专利名称：一种对不锈钢管内氧化皮厚度分布进行无损检测的方法
技术领域：
本发明涉及一种无损检测方法，特别是涉及一种对不锈钢管内氧化皮厚度分 布进行无损检测的方法。
背景技术：
无损检测NDT (nondestructive test)是对材料或工件实施一种不损害或不影响 其未来使用性能或用途的检测手段，通过使用NDT，能发现材料或工件内部和表 面所存在的缺陷，能测量工件的几何特征和尺寸，能测定材料或工件的内部组成、 结构、物理性能和状态等。无损检测技术现已被广泛地应用于各个工业领域中， 比如制造业、航天航空、石油化工等领域中。
不锈钢管作为电站常用的热交换器管道，在长期使用过程中，其管道内壁容 易生成氧化皮。氧化皮是物质和氧发生化学反应后粘在物体上的一层皮层，氧化 皮可生成在不锈钢管内的任何位置，由于氧化皮与不锈钢管之间的热膨胀系数差 异较大，在管道温度变化时，氧化皮会因由此产生的热应力而开裂、剥落，在不 锈钢管的直管段，剥落的氧化皮容易被流体的流动所带走，而在不锈钢管的U型 管段，不但自身剥落的氧化皮不容易被流体的流动所带走，而且直管段所剥落的 氧化皮在随流体移动过程中也容易集在U型管段，致使不锈钢管的该管段所堆集 的氧化皮厚度也不断增加，造成管内流体通过的截面积不断减少，这种状况很容 易造成爆管， 一旦爆管，就会给国家和人民的财产和生命造成重大损失，因此， 在不锈钢管的使用过程中，就需要对不锈钢管内氧化皮的厚度进行检测，以便及 时地排除隐患。
公开号为CN1441246A的发明专利申请公开了一种奥氏体不锈钢管内氧化物 的磁性无损检测方法及装置，它是从非磁性的奥氏体不锈钢管外部即弯管段的底 外壁施加一个稳恒磁场，将管道内部呈强磁性的内氧化物磁化，从管道外部即弯管段的底外壁利用磁场敏感元件检测被磁化的氧化物产生的杂散磁场信号，并通 过磁场敏感元件将其转化为电信号进行检测。该方法可以用来检测奥氏体不锈钢 管内是否有内氧化物，而且，根据杂散磁场强度与管道内磁性物质数量的正比关 系，也能够在一定程度上反映出内氧化物量的多少，但是，由于不锈钢管的弯管 段内的氧化皮为二种， 一种是原生氧化皮，它是紧密地附着在不锈钢管的管内壁 处，另一种是跌落型氧化皮，它是由原生氧化皮开裂、剥落后堆集的部分，跌落 型氧化皮之间的接触成松散状态，相互之间存在间隙，即氧化皮的量与厚度之间 并不成对应关系，有的氧化皮虽然量不多，但由于氧化皮之间的间隙较大，其厚 度可能就较厚，对不锈钢管的堵塞程度就会较严重，而现有的这种检测方法不能 将氧化皮的虚厚状况检测出来，另外，现有的这种磁性检测方法对边界不敏感， 不能有效地检测出氧化皮的边界状况，比如，当有氧化皮呈翘起状态时，氧化皮 的量可能不多，但边界翘起在较髙位置其堵塞程度就会较严重，因此，检测不锈 钢管内氧化皮厚度的分布状况更加重要，它是判断不锈钢管的弯管段内的堵塞物 是否会引起爆管的重要依据。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种对不锈钢管内氧化皮厚度 分布进行无损检测的方法，能够有效地检测出不锈钢管内氧化皮厚度的分布状况， 具有检测方便、易实现，检测效果准确的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种对不锈钢管内氧化皮厚度 分布进行无损检测的方法，包括如下步骤
a. 将涡流传感器贴向不锈钢管的弯管段的外壁的一处位置；
b. 所述涡流传感器由任意波形发生器所发出的预置的多频信号所激励，该 多频激励信号穿过不锈钢管的管壁在氧化皮中产生涡流；
c. 氧化皮的涡流感应信号由所述涡流传感器所拾取，涡流传感器输出的涡 流感应信号经放大、相敏检波、混频处理干扰信号后由模/数接口送入计算机处理 系统，由计算机处理系统将所述涡流感应信号处理成对应位置处的与不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的数据；
d. 将所述涡流传感器以不锈钢管的中心线为轴线旋转360° ,使所述涡流传 感器沿着不锈钢管的管外壁进行周向转动；所述涡流传感器在360°旋转过程中， 受任意波形发生器所发出的与步骤b相同的信号激励，分别拾取环绕360°的多 个位置处的来自于氧化皮的涡流感应信号，这些环绕360°的多个位置的涡流感 应信号分别经放大、相敏检波处理后由模/数接口送入计算机处理系统，并由计算 机处理系统分别将环绕360°的多个位置处的涡流感应信号分别处理成多个位置 处的与被测不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的数据
