CN201407989Y - 一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，包括一U形铁芯，该U形铁芯的两端分别设有能够沿不锈钢管的管径夹向不锈钢管的弯折段，两弯折段的端面的中心垂线相重合；该U形铁芯中设有能够改变其磁场强度的励磁装置；两弯折段的端面分别构成磁场的N、S极，其中一弯折段的端面与不锈钢管的外表面相贴靠，另一弯折段的端面与不锈钢管的外表面之间夹有一磁敏元件，该磁敏元件与电磁检测仪器相连接；U形铁芯的其中一端设有用来适配于不锈钢管的不同管径的长度调节机构。采用该结构后，电磁检测装置能够对不锈钢管内氧化皮进行穿透式检测，以有效地检测出不锈钢管内氧化皮厚度的分布状况，具有检测方便、易实现，检测效果准确的优点。

Description

一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种无损检测装置，特别是涉及一种对奥氏体不锈钢管内氧化皮厚度进行无损检测的装置。

背景技术

无损检测NDT(nondestructive test)是对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检测手段，通过使用NDT，能发现材料或工件内部和表面所存在的缺陷，能测量工件的几何特征和尺寸，能测定材料或工件的内部组成、结构、物理性能和状态等。无损检测技术现已被广泛地应用于各个工业领域中，比如制造业、航天航空、石油化工等领域中。

不锈钢管作为电站常用的热交换器管道，在长期使用过程中，其管道内壁容易生成氧化皮。氧化皮是物质和氧发生化学反应后粘在物体上的一层皮层，氧化皮可生成在不锈钢管内的任何位置，由于氧化皮与不锈钢管之间的热膨胀系数差异较大，在管道温度变化时，氧化皮会因由此产生的热应力而开裂、剥落，在不锈钢管的直管段，剥落的氧化皮容易被流体的流动所带走，而在不锈钢管的U型管段，不但自身剥落的氧化皮不容易被流体的流动所带走，而且直管段所剥落的氧化皮在随流体移动过程中也容易集在U型管段，致使不锈钢管的U型管段所堆集的氧化皮厚度也不断增加，造成管内流体通过的截面积不断减少，这种状况很容易造成爆管，一旦爆管，就会给国家和人民的财产和生命造成重大损失，因此，在不锈钢管的使用过程中，就需要对不锈钢管特别是U型管段内氧化皮的厚度进行检测，以便及时地排除隐患。

公开号为CN1441246A的发明专利申请公开了一种奥氏体不锈钢管内氧化物的磁性无损检测方法及装置，它是从非磁性的奥氏体不锈钢管外部即弯管段的底外壁施加一个稳恒磁场，将管道内部呈强磁性的内氧化物磁化，从管道外部即弯管段的底外壁利用磁场敏感元件检测被磁化的氧化物产生的杂散磁场信号，并通过磁场敏感元件将其转化为电信号进行检测。该方法可以用来检测奥氏体不锈钢管内是否有内氧化物，而且，根据杂散磁场强度与管道内磁性物质数量的正比关系，也能够在一定程度上反映出内氧化物量的多少，但是，仅仅测出不锈钢管内氧化皮的量的多少是不够的，这是因为不锈钢管的弯管段内的氧化皮为二种，一种是原生氧化皮，它是紧密地附着在不锈钢管的管内壁处，这种氧化皮的量的多少基本上能反映出其厚度；另一种是跌落型氧化皮，它是由原生氧化皮开裂、剥落后堆集的部分，跌落型氧化皮之间的接触通常成松散状态，相互之间存在间隙，这种氧化皮的量的多少并不能反映出其厚度，有时，可能量不多但其造成的堵塞却较严重；因此，现有的该检测方法及装置还存在着不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，通过该检测装置能够对不锈钢管内氧化皮进行穿透式检测，以有效地检测出不锈钢管内氧化皮厚度的分布状况，具有检测方便、易实现，检测效果准确的特点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，包括一U形铁芯，该U形铁芯的两端分别设有能够沿不锈钢管的管径夹向不锈钢管的弯折段，两弯折段的端面的中心垂线相重合；该U形铁芯中设有能够改变其磁场强度的励磁装置；两弯折段的端面分别构成磁场的N、S极，其中一弯折段的端面与不锈钢管的外表面相贴靠，另一弯折段的端面与不锈钢管的外表面之间夹有一磁敏元件，该磁敏元件与电磁检测仪器相连接；该U形铁芯的其中一端设有用来适配于不锈钢管的不同管径的长度调节机构。

