复杂设备内部管路无损检测方法
【专利摘要】本发明涉及CDQ锅炉设备检测、检验和检修领域，尤其涉及一种内部炉管无损检测方法。一种复杂设备内部管路无损检测方法，首先选取被检测管路上的一点周向耦合一磁化后的磁致伸缩带环，所述磁致伸缩带环的头尾之间留有一定间隙；然后在磁致伸缩带环外环绕激励磁场信号发射单元和激励磁场信号接收单元，并设定回波信号阈值，通过判定激励磁场信号接收单元收到的回波信号图结合回波信号阈值找出被检测管路上的缺陷点。本发明能够检测出管路中所隐藏的缺陷，提前发现并准确地判定这些换热器、大型锅炉设备内部的炉管状态，而不是等泄漏或爆管等事故发生后被动进行事后处理，降低了设备维修和保养成本，一旦成功应用并推广，预计每年度可节约数百万的维修成本。
【专利说明】
复杂设备内部管路无损检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及CDQ锅炉设备检测、检验和检修领域，尤其涉及一种内部炉管无损检测方法。
【背景技术】
[0002]迄今为止，在用的无损检测方法有:渗透PT检测、磁粉MT检测、射线RT检测、超声波UT检测、涡流ET检测、声发射AE检测、超声波时差法TOFD检测等。这些方法都受限于被检测物体的结构形式和环境条件，通常适用于无障碍、可见、有操作空间、结构平整等良好检测条件的场合。
[0003]然而，对于⑶Q锅炉等这类设备，内部结构复杂，其内部锅炉管具有排列密集、蛇形弯曲多次循环往复结构、不能解体、超出目视范围外等特点，因此，上述常用检测方法对这类炉管均无能为力，无法预知内部炉管状态和缺陷，至今国内外仍无对策。因此，对于这类锅炉和换热器设备，只有等到爆管、泄漏失效等后果发生后，才能做事后被动抢修工作。仅以本公司炼铁二期四台⑶Q锅炉为例，自1995年至2012年累积统计爆管已达74次，该锅炉每爆管一次，损失达到约80?100万元，无法有效检测内部管路的隐患。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种复杂设备内部管路无损检测方法，本方法中磁致伸缩带环环绕管路时特别预留了一定间隙，保证了检测波形的特性，并降低了噪声干扰，通过设置永磁体增强磁场后极大提高了检测的可靠性，降低了设备维修和保养成本，并有力保证了生产的顺利进行。
[0005]本发明是这样实现的:一种复杂设备内部管路无损检测方法，首先选取被检测管路上的一点周向耦合一磁化后的磁致伸缩带环，所述磁致伸缩带环的头尾之间留有一定间隙；然后在磁致伸缩带环外环绕激励磁场信号发射单元和激励磁场信号接收单元，并设定回波信号阈值，通过判定激励磁场信号接收单元收到的回波信号图结合回波信号阈值找出被检测管路上的缺陷点。
[0006]所述的激励磁场信号发射单元和激励磁场信号接收单元使用同一个缠绕在磁致伸缩带环外的电磁感应线圈。
[0007]所述的激励磁场信号发射单元和激励磁场信号接收单元各自独立使用一个缠绕在磁致伸缩带环外的电磁感应线圈。
[0008]所述磁致伸缩带环的头尾之间留有的间隙为l~5mm。
[0009]所述激励磁场信号发射单元外还设置有一增强磁场，所述增强磁场位于被检测管路的选定点一侧或二侧。
[0010]所述增强磁场由永磁体产生，永磁体的轴向与被检测管路的轴线平行。