e. 计算机处理系统根据环绕不锈钢管管壁360°的不同位置所对应的氧化皮 厚度的数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管的一个切面的对氧化皮涡流感应 信号进行映射的图形；
f. 将所述涡流传感器沿不锈钢管的轴线分次步进一段距离，每次步进均重 复步骤b至步骤e，从而获得对应于不锈钢管的多个切面的对氧化皮涡流感应信 号进行映射的图形；
g. 计算机处理系统将步骤f所获得的对应于不锈钢管的多个切面的对氧化 皮涡流感应信号进行映射的图形进一步进行处理，从而在显示屏上形成一个与不 锈钢管形状相对应的伪三维图像，该伪三维图像对氧化皮涡流感应信号进行完全 的映射；该图像显示出不锈钢管内氧化皮的分布状况。
本发明解决其技术问题所采用的另一种技术方案是 一种对不锈钢管内氧化
皮厚度分布进行无损检测的方法，包括如下步骤
A. 将排成线阵的多通道涡流传感器以环绕不锈钢管管壁360°的方式包绕在 不锈钢管的弯管段的一圈周壁；
B. 各通道的涡流传感器采用分时激励的方式分别由任意波形发生器所发出 的预置的多频信号所激励，多频激励信号穿过不锈钢管的管壁在氧化皮中产生涡 流；
C. 对应于各通道的涡流传感器在氧化皮的涡流感应信号由各自的涡流传感器所拾取，各涡流传感器输出的涡流感应信号经放大、相敏检波、混频处理干扰 信号后由模/数接口送入计算机处理系统，由计算机处理系统将各涡流感应信号处 理成对应位置处的与不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的数据；
D. 计算机处理系统根据环绕不锈钢管管壁360°的不同位置所对应的氧化皮 厚度的数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管的一个切面的对氧化皮涡流感应 信号进行映射的图形；
E. 将所述线阵涡流传感器沿不锈钢管的轴线分次步进一段距离，每次步进 均重复步骤B至步骤D，从而获得对应于不锈钢管的多个切面的对氧化皮涡流感 应信号进行映射的图形；
F. 计算机处理系统将步骤E所获得的对应于不锈钢管的多个切面的对氧化 皮涡流感应信号进行映射的图形进一步进行处理，从而在显示屏上形成一个与不 锈钢管形状相对应的伪三维图像，该伪三维图像对氧化皮涡流感应信号进行完全 的映射；该图像显示出不锈钢管内氧化皮的分布状况。
本发明解决其技术问题所采用的再一种技术方案是 一种对不锈钢管内氧化 皮厚度分布进行无损检测的方法，包括-
将排成面阵的柔性多通道涡流传感器包绕在不锈钢管的弯管段的壁外；
各通道的涡流传感器采用分时激励的方法分别由任意波形发生器所发出的 预置的多频信号所激励，多频激励信号穿过不锈钢管的管壁在氧化皮中产生涡流:
对应于各通道的涡流传感器在氧化皮的涡流感应信号由各自的涡流传感器 所拾取，各涡流传感器输出的涡流感应信号经放大、相敏检波、混频处理干扰信 号后由模/数接口送入计算机处理系统，由计算机处理系统将各涡流感应信号处理 成对应位置处的与不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的数据；
计算机处理系统根据包绕不锈钢管管壁的不同位置所对应的氧化皮厚度的 数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管的对氧化皮涡流感应信号进行映射的图 形；
计算机处理系统对氧化皮涡流感应信号的映射图形进一步进行处理，从而在显示屏上形成一个与不锈钢管形状相对应的伪三维图像，该伪三维图像对氧化皮 涡流感应信号进行完全的映射；该图像显示出不锈钢管内氧化皮的分布状况。