所述的磁敏元件为霍耳元件或磁敏二极管。

所述的励磁装置为缠绕在U形铁芯上的线圈，线圈的引出端与可改变电流大小的直流或交流激励源相连接。

所述的励磁装置为设在铁芯中的永磁体和间隙调节机构；在铁芯的中间设有一段非导磁材料制成的连接体，该连接体将铁芯分为以连接体为铁芯间隙的第一铁芯和第二铁芯，间隙调节机构装在第一铁芯或第二铁芯上并部分包覆于连接体。

所述的间隙调节机构为导磁材料制作而成的套筒，套筒一端与第一铁芯或第二铁芯相紧套。

所述的间隙调节机构为导磁材料制作而成的带螺纹结构的套筒以及设在第一铁芯或第二铁芯上的螺纹结构，套筒的一端螺纹与第一铁芯或第二铁芯的螺纹结构相旋接。

所述的长度调节机构包括设在U形铁芯的弯折段上的套孔和调节铁芯，调节铁芯紧套在U形铁芯的弯折段的套孔中。

所述的长度调节机构包括设在U形铁芯的弯折段上的螺孔和带螺纹结构的调节铁芯，调节铁芯的螺纹结构旋接在U形铁芯的弯折段的螺孔中。

本实用新型的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，是将检测装置的U形铁芯的N、S极夹在不锈钢管外(类似于测量管径的卡尺)，U形铁芯形成一个闭合的磁路，由U形铁芯的N极指向S极的磁力线会穿过不锈钢管，同时也穿过管内的氧化皮，在U形铁芯的N极或S极与不锈钢管的外表面之间夹有一磁敏元件，该磁敏元件与电磁检测仪器相连接，磁敏元件可以检测被磁化的氧化物产生的杂散磁场信号，并转化为电信号输出给电磁检测仪器进行分析处理。

检测时，是将该电磁检测装置以不锈钢管的中心线为轴线旋转360°，使该电磁检测装置的两极和所述磁敏元件也分别沿着不锈钢管的管外壁进行同步的周向转动；磁敏元件在360°旋转过程中，分别拾取环绕360°的多个位置处的由U形铁芯的磁场对不锈钢管内的氧化皮进行磁化后而产生的电磁响应信号，这些环绕360°的多个位置的电磁响应信号输出给电磁检测仪器进行处理，在电磁检测仪器中，电磁响应信号经放大、滤波处理后由模/数接口送入计算机处理系统中，并由计算机处理系统分别将环绕360°的多个位置处的电磁响应信号分别处理成多个位置处的与被测不锈钢管的弯管段内的氧化皮的厚度相对应的数据；计算机处理系统根据环绕不锈钢管管壁360°的不同位置所对应的氧化皮厚度的数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管的一个切面的对氧化皮电磁响应信号进行映射的图形；再将该电磁检测装置沿不锈钢管的轴线分次步进一段距离，每次步进均使电磁检测装置以不锈钢管的中心线为轴线旋转360°进行检测，进而获得对应于不锈钢管的多个切面的对氧化皮电磁响应信号进行映射的图形；最后再由计算机处理系统将前面处理所得的对应于不锈钢管的多个切面的对氧化皮电磁响应信号进行映射的图形进一步进行处理，从而在显示屏上形成一个与不锈钢管形状相对应的伪三维图像，该伪三维图像对氧化皮电磁响应信号进行完全的映射；该图像显示出不锈钢管内氧化皮的厚度状况。

