CN113819835A - 炉管内壁腐蚀坑检测方法 - Google Patents

炉管内壁腐蚀坑检测方法 Download PDF

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CN113819835A CN202111114846.4A CN202111114846A CN113819835A CN 113819835 A CN113819835 A CN 113819835A CN 202111114846 A CN202111114846 A CN 202111114846A CN 113819835 A CN113819835 A CN 113819835A
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李勇军
梁瀚钊
李志刚
姚舜
覃健彬
冯宗建
陈超
蓝焱
张赞赞
甘若谷
林华
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • G01B7/10—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using magnetic means, e.g. by measuring change of reluctance

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Abstract

本发明揭示了一种炉管内壁腐蚀坑检测方法，先制作一根校正管，在校正管上开两个直径相同、深度不同的孔用来模拟内壁腐蚀坑，接着用低频电磁设备依次扫查两个平底孔并获得其各自的最高相位值，然后对待测的锅炉炉管进行低频电磁检测得到相应内壁腐蚀坑的最高相位值，对这些数据进行处理后获得锅炉炉管内壁腐蚀坑处的剩余壁厚。本发明具有检测工序简单、无须对工件表面进行打磨清理、成本低等优点。

Description

炉管内壁腐蚀坑检测方法
技术领域
本发明涉及炉管缺陷检测技术领域，具体而言，涉及一种炉管内壁腐蚀坑检测方法。
背景技术
锅炉炉管的诸多失效模式中内壁腐蚀是比较常见也是一个难以解决的问题。在锅炉炉管的腐蚀减薄中，壁厚的均匀减薄只是炉管壁厚减薄的一小部分，大部分情况都是局部减薄甚至是点状腐蚀减薄。对局部减薄特别是点状腐蚀减薄，在炉管外部很难找准具体的位置进行测厚以确定剩余壁厚。目前，国内外内壁腐蚀坑缺陷无损检测的技术主要有低频电磁检测技术、漏磁检测技术和超声检测技术。
低频电磁技术的工作原理是通过外部马蹄形驱动线圈将低频磁场注入管道壁中，使磁场的返回路径穿过要检测的区域，而通过的低频磁场在检测区域的缺陷上产生磁场畸变。利用传感器线圈直接测量缺陷区域上方的磁场来检测缺陷，瑕疵或缺陷会导致该区域的磁通线变形或不同于预期。将这种磁场畸变测量以相位或振幅的变化呈现出来，并经过适当的信号处理，可以判断锅炉炉管内壁是否存在腐蚀坑。
低频电磁检测技术与采用直流或是永磁铁磁化的漏检检测技术比较，低频电磁检测技术采用的是不饱和磁化，它具有剩磁小、检测设备体积小、重量轻、操作简便等优点，对表面清洁度要求不高，表面锈蚀不会对检测产生影响。与超声检测技术相比，低频电磁检测技术采用干式非接触方法检测，对被检测的水冷壁管表面要求不高，可对管道进行快速检测。
鉴于漏磁检测技术、超声检测技术存在上述局限性，选择低频电磁检测技术检测锅炉炉管的内壁腐蚀坑具有更大的优势。但是，目前低频电磁技术仍处于定性检测的阶段，即通过相位或振幅来判断锅炉炉管内壁是否存在腐蚀坑，并不能测出腐蚀坑的深度，也就无法得知炉管的剩余壁厚。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种炉管内壁腐蚀坑检测方法，用于解决现有技术中不能检测锅炉炉管内壁腐蚀坑深度的问题。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种炉管内壁腐蚀坑检测方法，该方法包括如下步骤：
(1)制作一根与待检测炉管的材质、规格相同的校正管，将校正管管壁厚度记为δ，在校正管内壁开设两个直径相同、深度不同的孔，该两个孔的深度分别记为δ1、δ2；
(2)设置好低频电磁设备的参数，用低频电磁设备扫查校正管上的两个孔，得到两个孔各自的最高相位值，分别为
Figure BDA0003275199320000021
和
Figure BDA0003275199320000024
(3)保证低频电磁设备的参数不变，对待测锅炉炉管进行检测，将其内壁腐蚀坑的最高相位值记为
Figure BDA0003275199320000022
计算出检测炉管的剩余壁厚δ'，其中，计算公式为：
Figure BDA0003275199320000023
进一步地，步骤(1)中，两个孔的深度δ1、δ2分别为校正管管壁厚度δ的30％和70％。
进一步地，孔为平底孔、球形孔或圆锥形孔。
进一步地，待检测炉管为水冷壁管、过热器管、再热器管或省煤器管
