CN217466792U

CN217466792U - 一种适用于涡流阵列检测的标定管

Info

Publication number: CN217466792U
Application number: CN202220934908.XU
Authority: CN
Inventors: 吴强; 周宇; 伏思汀; 马龙; 徐宁; 蔡于恩; 石志锐; 郭磊
Original assignee: China General Nuclear Power Corp; CGN Power Co Ltd; Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd
Current assignee: China General Nuclear Power Corp; CGN Power Co Ltd; Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd
Priority date: 2022-04-21
Filing date: 2022-04-21
Publication date: 2022-09-20
Anticipated expiration: 2032-04-21

Abstract

本实用新型公开了一种适用于涡流阵列检测的标定管，包括管体以及设置在所述管体上的人工缺陷，所述人工缺陷包括螺旋槽、外环槽、缺陷孔、支撑板以及胀管；所述支撑板套设在所述管体的外周；所述管体为钛管，所述管体的壁厚≤1mm。本实用新型中的标定管主要实现对薄壁钛管涡流阵列检测标定的功能，包括开设在管体上的外环槽、支撑板、螺旋槽。其中，螺旋槽可以快速验证涡流阵列探头各个线圈通道是否正常；胀管和支撑板可以用于涡流阵列探头的校准。同时包含胀管模拟缺陷，可以在检测缺陷的同时，实现胀管轮廓检测。缺陷孔的设计，满足ASME对定量缺陷的要求。

Description

一种适用于涡流阵列检测的标定管

技术领域

本实用新型属于涡流检测技术领域，具体涉及一种适用于阵列涡流检测的标定管。

背景技术

热交换器中的传热管是最易损伤的部分，在役期间的管壁凹陷、冲刷腐蚀是各种热交换器、尤其是电厂冷凝器钛管主要损伤方式，其中冲刷腐蚀产生的点蚀最为严重。涡流检测方法因其灵敏度高、检测速度快而广泛应用于传热管的在役检查中。但常规涡流信号比较抽象，图像显示不够直观不能区分同一圆周截面的多个缺陷，对于纵向的缓慢变形的长缺陷不够敏感，复杂工况下的涡流信号需要根据分析人员的经验来识别、判断，容易产生漏检。

核电厂中常规岛热交换器工况复杂，有些常规涡流信号很难判断，因此考虑采用精度更高的阵列涡流检测技术，用于对疑难信号进行复检定性，确保设备安全稳定的运行。在使用涡流检测前通常需要采用标定管对检测探头进行标定，国内目前没有针对薄壁钛管(壁厚≤1mm)研发的阵列涡流标定管，且国内常规岛涡流检测没有相对应的标准。

实用新型内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于热交换器中的传热管涡流阵列检测的标定管，能够同时实现对涡流阵列中所有线圈的测试和校准。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

一种适用于涡流阵列检测的标定管，包括管体以及设置在所述管体上的人工缺陷，所述人工缺陷包括螺旋槽、外环槽、缺陷孔、支撑板以及胀管；所述支撑板套设在所述管体的外周；所述管体为钛管，所述管体的壁厚≤1mm。胀管用于校准和胀管区轮廓的检测。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述涡流阵列的探头包括2*19个线圈。即所述涡流阵列包括两排、且每排具有19个线圈。线圈的直径为2mm。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述螺旋槽的宽度为探头中相邻两排线圈之间的距离。螺旋槽的深度优选为壁厚的30％。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述螺旋槽的螺旋度数大于或等于400°。

螺旋槽需满足所有线圈测试的要求，因此长度需满足线圈间的间隔需求。T发射和R接收的垂直间距要大于等于线圈直径，才能保证槽的斜率避免不同组线圈间横向激发的干扰。由于线圈直径为2mm，因此螺旋槽在360°的情况下，长度为38mm(2mm*19)。考虑覆盖情况，增加40°螺旋槽长度，则400°螺旋槽长度为47mm。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述外环槽的深度为管体壁厚的28％～32％，优选为壁厚的30％。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述缺陷孔包括第一通孔、深度为管体壁厚60％的第一平底孔、深度为管体壁厚40％的第二平底孔、深度为管体壁厚20％的第三平底孔、以及第二通孔，所述第三平底孔均匀分布在所述管体的周向上；所述第一通孔和第二通孔的直径不同。缺陷孔用于微小缺陷检出能力的测试。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述支撑板的两侧具有用于将所述支撑板固定在所述管体上的固定圈。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述胀管、缺陷孔、外环槽、支撑板、螺旋槽依次设置在所述管体上。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述缺陷孔中的第一通孔、第一平底孔、第二平底孔、第三平底孔、第二通孔依次开设在所述管体上。