本实用新型的有益效果是，由于采用了一U形铁芯，且该U形铁芯的两端分别设有能够沿不锈钢管的管径夹向不锈钢管的弯折段，两弯折段的端面的中心垂线相重合(类似测量管径的卡尺)；该U形铁芯中设有能够改变其磁场强度的励磁装置；两弯折段的端面分别构成磁场的N、S极，其中一弯折段的端面与不锈钢管的外表面相贴靠，另一弯折段的端面与不锈钢管的外表面之间夹有一磁敏元件，该磁敏元件与电磁检测仪器相连接。该结构的电磁检测装置能够对不锈钢管内氧化皮进行穿透式检测，以有效地检测出不锈钢管内氧化皮厚度的分布状况，具有检测方便、易实现，检测效果准确的优点。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置不局限于实施例。

附图说明

图1是实施例一本实用新型的构造示意图；

图2是实施例二本实用新型的构造示意图。

具体实施方式

实施例一，参见图1所示，本实用新型的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，是用来检测不锈钢管的U型管段，该电磁检测装置包括一U形铁芯1，该U形铁芯的两端分别设有能够沿不锈钢管的管径夹向不锈钢管的弯折段即第一弯折段11和第二弯折段12，第一弯折段11端面和第二弯折段12端面的中心垂线相重合；该U形铁芯1中设有能够改变其磁场强度的励磁装置；两弯折段的端面分别构成磁场的N、S极，如第一弯折段11的端面为N极，则第二弯折段12的端面为S极，第二弯折段12的的端面与不锈钢管10的外表面相贴靠，第一弯折段11的端面与不锈钢管10的外表面之间夹有一磁敏元件3，该磁敏元件3与电磁检测仪器相连接；该U形铁芯的其中一端(即第一弯折段11)设有用来适配于不锈钢管的不同管径的长度调节机构。

其中：

磁敏元件3可以为霍耳元件，也可以为磁敏二极管；

励磁装置为缠绕在U形铁芯上的线圈2，线圈2的引出端与可改变电流大小的直流或交流激励源相连接，通过调整流入线圈2的直流或交流的电流的大小可以改变U形铁芯1的磁场强度，使不锈钢管10内的氧化皮20不会被磁化至过饱和状态。

该长度调节机构包括设在第一弯折段11上的套孔和调节铁芯41，调节铁芯41紧套在第一弯折段11的套孔中；调节铁芯41可以在第一弯折段11的套孔内移动，移动后是利用紧配合的方式实现两者的固定，有调节铁芯41后，调节铁芯41的下端面就成为U形铁芯1的N极，调节铁芯41在套孔内移动后其伸出长度的不同也使得U形铁芯1的N极与S极之间的距离不同，这样就能够通过调整调节铁芯41的长度，来适应于不锈钢管的不同管径。

当然，也可以将第一弯折段11上的套孔改设为内螺纹结构，调节铁芯41上则设有外螺纹结构，调节铁芯41的螺纹结构旋接在第一弯折段11的螺孔中，通过旋接位置的不同，同样可以调节U形铁芯1的N极与S极之间的距离，适应于不锈钢管的不同管径。

本实用新型的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，是将检测装置的U形铁芯1的N、S极夹在不锈钢管10外(类似测量管径的卡尺)，U形铁芯1形成一个闭合的磁路，由U形铁芯1的N极指向S极的磁力线会穿过不锈钢管10，同时也穿过管内的氧化皮20，在U形铁芯1的N极(当然也可以为S极)与不锈钢管10的外表面之间夹有一磁敏元件3，该磁敏元件3与电磁检测仪器相连接，磁敏元件3可以检测被磁化的氧化物产生的杂散磁场信号，并转化为电信号输出给电磁检测仪器进行分析处理。

