CN217179550U - 一种用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块，包括标定试块本体和若干氧化层；其中，标定试块本体由同圆心且等内径等长度的若干级阶梯管段组成；各氧化层附着于标定试块本体的内壁，且各氧化层的厚度不同，标定试块本体上设有标定区域，标定区域分为第一标定区及第二标定区，第一标定区内记录有各氧化层的厚度标定值，第二标定区内记录有各级阶梯管段的规格，该标定试块能够有助于绘制同一规格不同氧化层厚度值和不同规格同一氧化层厚度值的曲线，且具有便于携带、效率极高及操作简单的特点。

Description

一种用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块

技术领域

本实用新型属于无损检测技术领域，具体涉及一种用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块。

背景技术

锅炉炉管是锅炉的重要部件之一，运行炉管长期在温度、介质等作用下，逐渐在管内壁生形成氧化层，尤其是在过热器及再热器壁温较高区域的炉管，形成的氧化层一方面减少管壁有效厚度，更主要的是使管子传热性能变差，造成管子过热，降低管子的各项性能，最终造成爆管，导致机组“非停”，因此，炉管内壁氧化层测量具有十分重要得意义，同时，可通过对炉管内壁氧化层的测量，可了解炉管的有效壁厚，依据DL/T654-2009，采用内壁氧化层厚度数值、累计服役时间及相应的材料系数，对测量部位进行当量温度评估，进而对炉管的剩余寿命进行评估，对判断炉管是否超温及决策是否换管具有指导意义。

目前主要采用高频超声检测技术(一般＞10MHz)对炉管内壁氧化层厚度进行测量，该技术可在不破坏炉管的情况下对内壁氧化层厚度进行精确测量。但目前高频超声检测技术采用的标定管一般为材质、规格和氧化层厚度均单一的样管，现场测量时，需要多种材质多种规格多种厚度值氧化层的标定样管，携带不便，易选用出错，且绘制检测曲线时，需在不同样管上多次耦合标定，效率较低，测量的精确性无法保证，氧化皮的厚度在微米量级，一旦测量厚度出现较大误差，将导致管壁当量温度的计算出现偏差，进而导致剩余寿命评估的不准确，增加检修成本和爆管风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块，该标定试块能够有助于绘制同一规格不同氧化层厚度值和不同规格同一氧化层厚度值的曲线，且具有便于携带、效率极高及操作简单的特点。

为达到上述目的，本实用新型所述的用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块包括标定试块本体和若干氧化层；其中，标定试块本体由同圆心且等内径等长度的若干级阶梯管段组成；各氧化层附着于标定试块本体的内壁，且各氧化层的厚度不同，标定试块本体上设有标定区域，标定区域分为第一标定区及第二标定区，第一标定区内记录有各氧化层的厚度标定值，第二标定区内记录有各级阶梯管段的规格。

阶梯管段的级数大于等于3。

各阶梯管段的长度大于等于50mm。

氧化层的壁厚为0.1mm～1.0mm。

各氧化层在标定试块本体内壁沿顺时针方向均匀分布。

第一标定区设置在最高级阶梯管段的端面上。

第二标定区设置于各阶梯管段边缘10mm位置处。

各氧化层的数目为四个，阶梯管段的级数为四级。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块在具体操作时，通过在同一标定试块本体上设计多级阶梯管段，用于实现多种规格的标定样管，同时在该标定管内壁设计不同厚度值的氧化层，进而实现同一材质多种规格不同厚度值氧化层的标定，在具体检测时，使用高频探头沿本实用新型某一级阶梯管段周向扫查校准，即可绘制同一规格不同厚度值氧化层的测量曲线，另外可以使用高频探头沿标定试块本体轴向扫查校准，即可绘制不同规格同一厚度值氧化层的测量曲线；在现场测量时，只需携带一块本实用新型，即可实现对同一材质一种或多种规格炉管的不同厚度值氧化层的精确校准，可以准确获取待测炉管内壁氧化层的厚度，且便于携带，效率极高，操作简单，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为实施例一的结构示意图。

其中，1为标定试块本体、1-1为第一级阶梯管段、1-2为第二级阶梯管段、1-3为第三级阶梯管段、1-4为第四级阶梯管段、2为氧化层、2-1为第一氧化层、2-2为第二氧化层、2-3为第三氧化层、2-4为第四氧化层、3为标定区域、3-1-1为第一氧化层标定区、3-1-2为第二氧化层标定区、3-1-3为第三氧化层标定区、3-1-4为第四氧化层标定区、3-2-1为第一级阶梯管段标定区、3-2-2为第二级阶梯管段标定区、3-2-3为第三级阶梯管段标定区、3-2-4为第四级阶梯管段标定区。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本实用新型公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本实用新型公开的概念。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1，本实用新型所述的用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块包括标定试块本体1和若干氧化层2；其中，标定试块本体1由同圆心且等内径等长度的第一级阶梯管段1-1、第二级阶梯管段1-2、第三级阶梯管段1-3……第n级阶梯管段组成；各氧化层2附着于标定试块本体1的内壁，且各氧化层2的厚度不同；标定试块本体1上设有标定区域3，标定区域3分为第一标定区及第二标定区，第一标定区内记录有为各氧化层2的厚度标定值，第二标定区内记录有第一级阶梯管段1-1、第二级阶梯管段1-2、第三级阶梯管段1-3、第四级阶梯管段1-4……第n级阶梯管段的规格。