相比于现有技术，本发明的优势在于：
(1)采用低频电磁检测技术，无须对工件表面进行打磨清理；(2)检测工序简单；(3)锅炉炉管剩余壁厚公式可适用于同一材料、规格锅炉炉管剩余壁厚的检测；(4)可以获得比较精确的炉管剩余壁厚值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，并非对本发明的限制。
图1是炉管内壁腐蚀坑检测方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案作进一步非限制性的详细描述。
实施例1
选取已经服役约6.5万小时的水冷壁管作为待测管件，该水冷壁管规格为Φ60×5mm，材质为20G，设计温度为460℃。如图1所示，先制作一根校正管其规格为Φ60×5mm，材质为20G，在校正管上用铣刀开两个直径皆为4mm、深度为管壁厚度δ的30％和70％的平底孔，用来模拟内壁腐蚀坑，这两个平底孔的深度分别记为δ1、δ2，由于管壁厚度δ＝5mm，因此得到δ1＝1.5mm、δ2＝3.5mm。设置好低频电磁设备的参数后，用低频电磁设备扫查校正管上的两个平底孔，得到两个平底孔各自的最高相位值1.6和4.8，分别记为
Figure BDA0003275199320000031
和
Figure BDA0003275199320000032
在保证低频电磁设备参数不变的前提下，对待测锅炉水冷壁管进行检测，发现了在标高约16m处，前墙水冷壁左起第10根存在内壁腐蚀坑，测得其最高相位值为3.2，记为
Figure BDA0003275199320000033
将测出内壁腐蚀坑的最高相位值代入公式
Figure BDA0003275199320000034
得到
Figure BDA0003275199320000035
则该处腐蚀坑的剩余壁厚为2.5mm。其中，整个数据处理过程可以通过计算机来完成，提高分析效率。
实施例2
选取已经服役约1万小时的高温过热器管作为待测管件，该过热器管规格为Φ42×6mm，材质为12Cr1MoVG，设计温度为580℃。如图1所示，先制作一根其规格为Φ42×6mm、材质为12Cr1MoVG的校正管，在校正管上用铣刀开两个直径皆为6mm、深度为管壁厚度δ的30％和70％的球形孔，用来模拟内壁腐蚀坑，这两个平底孔的深度分别记为δ1、δ2，由于管壁厚度δ＝6mm，因此得到δ1＝1.8mm、δ2＝4.2mm。设置好低频电磁设备的参数后，用低频电磁设备扫查校正管上的两个球形孔，得到两个平底孔各自的最高相位值2.4和5.6，分别记为
Figure BDA0003275199320000036
和
Figure BDA0003275199320000037
在保证低频电磁设备参数不变的前提下，对待测锅炉过热器管进行检测，发现了在过热器下弯头往上约0.5m处，左起第8屏前数第1根迎风侧存在内壁腐蚀坑，测得其最高相位值为6.2，记为
Figure BDA0003275199320000038
将测出内壁腐蚀坑的最高相位值代入公式
Figure BDA0003275199320000039
得到
Figure BDA00032751993200000310
对计算结果保留一位小数为1.4，则该处腐蚀坑的剩余壁厚为1.4mm。其中，整个数据处理过程可以通过计算机来完成，提高分析效率。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.炉管内壁腐蚀坑检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)制作一根与待检测炉管的材质、规格相同的校正管，将校正管管壁厚度记为δ，在校正管内壁开设两个直径相同、深度不同的孔，该两个孔的深度分别记为δ1、δ2；
(2)设置好低频电磁设备的参数，用低频电磁设备扫查校正管上的两个孔，得到两个孔各自的最高相位值，分别为
Figure FDA0003275199310000011
和
Figure FDA0003275199310000012
(3)保证低频电磁设备的参数不变，对待测锅炉炉管进行检测，将其内壁腐蚀坑的最高相位值记为
Figure FDA0003275199310000013
计算出检测炉管的剩余壁厚δ'，其中，计算公式为：
Figure FDA0003275199310000014
2.根据权利要求1所述的炉管内壁腐蚀坑检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中，两个孔的深度δ1、δ2分别为校正管管壁厚度δ的30％和70％。
3.根据权利要求1所述的炉管内壁腐蚀坑检测方法，其特征在于：所述孔为平底孔、球形孔或圆锥形孔。
4.根据权利要求1所述的炉管内壁腐蚀坑检测方法，其特征在于：所述待检测炉管为水冷壁管、过热器管、再热器管或省煤器管。
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