CN201795989U - 一种电站锅炉主蒸汽管道高温蠕变监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电站锅炉主蒸汽管道高温蠕变监测系统，所述系统包括：监测薄片、固定装置、支撑装置、照明装置、图像采集装置。本实用新型的有益效果如下，采用抗氧化性和抗腐蚀性较强的镍钢薄片作为监测薄片，通过激光焊接工艺焊接到高温部件表面，使得监测薄片能够跟随高温部件同步发生蠕变产生应变。另外，采集装置为高分辨率相机，使得照片精度更高。通过本实用新型的系统监测蠕变，能够快速方便地针对电站锅炉高温部件进行定期或实时蠕变监测，且对操作人员的业务水平的依赖度更小。
Description
技术领域
本实用新型涉及蠕变应变监测技术领域，更具体地为一种电站锅炉主蒸汽管道高温蠕变监测系统，该系统可以广泛应用于电站锅炉主蒸汽管道的无损监测和无损评价。
背景技术
电站锅炉主蒸汽管道和联箱承受高温、高压蒸汽介质，这极大地增加了材料高温蠕变损伤的风险，而在焊接结构中，焊缝热影响区是最容易产生裂纹的关键地方。各热影响区蠕变性能差异很大(比如细晶区或第VI型过渡区的蠕变强度较低)，试验和工业实践表明，虽然整个焊逢的平均应变尚在允许的范围内，但在细晶区或第VI型过渡区已经出现局部过大的蠕变变形，从而最先产生裂纹。为了避免结构失效的风险和降低意外事故停机的经济损失，定期地开展对主蒸汽管道的联箱和焊缝热影响区进行蠕变在线监测就极为重要。
定期蠕变监测是对构件表面的金相变化进行监测的常用方法，通常称为复膜法，即通过复膜技术获得构件表面的微观结构的图像，再根据金相图谱确定材料的损伤等级。然而，在焊缝的热影响区，这些微观结构的改变往往发生在构件寿命的最后阶段，越是稳定的耐热合金钢，微观结构的改变就出现得越晚，而复膜技术只能在结构改变晚期识别。另外，通过微观结构判断蠕变损伤是一种定性的分析，其受操作人员的技术水平的制约，因此精确度分散性比较大。
此外，通常的蠕变应变监测还涉及测量管径和厚度的变化、高温应变片以及电容传感器等，但是这些方法也都存在不少问题。比如，测量管径和厚度的变化达不到蠕变应变监测的精度要求，高温应变片则受到高温胶稳定性的影响，应变片与被测材料热膨胀补偿的影响，这些因素给测量结果带有许多不确定性；此外，电容传感器在现场的安装和测量也有许多不便的地方。
更为严重的问题是，上述方法测量的结果，只能获得整个电站锅炉主蒸汽管道的一个平均应变值，而平均应变值在允许范围内并不代表该焊缝的绝对安 全。
因此，目前需要一种能够对蠕变进行实时地、方便地监测的设备。
实用新型内容
针对上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种电站锅炉主蒸汽管道的联箱或焊缝热影响区进行高温蠕变监测的系统。
本实用新型的蠕变监测系统通过下述技术方案实现。
本实用新型的电站锅炉主蒸汽管道高温蠕变监测系统包括：
监测薄片，其焊接在所述主蒸汽管道的表面；
固定装置，其设置在所述主蒸汽管道的表面，所述固定装置包括固定底座，所述固定底座设置在所述监测薄片的外围；
支撑装置，包括支撑底座、设置在所述支撑底座上的屏蔽筒、设置在所述屏蔽筒两侧的操作手柄、设置在所述屏蔽筒前端的连接端口，所述连接端口与所述固定底座上端相连接；
照明装置，包括悬挂支架、设置在所述悬挂支架后端的电池架、设置在所述悬挂支架前端的光源、设置在所述光源四周的毛玻璃，所述悬挂支架设置在所述屏蔽筒中；
图像采集装置，其设置在所述支撑底座上，所述图像采集装置的微距镜头对准所述屏蔽筒。
优选地，所述监测薄片为通过激光焊接设置在所述主蒸汽管道表面的镍钢薄片。
优选地，所述固定底座通过焊接设置在所述主蒸汽管道表面上。
优选地，所述固定装置还包括保护盖，所述保护盖设置在所述固定底座的上端。
优选地，所述保护盖通过螺纹设置在所述固定底座的上端。
优选地，所述连接端口垂直地与所述固定底座上端相连接。
优选地，所述光源为发光二级管。
优选地，所述图像采集装置为相机，所述相机还包括存贮图像数据的存储卡。
优选地，所述相机还包括将图像数据传导至计算机的传导装置。
本实用新型的有益效果如下。
本实用新型采用抗氧化性和抗腐蚀性较强的镍钢薄片作为监测薄片，通过激光焊接工艺焊接到高温部件表面，使得监测薄片能够跟随高温部件同步发生蠕变产生应变。另外，本实用新型的图像采集装置为高分辨率相机，使得照片精度更高；采用散斑图像相关分析软件来处理分析蠕变照片，该分析软件进行散斑图像相关分析，得到高温部件的位移和应变的二维分布，而且能够测量出局部应变和平均应变，其速度更快、准确度更高。
通过本实用新型的系统监测蠕变，能够快速方便地针对电站锅炉高温部件进行定期或实时蠕变监测，且对操作人员的业务水平的依赖度更小。
附图说明
图1为本实用新型的固定装置结构示意图；
图2为本实用新型的支撑装置结构示意图；
图3为本实用新型的照明装置结构示意图。
图4为本实用新型的支撑装置、照明装置和图像采集装置的装配示意图。
其中，101、监测薄片；102、固定底座；103、保护盖；104、主蒸汽管道；201、屏蔽筒；202、支撑底座；203、操作手柄；204、连接端口；301、悬挂支架；302、光源；303、毛玻璃；304、电池架；401、相机；402、微距镜头。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一个优选的实施例进行具体说明。
