并进行相应检测，提高了检测效率，且极大程度增加了人工检测安全，降低了操作成本，此外针对高温管道增设了隔热层以保证探头的安全检测。

Description

高温压力管道的安全性能检测方法

技术领域

本发明涉及无损检测技术，具体涉及一种高温压力管道的安全性能检测方法。

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，日积月累后，将引起管道堵塞和水管爆裂。为此，及时检测和发现管内氧化皮的脱落状态，对机组的安全运行有着重大的意义。

针对氧化皮脱落的问题，目前常用超声波和射线进行检测，但这些检测方法存在诸多不足，采用射线检测时，检测费用较高，且检测灵敏度低，少量沉积的氧化物或管壁较厚时，难以辨认，容易漏检。同时，射线检测具有危害性，检测时，影响其他检修工作的进行，拖延了工期。采用超声波对锅炉管子内壁的氧化皮测厚，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

本发明提供一种高温压力管道的安全性能检测方法，主要是通过弱磁检测为原理检测管道各段磁信号，采用自动可旋转式无线探头实现，用于提高了检测效率，提升了操作安全，且降低了操作成本。

本发明提供了一种高温压力管道的安全性能检测方法，主要是检测管道氧化皮含量，包括以下步骤：

步骤a，由氧化皮检测装置采集锅炉管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b，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、堵塞厚度及堵塞度；

其中所述氧化皮检测装置包括：无线数据连接的检测探头部和终端检测设备，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；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，用于管道内氧化皮检测；所述控制模块，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；所述终端检测设备与所述通讯模块无线连接；所述终端检测设备，发送位移命令给所述通讯模块，所述位移命令包含预定位置；

所述控制模块，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移动至所述预定位置。

可选的，所述通讯模块，还用于向所述终端检测设备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；

所述终端检测设备，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，所述终端检测设备，还用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。

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。

更优选地，通过所得波形判断管道目前安全性能，预设安全图形，如果超过安全范围，则发出警报信号。

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皮检测。

可选地，检测探头部外设有可拆卸的隔热层，可针对高温管道进行检测。此外，可进一步配合降温装置使用以保证检测的安全性。

此外，为了保证进一步增加该无损检测装置的自动化程度，还增设一行走部，用于实现检测探头部沿管道自动行走，该行走部包括伸缩组件和行走组件，伸缩组件分别独立地连接检测探头部和行走组件，行走组件经驱动后带动整个检测探头部沿管道行进。

优选地，所述伸缩组件为一端固定的螺纹管，非固定端连接就检测。

优选地，行走组件为包括两组，分别设于探测探头部和伸缩组件固定端。更优选地，每组所述行走组件包括两组轮架，两组轮架错位分布。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述行走组件还包括驱动组件。

所述行走组件的每组轮架设有两个行走轮，两个行走轮对称分布。两组所述轮架的行走轮通过一个电机驱动。

所述轮架通过调整组件调节两个行走轮之间的距离。

本发明实施例提供的高温压力管道的安全性能检测方法的氧化皮检测装置，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；此外超声探头采用多个向心排布的晶片进行管道的厚度测量从而检测其内壁腐蚀程度，并针对不同规格的管道配备尺寸不同的楔块，与现有技术相比，该超声探头极大的减少了管道厚度测量过程中探头移动的次数，并且测量不同规格的管道时仅需更换制作成本低廉的楔块，而不需要更换整个探头，具有测量效率高的特点、测量成本低的特点，可广泛应用于管道内壁腐蚀检测及其相关领域；且实现了高温管道内氧化皮无损检测装置自主在待测管道上移动并进行相应检测，提高了检测效率，且极大程度增加了人工检测安全，降低了操作成本，此外针对高温管道增设了隔热层以保证探头的安全检测。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种高温管道内氧化皮无损检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种高温管道内氧化皮无损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高温管道内氧化皮无损检测装置的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的超声探头的一种优选实施方式；

图5为超声探头的探头壳体的结构示意图；

图6为超声探头的压电晶片在发射面上的排布示意图；

图7为超声探头的楔块的结构示意图；

其中，10、检测探头部；100、主体支架；101a、第一传动环状支架；101b、第二传动环状支架；102、控制模块；103a、第一传动模块；103b、第二传动模块；104a、第一探头组件；104b、第二探头组件；1041、探头壳体；1042、楔块；1043、发射面；1044、压电晶片；1045、连接面；1046、测量面；105、通讯模块；20、终端检测设备。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的一种高温管道内氧化皮无损检测装置的结构示意图，参见图1，该高温管道内氧化皮无损检测装置，包括：无线数据连接的检测探头部10和终端检测设备(图中未显示)，其中：

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高温管道内氧化皮无损检测装置剖面结构示意图，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高温管道内氧化皮无损检测装置，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。实现了高温管道内氧化皮无损检测装置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。

为了便于对该高温管道内氧化皮无损检测装置进行控制，可以通过终端检测设备，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高温管道内氧化皮无损检测装置的结构示意图，参照图3，该高温管道内氧化皮无损检测装置还包括：终端检测设备20；终端检测设备20与通讯模块105无线连接；

终端检测设备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，还用于向终端检测设备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；

终端检测设备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，终端检测设备，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。

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，由测磁传感器采集锅炉管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b，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、堵塞厚度及堵塞度。

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.高温压力管道的安全性能检测方法，通过待测管道氧化皮含量判断安全性能，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a，由氧化皮检测装置采集锅炉管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b，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、堵塞厚度及堵塞度；

其中所述氧化皮检测装置包括：无线数据连接的检测探头部和终端检测设备，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；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，用于管道内氧化皮检测；所述控制模块，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；所述终端检测设备与所述通讯模块无线连接；所述终端检测设备，发送位移命令给所述通讯模块，所述位移命令包含预定位置；

所述控制模块，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移动至所述预定位置。

可选的，所述通讯模块，还用于向所述终端检测设备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；

所述终端检测设备，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。

2.根据权利要求1所述的高温压力管道的安全性能检测方法，其特征在于：所述终端检测设备，还用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。

3.根据权利要求1所述的高温压力管道的安全性能检测方法，其特征在于：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。

4.根据权利要求1所述的高温压力管道的安全性能检测方法，其特征在于：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。

5.根据权利要求1所述的高温压力管道的安全性能检测方法，其特征在于：通过所得波形判断管道目前安全性能，预设安全图形，如果超过安全范围，则发出警报信号。

6.根据权利要求1所述的高温压力管道的安全性能检测方法，其特征在于：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皮检测。

7.根据权利要求1所述的高温压力管道的安全性能检测方法，其特征在于：检测探头部外设有可拆卸的隔热层，可针对高温管道进行检测。