CN214503465U - 一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置 - Google Patents

Abstract

一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置，包括超声波检测仪、双晶纵波小角度探头和粗、细晶试块，超声波检测仪与双晶纵波小角度探头之间通过屏蔽线连接，粗、细晶试块为外径等同、内径自左向右呈阶梯状逐渐变小的管状结构，粗、细晶试块长度为90~100mm，每阶梯内径宽度为15~20mm。本实用新型借助超声波检测检测缺陷的原理、超声波检测仪、双晶纵波小角度探头；粗、细晶试块先行对超声波检测仪进行调试，之后通过超声波检测仪及双晶纵波小角度探头对受热面管进行检查，即能快速进行评定，又做到评定准确，有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。

Description

一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置

技术领域

本实用新型涉及粗、细晶粒管甄别技术领域，具体属于一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置。

背景技术

目前热力发电采用了高参数、大容量机组，相应的受热面管由于蒸汽压力和温度的提高。机组蒸汽温度突破540℃/566℃限制，超超临界火电技术出现，主蒸汽和再热蒸汽温度达到600℃ /660℃以上，主蒸汽压力达到26.05MPa 以上。主蒸汽参数的提高使机组效率提高，供电煤耗下降，这也对过热器、再热器的材质提出更高要求。为了能满高温、高压工况下对金属材料的高温性能要求，高参数机组在锅炉关键部位普遍采用奥氏体结构的不锈钢。如T91、T92、TP304、Tp347。这些类型的管道虽然能够满足了生产的要求，但也陆续暴露了不足之处，如受热面管内壁氧化后生成氧化皮，且逐渐脱落。奥氏体不锈钢氧化皮产生使过热器、再热管道内壁的氧化落入弯头部位使蒸汽流通受阻，导致锅炉受热面局部过热、超温爆管。降低了机组可用率，带来发电机组安全隐患，严重时导致锅炉超温爆管。

氧化皮的产生除与温度有直接关系外，还与材质有关，事实证明粗晶粒组织的管材易产生氧化皮，细晶组织的管相对产生氧化皮的几率较小。这就要求我们在机组运行到一段时间后进行氧化皮的检查，对于氧化皮较多的管段进行金相组织评定，若该部分管段金相评定为粗晶材质就需进行更换处理。按常规对于受热面粗、细晶管需进行大量割取管段做金相鉴定（属破坏性）。这可能将细晶粒的管被误割造成无谓的损失。

超声波的衰减除与管材晶粒度有关外还与超声波的频率有关：

α=cf；其中，α：衰减系数；c：晶粒度大小和各向异性无关的常数；f：超声波频率。

基于超声波在材质中衰减随频率的增高而增加。我们希望采用较高的频率使其在介质中有较大的衰减，从而使声波在粗晶管中有较大的衰减，在细晶粒度管中衰减小。当选用的频率一定时，材质内部组织晶粒粗大的钢管易造成超声波声能的大的衰减，而晶粒度较细的则超声波声能有较小的衰减。在高频超声波作用下形成大的衰减比。

综上，我们利用超声波在介质中衰减原理研制了一套甄别装置，以便在现场进行无损伤甄别取代金相检查。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置，要解决现有技术受热面管粗细状态鉴别困难的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置，其特征在于：包括超声波检测仪、双晶纵波小角度探头和粗、细晶试块，所述超声波检测仪与双晶纵波小角度探头之间通过屏蔽线连接，所述粗、细晶试块为外径等同、内径自左向右呈阶梯状逐渐变小的管状结构，粗、细晶试块长度为90~100mm，每阶梯内径宽度为15~20mm。

进一步优选地，所述粗、细晶试块由晶粒度级别4-7级或晶粒度级别9-11级别的材料制作而成。

进一步地，所述屏蔽线包括直接与超声波检测仪连接的一条主线，主线端部连接有双晶纵波小角度探头。

所述双晶纵波小角度探头包括矩形壳体、设于矩形壳体内的分隔层和并列设于分隔层两侧空间内的两片压电晶片，矩形壳体宽度为8mm。

此外，所述矩形壳体右上角为与压电晶片平行的斜面。

更加优选地，所述粗、细晶试块外径为60~70mm，包括六等级阶梯内径，长度分别为54mm、52 mm、50 mm、48 mm 44 mm 和40 mm。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：

本实用新型借助超声波检测检测缺陷的原理、超声波检测仪、双晶纵波小角度探头；粗、细晶试块先行对超声波检测仪进行调试，之后通过超声波检测仪及双晶纵波小角度探头对受热面管进行检查，即能快速进行评定，又做到评定准确，有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置的结构示意图；

图2为本实用新型涉及的双晶纵波小角度探头的结构示意图；

图3为本实用新型涉及的粗、细晶试块的结构示意图；

图4为图3的左视图。

附图标记：1-超声波检测仪；2-双晶纵波小角度探头；21-矩形壳体；22-分隔层；23-压电晶片；3-粗、细晶试块；4-屏蔽线；5-检测面。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本实用新型进一步说明。