检测时，是将该电磁检测装置以不锈钢管10的中心线为轴线旋转360°，使该电磁检测装置的两极和所述磁敏元件3也分别沿着不锈钢管10的管外壁进行同步的周向转动；磁敏元件3在360°旋转过程中，分别拾取环绕360°的多个位置处的由U形铁芯1的磁场对不锈钢管10内的氧化皮20进行磁化后而产生的电磁响应信号，这些环绕360°的多个位置的电磁响应信号输出给电磁检测仪器进行处理，在电磁检测仪器中，电磁响应信号经放大、滤波处理后由模/数接口送入计算机处理系统中，并由计算机处理系统分别将环绕360°的多个位置处的电磁响应信号分别处理成多个位置处的与被测不锈钢管10的弯管段内的氧化皮20的厚度相对应的数据；计算机处理系统根据环绕不锈钢管10管壁360°的不同位置所对应的氧化皮厚度的数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管10的一个切面的对氧化皮电磁响应信号进行映射的图形；再将该电磁检测装置沿不锈钢管10的轴线分次步进一段距离，每次步进均使电磁检测装置以不锈钢管10的中心线为轴线旋转360°进行检测，进而获得对应于不锈钢管10的多个切面的对氧化皮电磁响应信号进行映射的图形；最后再由计算机处理系统将前面处理所得的对应于不锈钢管10的多个切面的对氧化皮电磁响应信号进行映射的图形进一步进行处理，从而在显示屏上形成一个与不锈钢管10形状相对应的伪三维图像，该伪三维图像对氧化皮电磁响应信号进行完全的映射；该图像显示出不锈钢管10内氧化皮20的厚度状况。

实施例二，参见图2所示，本实用新型的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，是用来检测不锈钢管的U型管段，该电磁检测装置包括一U形铁芯5，该U形铁芯的两端分别设有能够沿不锈钢管的管径夹向不锈钢管的弯折段即第一弯折段51和第二弯折段52，第一弯折段51端面和第二弯折段52端面的中心垂线相重合；该U形铁芯5中设有能够改变其磁场强度的励磁装置；两弯折段的端面分别构成磁场的N、S极，如第一弯折段51的端面为N极，则第二弯折段52的端面为S极，第二弯折段52的的端面与不锈钢管10的外表面相贴靠，第一弯折段51的端面与不锈钢管10的外表面之间夹有一磁敏元件3，该磁敏元件3与电磁检测仪器相连接；该U形铁芯5的其中一端(即第一弯折段51)设有用来适配于不锈钢管的不同管径的长度调节机构。

其中：

磁敏元件3可以为霍耳元件，也可以为磁敏二极管；

励磁装置为设在铁芯5中的永磁体6和间隙调节机构；在铁芯的中间设有一段非导磁材料制成的连接体50，该连接体50将铁芯5分为以连接体为铁芯间隙的第一铁芯53和第二铁芯54，这样，U形铁芯5的实体实际上包括了三部分，即第一铁芯53、连接体50、第二铁芯54，这三部分仍然构成一个U形形状，间隙调节机构装在第一铁芯53上并部分包覆于连接体50，当然，也可以将间隙调节机构装第二铁芯54而部分包覆于连接体50。永磁体6固定在铁芯的中间，即装在第一铁芯53段内，当然，也可以是装在第二铁芯54段内，由于第一铁芯53为原铁芯的上半部分，第二铁芯54为原铁芯的下半部分，因此，第一铁芯53的一端成为U形铁芯5的N极，第一铁芯53的另一端与第二铁芯54的一端之间有铁芯间隙即非导磁材料制成的连接体50，第二铁芯54的另一端成为U形铁芯5的S极；