本发明的有益效果是，由于采用了将涡流传感器贴向不锈钢管的弯管段的外 壁，涡流传感器由多频信号所激励，并使多频激励信号穿过不锈钢管的管壁在氧 化皮中产生涡流，该涡流感应信号由涡流传感器所拾取，拾取的涡流感应信号经 放大、相敏检波、混频处理干扰信号后由计算机处理系统处理成对应位置处的与 不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的数据，通过环绕检测不锈钢管的整 个周壁，得到多个位置处的与被测不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的 多个数据，计算机处理系统再根据包绕不锈钢管管壁的不同位置所对应的氧化皮 厚度的数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管的对氧化皮涡流感应信号进行映 射的图形；进而获得一个与不锈钢管形状相对应的伪三维图像，该伪三维图像显 示出不锈钢管内氧化皮的分布状况。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种对不锈 钢管内氧化皮厚度分布进行无损检测的方法不局限于实施例。
图1是实施例一本发明的测试原理示意图。
具体实施例方式
实施例一，参见图l所示，本发明的一种对不锈钢管内氧化皮厚度分布进行 无损检测的方法，包括如下步骤
a.将涡流传感器1贴向不锈钢管10的弯管段(即U型管段)的外壁的一处 位置；涡流传感器1是装在一个自适应探头支架2上，该自适应探头支架2包含 有两臂即第一臂21和第二臂22,第一臂21和第二臂22相枢接并且通过弹簧相 连接，使第一臂21、第一臂22可以相互张开成180度内的任意角度，以适配于 不锈钢管的不同的管径；涡流传感器l安装在自适应探头支架上时，可以采用螺 纹连接的方式，使涡流传感器l可以上下调整，以便让涡流传感器l贴向不锈钢 管10的管壁；b. 所述涡流传感器l由任意波形发生器所发出的预置的多频信号所激励， 该多频激励信号穿过不锈钢管10的管壁在氧化皮20中产生涡流；
c. 氧化皮20的涡流感应信号由所述涡流传感器1所拾取，涡流传感器l输 出的涡流感应信号经放大、相敏检波、混频处理干扰信号后由模/数接口送入计算 机处理系统，由计算机处理系统将所述涡流感应信号处理成对应位置处的与不锈 钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的数据；
d. 将所述涡流传感器l以不锈钢管的中心线为轴线旋转36(T ，实际上是将 自适应探头支架2以不锈钢管10的中心线为轴线旋转36(T ，使安装在自适应探 头支架2上的涡流传感器1沿着不锈钢管10的管外壁进行同步的周向转动；所述 涡流传感器1在36(T旋转过程中，受任意波形发生器所发出的与步骤b相同的 信号激励，分别拾取环绕36(T的多个位置处的来自于氧化皮的涡流感应信号， 这些环绕360。的多个位置的涡流感应信号分别经放大、相敏检波、混频处理干 扰信号后由模/数接口送入计算机处理系统，并由计算机处理系统分别将环绕360 °的多个位置处的涡流感应信号分别处理成多个位置处的与被测不锈钢管1的弯 折段内的氧化皮的厚度相对应的数据；
e. 计算机处理系统根据环绕不锈钢管管壁360°的不同位置所对应的氧化皮 厚度的数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管的一个切面的对氧化皮涡流感应 信号进行映射的图形；
f. 将所述涡流传感器1沿不锈钢管的轴线分次步进一段距离，每次步进均 重复步骤b至步骤e,从而获得对应于不锈钢管的多个切面的对氧化皮涡流感应 信号进行映射的图形；
g. 计算机处理系统将步骤f所获得的对应于不锈钢管的多个切面的对氧化 皮涡流感应信号进行映射的图形进一步进行处理，从而在显示屏上形成一个与不 锈钢管形状相对应的伪三维图像，该伪三维图像对氧化皮涡流感应信号进行完全 的映射；该图像显示出不锈钢管内氧化皮的分布状况。
实施例二，本发明的一种对不锈钢管内氧化皮厚度分布进行无损检测的方法，包括如下步骤-
A. 将排成线阵的多通道涡流传感器以环绕不锈钢管管壁360°的方式包绕在 不锈钢管的弯管段(即U型管段)的一圈周壁；
B. 各通道的涡流传感器采用分时激励的方式分别由任意波形发生器所发出 的预置的多频信号所激励，多频激励信号穿过不锈钢管的管壁在氧化皮中产生涡 流
