CN111897013A - 一种铁磁性不锈钢管内铁磁性堵塞物定量电磁检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铁磁性不锈钢管内铁磁性堵塞物定量电磁检测方法，属于电厂锅炉高温受热面无损检测的技术领域。在被检管的周向上布置多个磁桥路，采用有限元计算技术，计算出氧化皮横截面堵塞率与多通道检测值的对应关系，拟合出横截面积堵塞率与多通道检测值的关系曲线，使多磁桥路检测值与氧化皮占横截面积堵塞率具有线性关系；校验多通道检测数据与氧化皮横截面积堵塞率的关系曲线，自动生成检测报告。有益效果是，具有更高的定量精度；管周向覆盖率更高，检测过程中只需沿待检测管纵向扫查即可，较现有检测技术提高了检测效率。
Description
技术领域
本发明属于电厂锅炉高温受热面无损检测的技术领域，尤其涉及一种锅炉铁磁性不锈钢管内氧化皮堵塞面积与管内孔面积之比(简称横截面积堵塞率)的定量方法。
背景技术
超临界、超超临界火电机组的锅炉在高温环境下，受热面管道内表面受到严重的水蒸气氧化影响，造成管道内壁氧化膜(氧化皮)发生剥落与堆积，导致了管壁局部高温蠕变，容易发生爆管事故。因此及时检测与评估管道内氧化皮的堆积程度，对维护管道的安全运行具有重要意义。
锅炉管内氧化皮堵塞的无损检测方法主要有射线检测和磁性检测。射线检测虽然能够显示出管内氧化皮堆积状态，但检测工艺比较复杂、检测时间长、对检测环境要求高及对人体伤害较大，不适用于工业现场检测。
磁性检测技术主要使用单通道检测技术，通过对铁磁性不锈钢管外壁施加磁场将堆积的氧化皮进行磁化，利用单通道测磁元件测量管外壁的磁场变化，实现对铁磁性受热面管内氧化皮堵塞率的测量。现探测器由磁化器和测量磁场原件组成，磁化器由永久磁铁和衔铁组成，形成“π”字形磁化装置，测量磁场元件放置在待测管外壁，测量管外壁轴向磁场强度，如图1所示。管内氧化皮主要成分为Fe3O4，属于良导磁材料。氧化皮对磁场分布的影响如图2a、图2b所示，当管内无氧化皮时，测量点处的测磁元件会检测到沿管壁的轴向磁场，如图2a所示。当管内有氧化皮时，由于氧化皮导磁性较强，磁力线会向氧化皮中偏聚，磁力线分布如图2b所示，测磁元件检测到的磁场强度则会下降。所以可以通过测量轴向磁场强度的下降，判断管内有无氧化皮堵塞。但计算和实验结果表明，如果氧化皮横截面堵塞率达到10％，单通道检测方法的数值就会达到饱和。
现对氧化皮堵塞量危害程度的判断是通过对横截面积堵塞率的定量检测得出的，标准”DL 1324-2014锅炉铁磁性不锈钢管内氧化皮堆积磁性检测技术导则”规定：(1)当横截面堵塞率小于20％时，处置建议是：无需处理；(2)当横截面堵塞率大于20％，小于50％时，处置建议是：监督运行，必要时可割管清理；(3)当横截面堵塞率大于50％时，处置建议是：割管清理。所以检测设备对氧化皮横截面积堵塞率的定量测量十分重要，但现有磁性检测技术无法对氧化皮堵塞面积精确定量，导致误判事故频频发生，影响电厂检测效率。当管内氧化皮堆积厚度较大时，单通道氧化皮检测技术检测到的信号很容易趋于饱和(当横截面堵塞率大于10％，检测值便趋于饱和)，仅能判断管内有无氧化皮，难以实现对管内氧化皮堵塞率的定量检测。
发明内容
本发明提供一种铁磁性不锈钢管内铁磁性堵塞物定量电磁检测方法，以解决对铁磁性不锈钢管内氧化皮堵塞率无法精确定量检测的问题。
本发明采取的技术方案：包括下列步骤：
(1)利用现有氧化皮检测磁路技术，在被检管的周向上布置多个磁桥路，每个磁桥路能够检测被检管某个角度范围内的氧化皮堆积情况，合理布置这些磁桥路在被检管的周向位置；
(2)采用有限元计算技术，计算出氧化皮横截面堵塞率与多通道检测值的对应关系，拟合出横截面积堵塞率与多通道检测值的关系曲线，使多磁桥路检测值与氧化皮占横截面积堵塞率具有线性关系；
(3)设计相关标准校准试块，校验多通道检测数据与氧化皮横截面积堵塞率的关系曲线，使其更加符合实际检测情况；
(4)自动保存检测数据，回放检测结果，自动生成检测报告。
本发明所述的步骤(1)中，在被检管的周向上布置2～5个磁桥路。
本发明所述的步骤(1)中，使得这些磁桥路各自检测区域相互连接起来，对管内氧化皮的检测区域无空白，相互间无磁化场影响，实现对管内氧化皮的检测。