该间隙调节机构为导磁材料制作而成的套筒7，套筒7一端与第一铁芯53相紧套；当然也可以是与第二铁芯54相紧套，当将套筒7向上推时，则连接体50未被套筒7包覆的部分就增多，第一铁芯53与第二铁芯54之间的磁阻就增大；当套筒7被推到使连接体50完全未被包覆时，此时磁阻达到最大；当将套筒7向下推时，则连接体50未被套筒7包覆的部分就减小，第一铁芯53与第二铁芯54之间的磁阻也减小；当套筒7被推到使连接体50完全被包覆时，此时磁阻最小；这样，就可以通过调节第一铁芯53与第二铁芯54之间的导磁间隙，来调整U形铁芯5的磁场强度；

当然，间隙调节机构也可以为导磁材料制作而成的带螺纹结构的套筒以及设在第一铁芯或第二铁芯上的螺纹结构，套筒的一端螺纹与第一铁芯或第二铁芯的螺纹结构相旋接。通过旋接位置的改变，同样可以改变第一铁芯与第二铁芯的导磁间隙，进而也就改变了U形铁芯5的磁场强度。

长度调节机构包括设在第一弯折段51上的套孔和调节铁芯81，调节铁芯81紧套在第一弯折段51的套孔中；调节铁芯81可以在第一弯折段51的套孔内移动，移动后是利用紧配合的方式实现两者的固定，有调节铁芯81后，调节铁芯81的下端面就成为U形铁芯5的N极，调节铁芯81在套孔内移动后其伸出长度的不同也使得U形铁芯5的N极与S极之间的距离不同，这样就能够通过调整调节铁芯81的长度，来适应于不锈钢管的不同管径。

当然，也可以将第一弯折段51上的套孔改设为内螺纹结构，调节铁81上则设有外螺纹结构，调节铁芯81的螺纹结构旋接在第一弯折段51的螺孔中，通过旋接位置的不同，同样可以调节U形铁芯5的N极与S极之间的距离，适应于不锈钢管的不同管径。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，其特征在于：包括一U形铁芯，该U形铁芯的两端分别设有能够沿不锈钢管的管径夹向不锈钢管的弯折段，两弯折段的端面的中心垂线相重合；该U形铁芯中设有能够改变其磁场强度的励磁装置；两弯折段的端面分别构成磁场的N、S极，其中一弯折段的端面与不锈钢管的外表面相贴靠，另一弯折段的端面与不锈钢管的外表面之间夹有一磁敏元件，该磁敏元件与电磁检测仪器相连接；该U形铁芯的其中一端设有用来适配于不锈钢管的不同管径的长度调节机构。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，其特征在于：所述的磁敏元件为霍耳元件或磁敏二极管。

3.根据权利要求1所述的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，其特征在于：所述的励磁装置为缠绕在U形铁芯上的线圈，线圈的引出端与可改变电流大小的直流或交流激励源相连接。

4.根据权利要求1所述的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，其特征在于：所述的励磁装置为设在铁芯中的永磁体和间隙调节机构；在铁芯的中间设有一段非导磁材料制成的连接体，该连接体将铁芯分为以连接体为铁芯间隙的第一铁芯和第二铁芯，间隙调节机构装在第一铁芯或第二铁芯上并部分包覆于连接体。

5.根据权利要求4所述的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，其特征在于：所述的间隙调节机构为导磁材料制作而成的套筒，套筒一端与第一铁芯或第二铁芯相紧套。

6.根据权利要求4所述的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，其特征在于：所述的间隙调节机构为导磁材料制作而成的带螺纹结构的套筒以及设在第一铁芯或第二铁芯上的螺纹结构，套筒的一端螺纹与第一铁芯或第二铁芯的螺纹结构相旋接。

7.根据权利要求1所述的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，其特征在于：所述的长度调节机构包括设在U形铁芯的弯折段上的套孔口调节铁芯，调节铁芯紧套在U形铁芯的弯折段的套孔中。

8.根据权利要求1所述的一种不锈钢管氧化皮厚度的电磁检测装置，其特征在于：所述的长度调节机构包括设在U形铁芯的弯折段上的螺孔口带螺纹结构的调节铁芯，调节铁芯的螺纹结构旋接在U形铁芯的弯折段的螺孔中。

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