C. 对应于各通道的涡流传感器在氧化皮的涡流感应信号由各自的涡流传感 器所拾取，各涡流传感器输出的涡流感应信号经放大、相敏检波、混频处理干扰 信号后由模/数接口送入计算机处理系统，由计算机处理系统将各涡流感应信号处 理成对应位置处的与不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的数据；
D. 计算机处理系统根据环绕不锈钢管管壁360°的不同位置所对应的氧化皮 厚度的数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管的一个切面的对氧化皮涡流感应 信号进行映射的图形；
E. 将所述线阵涡流传感器沿不锈钢管的轴线分次步进一段距离，每次步进 均重复步骤B至步骤D，从而获得对应于不锈钢管的多个切面的对氧化皮涡流感 应信号进行映射的图形；
F. 计算机处理系统将步骤E所获得的对应于不锈钢管的多个切面的对氧化 皮涡流感应信号进行映射的图形进一步进行处理，从而在显示屏上形成一个与不 锈钢管形状相对应的伪三维图像，该伪三维图像对氧化皮涡流感应信号进行完全 的映射；该图像显示出不锈钢管内氧化皮的分布状况。
实施例三，本发明的一种对不锈钢管内氧化皮厚度分布进行无损检测的方 法，包括
将排成面阵的柔性多通道涡流传感器包绕在不锈钢管的弯管段(即U型管段) 的壁外；
各通道的涡流传感器采用分时激励的方法分别由任意波形发生器所发出的 预置的多频信号所激励，多频激励信号穿过不锈钢管的管壁在氧化皮中产生涡流；对应于各通道的涡流传感器在氧化皮的涡流感应信号由各自的涡流传感器 所拾取，各涡流传感器输出的涡流感应信号经放大、相敏检波、混频处理干扰信 号后由模/数接口送入计算机处理系统，由计算机处理系统将各涡流感应信号处理 成对应位置处的与不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的数据；
计算机处理系统根据包绕不锈钢管管壁的不同位置所对应的氧化皮厚度的 数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管的对氧化皮涡流感应信号进行映射的图 形；
计算机处理系统对氧化皮涡流感应信号的映射图形进一步进行处理，从而在 显示屏上形成一个与不锈钢管形状相对应的伪三维图像，该伪三维图像对氧化皮 涡流感应信号进行完全的映射；该图像显示出不锈钢管内氧化皮的分布状况。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种对不锈钢管内氧化皮厚度分布 进行无损检测的方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的 保护范围内。
权利要求
1.一种对不锈钢管内氧化皮厚度分布进行无损检测的方法，其特征在于包括如下步骤a.将涡流传感器贴向不锈钢管的弯管段的外壁的一处位置；b.所述涡流传感器由任意波形发生器所发出的预置的多频信号所激励，该多频激励信号穿过不锈钢管的管壁在氧化皮中产生涡流；c.氧化皮的涡流感应信号由所述涡流传感器所拾取，涡流传感器输出的涡流感应信号经放大、相敏检波、混频处理干扰信号后由模/数接口送入计算机处理系统，由计算机处理系统将所述涡流感应信号处理成对应位置处的与不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的数据；d.将所述涡流传感器以不锈钢管的中心线为轴线旋转360°，使所述涡流传感器沿着不锈钢管的管外壁进行周向转动；所述涡流传感器在360°旋转过程中，受任意波形发生器所发出的与步骤b相同的信号激励，分别拾取环绕360°的多个位置处的来自于氧化皮的涡流感应信号，这些环绕360°的多个位置的涡流感应信号分别经放大、相敏检波处理后由模/数接口送入计算机处理系统，并由计算机处理系统分别将环绕360°的多个位置处的涡流感应信号分别处理成多个位置处的与被测不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的数据；e.计算机处理系统根据环绕不锈钢管管壁360°的不同位置所对应的氧化皮厚度的数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管的一个切面的对氧化皮涡流感应信号进行映射的图形；f.将所述涡流传感器沿不锈钢管的轴线分次步进一段距离，每次步进均重复步骤b至步骤e，从而获得对应于不锈钢管的多个切面的对氧化皮涡流感应信号进行映射的图形；g.计算机处理系统将步骤f所获得的对应于不锈钢管的多个切面的对氧化皮涡流感应信号进行映射的图形进一步进行处理，从而在显示屏上形成一个与不锈钢管形状相对应的伪三维图像，该伪三维图像对氧化皮涡流感应信号进行完全的映射；该图像显示出不锈钢管内氧化皮的分布状况。