本发明的有益效果是：
(1)较现有氧化皮堵塞率定量检测技术，本发明的检测技术具有更高的定量精度；
(2)本发明的多个磁桥路检测技术，管周向覆盖率更高，检测过程中只需沿待检测管纵向扫查即可，较现有检测技术提高了检测效率；
(3)设计相关的校准试块，使用其校准现有的检测算法，使检测技术精度更高。
附图说明
图1是现有技术单通道氧化皮检测模型；
图2a是现有技术不锈钢管内无氧化皮磁力线分布图；
图2b是现有技术不锈钢管内有氧化皮磁力线分布图。
具体实施方式
实施例1
包括下列步骤：
(1)利用现有氧化皮检测磁路技术，在被检管的周向上布置2个磁桥路，每个磁桥路能够检测被检管某个角度范围内的氧化皮堆积情况，合理布置这些磁桥路在被检管的周向位置，使得它们的各自检测区域相互连接起来，对管内氧化皮的检测区域无空白，相互间无磁化场影响，实现对管内氧化皮的检测；
(2)采用有限元计算技术，计算出氧化皮横截面堵塞率与多通道检测值的对应关系，拟合出横截面积堵塞率与多通道检测值的关系曲线，使多个磁桥路检测值与氧化皮占横截面积堵塞率具有线性关系；
(3)设计相关标准校准试块，校验多通道检测数据与氧化皮横截面积堵塞率的关系曲线，使其更加符合实际检测情况；
(4)自动保存检测数据，回放检测结果，自动生成检测报告。
实施例2
包括下列步骤：
(1)利用现有氧化皮检测磁路技术，在被检管的周向上布置4个磁桥路，每个磁桥路能够检测被检管某个角度范围内的氧化皮堆积情况，合理布置这些磁桥路在被检管的周向位置，使得它们的各自检测区域相互连接起来，对管内氧化皮的检测区域无空白，相互间无磁化场影响，实现对管内氧化皮的检测；
(2)采用有限元计算技术，计算出氧化皮横截面堵塞率与多通道检测值的对应关系，拟合出横截面积堵塞率与多通道检测值的关系曲线，使多个磁桥路检测值与氧化皮占横截面积堵塞率具有线性关系；
(3)设计相关标准校准试块，校验多通道检测数据与氧化皮横截面积堵塞率的关系曲线，使其更加符合实际检测情况；
(4)自动保存检测数据，回放检测结果，自动生成检测报告。
实施例3
包括下列步骤：
(1)利用现有氧化皮检测磁路技术，在被检管的周向上布置5个磁桥路，每个磁桥路能够检测被检管某个角度范围内的氧化皮堆积情况，合理布置这些磁桥路在被检管的周向位置，使得它们的各自检测区域相互连接起来，对管内氧化皮的检测区域无空白，相互间无磁化场影响，实现对管内氧化皮的检测；
(2)采用有限元计算技术，计算出氧化皮横截面堵塞率与多通道检测值的对应关系，拟合出横截面积堵塞率与多通道检测值的关系曲线，使多个磁桥路检测值与氧化皮占横截面积堵塞率具有线性关系；
(3)设计相关标准校准试块，校验多通道检测数据与氧化皮横截面积堵塞率的关系曲线，使其更加符合实际检测情况；
(4)自动保存检测数据，回放检测结果，自动生成检测报告。
Claims (3)
1.一种铁磁性不锈钢管内铁磁性堵塞物定量电磁检测方法，其特征在于：包括下列步骤：
(1)利用现有氧化皮检测磁路技术，在被检管的周向上布置多个磁桥路，每个磁桥路能够检测被检管某个角度范围内的氧化皮堆积情况，合理布置这些磁桥路在被检管的周向位置；
(2)采用有限元计算技术，计算出氧化皮横截面堵塞率与多通道检测值的对应关系，拟合出横截面积堵塞率与多通道检测值的关系曲线，使多磁桥路检测值与氧化皮占横截面积堵塞率具有线性关系；
(3)设计相关标准校准试块，校验多通道检测数据与氧化皮横截面积堵塞率的关系曲线，使其更加符合实际检测情况；
(4)自动保存检测数据，回放检测结果，自动生成检测报告。
2.根据权利要求1所述的一种铁磁性不锈钢管内铁磁性堵塞物定量电磁检测方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，在被检管的周向上布置2～5个磁桥路。
3.根据权利要求1所述的一种铁磁性不锈钢管内铁磁性堵塞物定量电磁检测方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，使得这些磁桥路各自检测区域相互连接起来，对管内氧化皮的检测区域无空白，相互间无磁化场影响，实现对管内氧化皮的检测。
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