本实用新型实施例提供一种基于散斑图像相关分析的电站锅炉主蒸汽管道高温蠕变监测系统。该系统设置在电站锅炉主蒸汽管道的焊缝热影响区的表面。
图1为本实施例的固定装置结构图。本实施例固定装置包括：监测薄片101、固定底座102及保护盖103，所述薄片101设置在焊缝热影响区的表面，且采用镍钢为其材料，具有较强的抗氧化性和抗腐蚀性，能够保证图像质量。监测薄片通过激光焊接的方式焊接到电站锅炉的主蒸汽管道104上。固定底座102焊接在监测薄片101的外围。保护盖103用于在非检测期间通过螺旋方式拧在底座上，用于保护监测薄片101表面不受外界污染。
图2为本实施例的支撑装置结构图。本实施例的支撑装置包括：支撑底座202、支撑装置屏蔽筒201、操作手柄203及连接端口204。所述支撑底座202上面用于放置相机401。屏蔽筒的两侧的两个操作手柄203用于操作人员工作的时候攥握。所述支撑装置的屏蔽筒201用于排除外界环境的干扰，在内部呈现一个良好的采集环境。所述连接端口204一端与屏蔽筒201固定在一起，另一端可以安装在固定底座102上面，安装之后，所形成的垂直于监测薄片的监测装置就可以进行图像采集的工作了。
图3为本实施例的照明装置结构图。本实施例的照明装置包括：悬挂支架301、光源302、环形毛玻璃303和电池架304。所述悬挂支架301挂在屏蔽筒201内部。所述光源302为发光二极管，安装在悬挂支架301的底部。所述环形毛玻璃303安装在光源302的外面，用于将光源302发出的光变成漫反射光，然后再照射在监测薄片101表面。所述电池架304用于放置电池为光源302提供电能。
图4为本实施例的支撑装置、照明装置和图像采集装置的装配示意图(剖面图)。如图所示，照明装置中悬挂支架301套在支撑装置的屏蔽筒201中，用于内部照明。支撑装置中的底座202主要用于安装相机401，同时与圆筒201连为一体。相机401的微距镜头402对准所述屏蔽筒，用于采集图像。连接端口204用于与固定装置中的固定底座102相连接，二者连接之后，整个装置就安装完成了，工作人员可以攥握操作手柄203进行图像采集的工作。
以下对采用该监测系统进行监测的方法详细描述如下：
步骤一、在电站检修期间，去掉保温层，打磨好被测物体表面；
步骤二、将监测薄片进行无方向打磨之后，用激光焊焊接到打磨好的被测物体上面；
步骤三、将固定底座焊接到监测薄片的外围，保证监测薄片处于底座的中心位置；
步骤四、将支架连接到固定底座上，固定之后锁住；
步骤五、打开光源，启动相机，调整焦距，使图像清晰；
步骤六、准备就绪之后，按下快门线，采集图像保存至存储卡；
步骤七、采用传导装置将采集的图像数据传导至计算机，运行监测系统的分析软件进行图像处理，最后生成检测结果。
Claims (9)
1.一种电站锅炉主蒸汽管道高温蠕变监测系统，其特征在于，所述系统包括：
监测薄片，其焊接在所述主蒸汽管道的表面；
固定装置，其设置在所述主蒸汽管道的表面，所述固定装置包括固定底座，所述固定底座设置在所述监测薄片的外围；
支撑装置，包括支撑底座、设置在所述支撑底座上的屏蔽筒、设置在所述屏蔽筒两侧的操作手柄、设置在所述屏蔽筒前端的连接端口，所述连接端口与所述固定底座上端相连接；
照明装置，包括悬挂支架、设置在所述悬挂支架后端的电池架、设置在所述悬挂支架前端的光源、设置在所述光源四周的毛玻璃，所述悬挂支架设置在所述屏蔽筒中；
图像采集装置，其设置在所述支撑底座上，所述图像采集装置的微距镜头对准所述屏蔽筒。
2.根据权利要求1所述的蠕变监测系统，其特征在于，所述监测薄片为通过激光焊接设置在所述主蒸汽管道表面的镍钢薄片。
3.根据权利要求1所述的蠕变监测系统，其特征在于，所述固定底座通过焊接设置在所述主蒸汽管道表面上。
4.根据权利要求1所述的蠕变监测系统，其特征在于，所述固定装置还包括保护盖，所述保护盖设置在所述固定底座的上端。
5.根据权利要求4所述的蠕变监测系统，其特征在于，所述保护盖通过螺纹设置在所述固定底座的上端。
6.根据权利要求1所述的蠕变监测系统，其特征在于，所述连接端口垂直地与所述固定底座上端相连接。
7.根据权利要求1所述的蠕变监测系统，其特征在于，所述光源为发光二级管。
8.根据权利要求1所述的蠕变监测系统，其特征在于，所述图像采集装置为相机，所述相机还包括存贮图像数据的存储卡。
9.根据权利要求8所述的蠕变监测系统，其特征在于，所述相机还包括将图像数据传导至计算机的传导装置。
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| CN103743635A (zh) * | 2013-06-20 | 2014-04-23 | 华北电力大学 | 一种全尺寸管道弯头的蠕变试验方法和平台 |
| CN105484728A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-04-13 | 魏建光 | 激光式套管通径规 |
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| CN109297458A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-02-01 | 中国安全生产科学研究院 | 油气管道应力应变监测装置 |
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