根据本实用新型的一些优选实施方面，相邻所述缺陷孔之间的距离相等。

由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本实用新型的有益之处在于：本实用新型的适用于涡流阵列检测的标定管，包括开设在管体上的外环槽、支撑板、螺旋槽。螺旋槽可以快速验证涡流阵列探头各个线圈通道是否正常；胀管和支撑板可以用于涡流阵列探头的校准。同时包含胀管模拟缺陷，可以在检测缺陷的同时，实现胀管轮廓检测。缺陷孔的设计，满足ASME对定量缺陷的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型优选实施例中适用于涡流阵列检测的标定管的结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例中胀管的示意图；

图3为本实用新型优选实施例中第一通孔的示意图；

图4为本实用新型优选实施例中第一平底孔的示意图；

图5为本实用新型优选实施例中第二平底孔的示意图；

图6为本实用新型优选实施例中第三平底孔的示意图；

图7为本实用新型优选实施例中第二通孔的示意图；

图8为本实用新型优选实施例中外环槽的示意图；

图9为本实用新型优选实施例中支撑板的示意图；

图10为本实用新型优选实施例中螺旋槽的示意图；

附图中，胀管-1，第一通孔-2，第一平底孔-3，第二平底孔-4，第三平底孔-5，第二通孔-6，外环槽-7，支撑板-8，橡胶圈-9，螺旋槽-10，管体-11。

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的技术方案，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，而不是全部的实施例。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。

如图1-10所示，本实施例中的适用于薄壁钛管的涡流阵列检测的标定管，包括管体11以及设置在管体11上的人工缺陷。管体11为钛管，管体11长度为570.23mm，外径为22.23mm，管壁厚度为0.71mm。

人工缺陷包括依次设置在管体11上的胀管1、缺陷孔、外环槽7、支撑板8、螺旋槽10。支撑板8套设在管体11的外周；胀管1用于校准和胀管区轮廓的检测。螺旋槽10的外端部与管体11端部之间的距离和胀管1的外端部与管体11端部之间的距离相同，均为101.6mm。其中，胀管1的长度为31.75mm，相邻缺陷孔之间的间距为34.54mm。

本实施例中的涡流阵列的探头包括2*19个线圈，分时激发/接收的方式进行数据采集，线圈的直径为2mm。每个独立线圈的好坏和激发/接收状态的有效性，直接影响检测结果。本实施例中的标定管能够规避原始实验室线圈测试的方法(逐一测试各线圈的连通性)，采用一次性测试的方案，同时测试所有2*19个线圈的有效性。

如图1和10所示，本实施例中独立设计了一个400°的螺旋槽10，同时测试所有线圈的发射/接收情况。长度为47.09mm，宽度为涡流探头中相邻两排线圈之间的排间距4.76mm。螺旋槽10的深度优选为壁厚的30％。

螺旋槽10需满足所有线圈测试的要求，因此长度需满足线圈间的间隔需求。T发射和R接收的垂直间距要大于等于线圈直径，才能保证槽的斜率避免不同组线圈间横向激发的干扰。由于线圈直径为2mm，因此螺旋槽10在360°的情况下，长度为38mm(2mm*19)。考虑覆盖情况，增加40°螺旋槽10长度，则400°螺旋槽10长度为47.09mm。