在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置，如图1~4所示，包括超声波检测仪1、双晶纵波小角度探头2和粗、细晶试块3，超声波检测仪1与双晶纵波小角度探头2之间通过屏蔽线4连接，粗、细晶试块3为外径等同、内径自左向右呈阶梯状逐渐变小的管状结构，粗、细晶试块3长度为90~100mm，每阶梯内径宽度为15~20mm，粗、细晶试块3由晶粒度级别4-7级或晶粒度级别9-11级别的材料制作而成，屏蔽线4包括直接与超声波检测仪1连接的一条主线，主线端部连接有双晶纵波小角度探头2。

如图2所示，双晶纵波小角度探头2包括矩形壳体21、设于矩形壳体21内的分隔层22和并列设于分隔层22两侧空间内的两片压电晶片23，矩形壳体21宽度为8mm，矩形壳体21右上角为与压电晶片23平行的斜面4。

优选地，如图3和4所示，粗、细晶试块3外径为60~70mm，包括六等级阶梯内径，长度分别为54mm、52 mm、50 mm、48 mm 44 mm 和40 mm。

本实用新型采用的双晶纵波小角度探头，具有一发一收两只压电晶片，有效地消除了有机玻璃和钢界面的反射造成的杂波。始脉冲始终不能进入放大器进行放大，克服了阻塞现象，从而使探伤盲区大大减小极利于检测近表面缺陷，两压电晶片成菱形区处于菱形区范围内的反射信号较强，这就较好的解决了薄壁管的甄别问题。我们将菱形区控制在检测有效范围内即克服了杂波的干扰又获得较强的反射声压。

常规超声波探头均为0°角即超声波垂直入射到工件内，又垂直反射回来。我们采用双晶小角度纵波探头，探头角度在10-15°这是基于考虑管径较小、壁薄通过倾斜一定角度即保证声波打到底部顺利返回，又增加了超声波在工件中的路程，也就增加了超声波在介质中的衰减。进一步增加了粗、细晶管在同等条件下的声压反射比，更有利于进行甄别。

两只压电晶片尺寸选取在5×6mm，频率选5-10HMz，壳体选用铝合金或塑料，外壳尺寸选择在18×12×16mm，（长×宽×高）两压电晶片的焦点f=8-10mm（菱形焦柱区声压最强）。

试块可采用原供货管道，或已换下的管道，按每种规格选两只试块，经金相评定晶粒度后，分别选取晶粒度级别4-7级和晶粒度级别9-11级别的材料制作标准试块。根据管壁厚度不同的特点，车出基本相近的壁厚，现场检测时尽量选用相近壁厚的试块。

仪器选用A型脉冲超声波探伤仪，模拟机或数字机均可，优选数字式超声波探伤仪；首先将探头在试块上调整仪器扫描速度；也可采用研制的已知壁厚一次波和二次波进行扫描速度的调试；将被测管道按试块上打磨的同样光洁度；在9-11级（细晶试块）试块上把底波调整波高到80%；测出4-7级试块上80%记下两只管段的ΔdB值供参考，9-11级试块上把底波调整波高到80%以此灵敏度对管段在检测面5上进行测试；若被测管道波高≥80%（9-11级晶粒）管段，即认为该管段为细晶粒管段。反之若声波出现较大的衰减，波高低于20%我们可以判断为粗晶粒管。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置，其特征在于：包括超声波检测仪（1）、双晶纵波小角度探头（2）和粗、细晶试块（3），所述超声波检测仪（1）与双晶纵波小角度探头（2）之间通过屏蔽线（4）连接，所述粗、细晶试块（3）为外径等同、内径自左向右呈阶梯状逐渐变小的管状结构，粗、细晶试块（3）长度为90~100mm，每阶梯内径的宽度为15~20mm。

2.如权利要求1所述的一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置，其特征在于：所述粗、细晶试块（3）由晶粒度级别4-7级或晶粒度级别9-11级别的材料制作而成。

3.如权利要求1所述的一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置，其特征在于：所述屏蔽线（4）包括直接与超声波检测仪（1）连接的一条主线，主线端部连接有双晶纵波小角度探头（2）。

4.如权利要求1所述的一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置，其特征在于：所述双晶纵波小角度探头（2）包括矩形壳体（21）、设于矩形壳体（21）内的分隔层（22）和并列设于分隔层（22）两侧空间内的两片压电晶片（23），矩形壳体（21）宽度为8mm。

5.如权利要求4所述的一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置，其特征在于：所述矩形壳体（21）右上角为与压电晶片（23）平行的斜面。

6.如权利要求1~5任意一项所述的一种粗、细晶受热面管的超声波鉴别装置，其特征在于：所述粗、细晶试块（3）外径为60~70mm，包括六等级阶梯内径，长度分别为54mm、52 mm、50mm、48 mm 44 mm 和40 mm。

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