阶梯管段的级数大于等于3，且阶梯管段的长度大于等于50mm。

氧化层2的壁厚为0.1mm～1.0mm。

各氧化层2沿标定试块本体1内壁的顺时针方向均匀分布。

标定试块本体1及氧化层2的厚度采用光学显微镜的方法进行精确测量，测量间距小于等于5mm，同一厚度的氧化层2和同一级阶梯管段的壁厚差值均为0～0.02mm。

第一标定区设置在最高级阶梯管段的端面上；第二标定区设置于各阶梯管段边缘10mm位置。

实施例一

如图2所示，标定试块本体1的长度为200mm，由材质为SA-213T91、长度为50mm，规格分别为φ30×4mm的第一级阶梯管段1-1、φ38×4.5mm的第二级阶梯管段1-2、φ42×5mm的第三级阶梯管段1-3、φ51×7mm的第四级阶梯管段1-4组成。

四种氧化层2的厚度不同，四种氧化层2沿顺时针方向从小到大间隔90°依次紧密附着于标定试块本体1的内壁上，四种氧化层2分别为厚度为0.1mm的第一氧化层2-1、厚度为0.3mm的第二氧化层2-2、厚度为0.5mm的第三氧化层2-3及厚度为0.8mm的第四氧化层2-4。

第一标定区设置在第四级阶梯管段1-4的端面，记录的内容为标定内容为0.1mm第一氧化层标定区3-1-1、标定内容为0.3mm第二氧化层标定区3-1-2、标定内容为0.5mm第三氧化层标定区3-1-3、标定内容为0.8mm第四氧化层标定区3-1-4，第二标定区分为标定内容为SA-213T91/φ30×4mm的第一级阶梯管段标定区3-2-1、标定内容为SA-213T91/φ38×4.5mm的第二级阶梯管段标定区3-2-2、标定内容为SA-213T91/φ42×5mm的第三级阶梯管段标定区3-2-3、标定内容为SA-213T91/φ51×7mm的第四级阶梯管段标定区3-2-4。

本实用新型的使用过程为：

在高频超声检测换能器对现场待测炉管内壁氧化层2测量前，先将换能器放置在材质和规格与待测炉管相同的阶梯管段外壁上，任选一种厚度值的氧化层2进行测量，测量结果与该氧化层2的标定值相同，当结果不同时，则调整高频超声检测仪器的参数，直至测量结果与标定值一致，则对该厚度值的氧化层2校准才完成，一般至少完成对两种不同厚度值氧化层2的校准，才开始对现场待测炉管内壁氧化层2进行测量。

如需曲线的绘制，至少选择三种不同厚度值的氧化层2进行校准，依次按照上述方法逐点校准采样，最后按高频超声检测仪器的确定键结束校准采样，此时在显示屏上将显示一条平滑的曲线，此时曲线的制作就完成了，即可对现场待测炉管内壁氧化层2进行测量。

需要说明的是，待测炉管的材质、规格、加工工艺、热处理状态与标定试块本体1相同。

以上所述仅为本实用新型实施方式之一，根据本实用新型所描述的系统所做的等效变化，均包括在本实用新型的保护范围内。本实用新型所述技术领域技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块，其特征在于，包括标定试块本体(1)及若干氧化层(2)；其中，标定试块本体(1)由同圆心且等内径等长度的若干级阶梯管段组成；各氧化层(2)附着于标定试块本体(1)的内壁，且各氧化层(2)的厚度不同，标定试块本体(1)上设有标定区域(3)，标定区域(3)分为第一标定区及第二标定区，第一标定区内记录有各氧化层(2)的厚度标定值，第二标定区内记录有各级阶梯管段的规格。

2.根据权利要求1所述的用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块，其特征在于，阶梯管段的级数大于等于3。

3.根据权利要求1所述的用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块，其特征在于，各阶梯管段的长度大于等于50mm。

4.根据权利要求1所述的用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块，其特征在于，氧化层(2)的壁厚为0.1mm～1.0mm。

5.根据权利要求1所述的用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块，其特征在于，各氧化层(2)在标定试块本体(1)内壁沿顺时针方向均匀分布。

6.根据权利要求1所述的用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块，其特征在于，第一标定区设置在最高级阶梯管段的端面上。

7.根据权利要求1所述的用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块，其特征在于，第二标定区设置于各阶梯管段边缘10mm位置处。

8.根据权利要求1所述的用于现场炉管内壁氧化层超声测厚的标定试块，其特征在于，各氧化层(2)的数目为四个，阶梯管段的级数为四级。

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