检测每个线圈的性能时，2排线圈要依次通过螺旋槽10，需要确保第1排的线圈离开槽时，第2排的线圈刚好进去。因此在设计上，螺旋槽10宽度和线圈的排间距相等。

传统校准需要针对每个通道进行相位调整，针对2*19涡流阵列线圈的涡流阵列检测，由于不同线圈组间纵向和横向的激发方式，同时需要根据不同频率激发多次，激发通道可达数百通道，因为，不同于Bobbin探头，涡流阵列探头依次对每个通道进行相位调整的工作量非常巨大。针对这样的问题，本实施例中设置一个外环槽7和支撑板8，进行涡流阵列线圈的快速校准。支撑板8宽度19.05mm(匹配实际换热器支撑板8尺寸)，支撑板8的两侧具有用于将支撑板8固定在管体11上的固定橡胶圈9。外环槽7宽度12.7mm，槽深为30％壁厚，如图1和8-9所示。

如图1和3-7所示，根据ASME标准设计不同深度平底孔用于缺陷深度测量，本实施例标定管的缺陷孔依次包括第一通孔2、深度为薄壁钛管壁厚60％的第一平底孔3、深度为薄壁钛管壁厚40％的第二平底孔4、深度为薄壁钛管壁厚20％的第三平底孔5、以及第二通孔6，第三平底孔5均匀分布在所述管体11的周向上；第一通孔2和第二通孔3的直径不同，第一通孔2直径为1.7mm，第二通孔6的直径为0.5mm。缺陷孔用于微小缺陷检出能力的测试。

如图1和2所示，针对胀管1区轮廓检测的要求，本实施例中的标定管设计胀管1，胀管1的长度31.75mm(匹配实际换热器胀管1区尺寸)，胀管1的内径21.2mm(匹配实际换热器胀管1区内径)。

涡流阵列检测对于通孔、平底孔都有很好的检测效果，可以检出内外壁纵向和横向10％伤深的缺陷；对φ0.5mm及以上的通孔有较好的检测效果，其检测极限不仅限于此；与常规Bobbin探头相比，阵列对于纵向和横向的缺陷具有相近的检测能力；具有多个阵元多个通道，可以通过优化运算逻辑得到更好的图形显示，从而抑制干扰、提高信噪比；可以得到在周向上更直观的缺陷分布显示。因此，涡流阵列检测可以作为常规Bobbin检测的有效补充，从而达到更好的检测效果。

本实施例中的标定管主要实现对薄壁钛管涡流阵列检测标定的功能，包括开设在管体上的外环槽、支撑板、螺旋槽。其中，螺旋槽可以快速验证涡流阵列探头各个线圈通道是否正常；胀管和支撑板可以用于涡流阵列探头的校准。同时包含胀管模拟缺陷，可以在检测缺陷的同时，实现胀管轮廓检测。缺陷孔的设计，满足ASME对定量缺陷的要求。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种适用于涡流阵列检测的标定管，其特征在于，包括管体以及设置在所述管体上的人工缺陷，所述人工缺陷包括螺旋槽、外环槽、缺陷孔、支撑板以及胀管；所述支撑板套设在所述管体的外周；所述管体为钛管，所述管体的壁厚≤1mm。

2.根据权利要求1所述的标定管，其特征在于，所述涡流阵列的探头包括两排、且每排具有19个线圈。

3.根据权利要求2所述的标定管，其特征在于，所述螺旋槽的宽度为探头中相邻两排线圈之间的距离。

4.根据权利要求1所述的标定管，其特征在于，所述螺旋槽的螺旋度数大于或等于400°。

5.根据权利要求1所述的标定管，其特征在于，所述外环槽的深度为管体壁厚的28％～32％。

6.根据权利要求1所述的标定管，其特征在于，所述缺陷孔包括第一通孔、深度为管体壁厚60％的第一平底孔、深度为管体壁厚40％的第二平底孔、深度为管体壁厚20％的第三平底孔、以及第二通孔，所述第三平底孔均匀分布在所述管体的周向上；所述第一通孔和第二通孔的直径不同。

7.根据权利要求1所述的标定管，其特征在于，所述支撑板的两侧具有用于将所述支撑板固定在所述管体上的固定圈。

8.根据权利要求1所述的标定管，其特征在于，所述胀管、缺陷孔、外环槽、支撑板、螺旋槽依次设置在所述管体上。

9.根据权利要求1所述的标定管，其特征在于，所述缺陷孔中的第一通孔、第一平底孔、第二平底孔、第三平底孔、第二通孔依次开设在所述管体上。

10.根据权利要求1所述的标定管，其特征在于，相邻所述缺陷孔之间的距离相等。