2. —种对不锈钢管内氧化皮厚度分布进行无损检测的方法，其特征在 于包括如下步骤A. 将排成线阵的多通道涡流传感器以环绕不锈钢管管壁36(T的方式 包绕在不锈钢管的弯管段的一圈周壁；B. 各通道的涡流传感器采用分时激励的方式分别由任意波形发生器所 发出的预置的多频信号所激励，多频激励信号穿过不锈钢管的管壁在氧化 皮中产生涡流；C. 对应于各通道的涡流传感器在氧化皮的涡流感应信号由各自的涡流 传感器所拾取，各涡流传感器输出的涡流感应信号经放大、相敏检波、混 频处理干扰信号后由模/数接口送入计算机处理系统，由计算机处理系统将 各涡流感应信号处理成对应位置处的与不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚 度相对应的数据；D. 计算机处理系统根据环绕不锈钢管管壁360°的不同位置所对应的 氧化皮厚度的数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管的一个切面的对氧 化皮涡流感应信号进行映射的图形；E. 将所述线阵涡流传感器沿不锈钢管的轴线分次步进一段距离，每次 步进均重复步骤B至步骤D，从而获得对应于不锈钢管的多个切面的对氧化 皮涡流感应信号进行映射的图形；F. 计算机处理系统将步骤E所获得的对应于不锈钢管的多个切面的对氧化皮涡流感应信号进行映射的图形进一步进行处理，从而在显示屏上形 成一个与不锈钢管形状相对应的伪三维图像，该伪三维图像对氧化皮涡流感应信号进行完全的映射；该图像显示出不锈钢管内氧化皮的分布状况。
3. —种对不锈钢管内氧化皮厚度分布进行无损检测的方法，其特征在 于包括将排成面阵的柔性多通道涡流传感器包绕在不锈钢管的弯管段的壁外；各通道的涡流传感器采用分时激励的方法分别由任意波形发生器所发 出的预置的多频信号所激励，多频激励信号穿过不锈钢管的管壁在氧化皮 中产生涡流；对应于各通道的涡流传感器在氧化皮的涡流感应信号由各自的涡流传 感器所拾取，各涡流传感器输出的涡流感应信号经放大、相敏检波混频处 理干扰信号后由模/数接口送入计算机处理系统，由计算机处理系统将各涡 流感应信号处理成对应位置处的与不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相 对应的数据；计算机处理系统根据包绕不锈钢管管壁的不同位置所对应的氧化皮厚 度的数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管的对氧化皮涡流感应信号进 行映射的图形；计算机处理系统对氧化皮涡流感应信号的映射图形进一步进行处理， 从而在显示屏上形成一个与不锈钢管形状相对应的伪三维图像，该伪三维 图像对氧化皮涡流感应信号进行完全的映射该图像显示出不锈钢管内氧 化皮的分布状况。
全文摘要
本发明公开了一种对不锈钢管内氧化皮厚度分布进行无损检测的方法，是采用将涡流传感器贴向不锈钢管的弯管段的外壁，并由多频信号所激励，氧化皮产生的涡流感应信号由涡流传感器所拾取，信号经放大、相敏检波、混频处理干扰信号后，由计算机处理系统处理成对应位置处的与不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的数据，通过环绕检测不锈钢管整个周壁，得到多个位置处的与被测不锈钢管的弯折段内的氧化皮的厚度相对应的多个数据，计算机处理系统再根据包绕不锈钢管不同位置所对应的氧化皮厚度的数据进行成像处理，获得对应于不锈钢管的对氧化皮涡流感应信号进行映射的图形；进而获得一个与不锈钢管形状相对应的伪三维图像，显示出不锈钢管内氧化皮的分布状况。
文档编号G01N27/90GK101587096SQ200910111300
公开日2009年11月25日 申请日期2009年3月16日 优先权日2009年3月16日
发明者林俊明 申请人:林俊明