[0011]本发明复杂设备内部管路无损检测方法实现复杂管路设备的定期检测、检验和检修，能够及时发现管路中的隐藏缺陷，极大提高了设备的安全性和可靠性；本发明用磁致伸缩带环环绕管路时特别预留了一定间隙，保证了检测波形的特性，并降低了噪声干扰，通过设置永磁体增强磁场后极大提高了检测的可靠性，实验表明，本方法能够检测出管路中所隐藏的缺陷，提前发现并准确地判定这些换热器、大型锅炉设备内部的炉管状态，而不是被动进行事后处理，当管内结垢、积瘤、堵塞、点状腐蚀、减薄、冲刷磨损等病灶还处于良性阶段，通过对设备实施定期体检，就能提前发现“病情”，并主动采取措施处理，而不是被动等待锅炉爆管、换热器泄漏等情况发生时，再进行事后处理；降低了设备维修和保养成本，并有力保证了生产的顺利进行，一旦成功应用并推广，预计每年度可节约数百万的维修成本。
【附图说明】
[0012]图1为本复杂设备内部管路无损检测方法的检测装置布置示意图；
图2为被检测管路的耦合点截面示意图；
图3为本发明实施例中得到的波形图。
[0013]图中:1被检测管路、2磁致伸缩带环、3电磁感应线圈、4永磁体、5导波发射与接收处理装置。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0015]实施例1
如图1、2所示，一种复杂内部管路无损检测方法，首先选取被检测管路I上的一点周向耦合一磁化后的磁致伸缩带环2，所述磁致伸缩带环2的头尾之间留有一定间隙，磁致伸缩带环2产生的磁场是影响导波激励模态的关键因素，他的作用是保证电声转换时频率一致，避免倍频效应，留有的间隙使得检测信号的精度达到了最佳值，才可真正实现工业应用保证了本检测手段的可靠性，在本实施例中，作为优选所述磁致伸缩带环2的头尾之间留有的间隙为l~5mm ;然后在磁致伸缩带环2外环绕激励磁场信号发射单元和激励磁场信号接收单元，并设定回波信号阈值，通过判定激励磁场信号接收单元收到的回波信号图结合回波信号阈值找出被检测管路I上的缺陷点。
[0016]如图1所示，在本实施例中，为便于布置，并保证电磁感应线圈3与被检测管路I和磁致伸缩带环2同轴，所述的激励磁场信号发射单元和激励磁场信号接收单元使用同一个缠绕在磁致伸缩带环2外的电磁感应线圈3，这样电磁感应线圈3只需要一次对齐即可，电磁感应线圈3本身不存在同轴对齐的问题；但在本发明中也可以设置两个电磁感应线圈，激励磁场信号发射单元和激励磁场信号接收单元各自独立使用一个缠绕在磁致伸缩带环2外的电磁感应线圈，以降低作为信号发射和信号接收单元之间的干扰。
[0017]在本发明中，所述激励磁场信号发射单元外还设置有一增强磁场，所述增强磁场位于被检测管路I的待测量一侧；即，以磁致伸缩带环2的耦合点为原点，如果只测量被检测管路I 一边只需要设置一个增强磁场，如两边都需要测量则在两边各设置一个增强磁场；在本实施例中，耦合点两边的管路都需要测量，设置了两个增强磁场，所述增强磁场由永磁体4产生，永磁体4的轴向与被检测管路I的轴线平行；设置增强磁场的目的是为了强化信号，线圈产生的磁场信号干扰大，信躁比低，因此需要一个永磁体4产生的磁场作为补充，实验结果显示，设置了以永磁体4产生的增强磁场后，使缺陷信号更加突出，降低了误判的可能性。
[0018]具体进行检测操作时按如下流程进行:
1、选定单一触点，对于CDQ锅炉每个循环密排蛇形炉管，停机后或常规年修时，在不拆卸炉墙情况下，炉内总可设法找到一段炉管是可见的，任意选取炉管上一点作为磁感应耦合触点，就可对该循环通道的炉管实施无损检测并获得遥感回波；
2、将选定点进行表面处理，用砂纸将管子表面轻轻打磨，去掉表面氧化物、锈垢及污物，以露出金属光泽为准；
3、固定磁致伸缩带环2，用胶水将0.1?0.15mm厚的磁致伸缩带环2周向紧密粘贴在炉管外表面。磁致伸缩带环2的长度应短于被测管子的周长约I?5mm。S卩，磁致伸缩带环2首尾不能完全闭合，中间必须留出约I?5mm的间隙，在本实施例中，通常使用的磁致伸缩带环2为铁钴基合金薄钢板；
4、安装电磁感应线圈3，在磁致伸缩耦合带外周紧密缠绕电磁感应线圈3，使二者重叠，并尽量使二者轴线重合；为牢靠起见，也可在电磁感应线圈3外用胶带将磁致伸缩带环2和电磁感应线圈3和整体包覆性粘贴于被检测管路I上；
5、安装磁致伸缩导波发射和接收装置。将导波发射与接收处理装置5与电磁感应线圈3相连；
6、打开电源，启动导波发射与接收处理装置5发射正弦激励脉冲并开始接受回波信号；正弦激励脉冲会产生激励磁场，激励磁场和偏置磁场是正交的，由魏德曼效应会产生扭转波，扭转波由此耦合到管道上，当扭转波在管道上传播遇到缺陷时，一部分波会产生回波信号，由于逆魏德曼效应，电磁感应线圈3中能够感应出微弱的模拟电压信号，实现对扭转波的转换，经过导波发射与接收处理装置5放大滤波后显示出波形图；
7、安装并调整永磁体4的定位与定向；沿着被检测管路I轴向，根据检测需要在一侧或两侧安装一件或多件永磁体；具体需要与否以及定位与定向均取决于被检测管子的材料、管径大小、管子结构特点和管内介质等因素。实际操作标准以检测到的遥感回波效果最佳为准；
设定单向或双向遥感检测模式。通过选定并调整坐标原点，就可实现单向或双向遥感检测，得到如图3所示的波形图，很直观的就能显示缺陷的性质，横坐标的数字为缺陷的与磁感应耦合点的距离，单位为米，任意设定被检测管路I的一侧为正方向另一侧则为负方向；在本实施例中根据自主设定的阈值得到坐标原点左边即负坐标轴上标记的dl、d2、d3和wl位置有缺陷，根据实物对应dl点具有Φ5.3mm小孔，d2点具有Φ2πιπι小孔，d3点具有等对应遥感回波分别表示炉管上有Φ5.3mm小孔、wl点为炉管焊缝；坐标原点右边的正坐标轴上标记的脉冲波峰中Dl点为炉管焊缝、Wl点为炉管支撑隔板；最终破坏试验解剖管路显示，本检测方式找出了被检测管路I的所有缺陷位置。
【主权项】
1.一种复杂设备内部管路无损检测方法，其特征是:首先选取被检测管路(I)上的一点周向耦合一磁化后的磁致伸缩带环(2)，所述磁致伸缩带环(2)的头尾之间留有一定间隙；然后在磁致伸缩带环(2)外环绕激励磁场信号发射单元和激励磁场信号接收单元，并设定回波信号阈值，通过判定激励磁场信号接收单元收到的回波信号图结合回波信号阈值找出被检测管路(I)上的缺陷点。2.如权利要求1所述的复杂设备内部管路无损检测方法，其特征是:所述的激励磁场信号发射单元和激励磁场信号接收单元使用同一个缠绕在磁致伸缩带环(2)外的电磁感应线圈(3)。3.如权利要求1所述的复杂设备内部管路无损检测方法，其特征是:所述的激励磁场信号发射单元和激励磁场信号接收单元各自独立使用一个缠绕在磁致伸缩带环(2)外的电磁感应线圈。4.如权利要求1~3中任意一权利要求所述的复杂设备内部管路无损检测方法，其特征是:所述磁致伸缩带环(2)的头尾之间留有的间隙为1~5_。5.如权利要求4所述的复杂设备内部管路无损检测方法，其特征是:所述激励磁场信号发射单元外还设置有一增强磁场，所述增强磁场位于被检测管路(I)的选定点一侧或二侧。6.如权利要求5所述的复杂设备内部管路无损检测方法，其特征是:所述增强磁场由永磁体(4)产生，永磁体(4)的轴向与被检测管路(I)的轴线平行。
【文档编号】G01N27/82GK105842333SQ201510012228
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月12日
【发明人】廖礼宝, 于宝虹, 徐惠宾, 陈科伟, 华凤青, 茅根新, 罗云东, 邓聪
【申请人】宝山钢铁股份有限公司, 上海金艺检测技术有限公司