一种锅炉炉管内壁氧化皮厚度超声测量用标准样管的制作方法

1.本实用新型涉及锅炉氧化皮检测技术领域，具体涉及一种锅炉炉管内壁氧化皮厚度超声测量用标准样管。


背景技术：

2.锅炉炉管是锅炉重要的受热面，炉管在长期运行过程中，在高温和水蒸汽的作用下，容易在管内壁产生氧化皮。一方面，氧化皮的产生提高炉管的热阻，阻碍了热量向工质的传递，影响锅炉效率；另一方面，内壁氧化皮厚度与运行温度相关，通过测量内壁氧化皮厚度可对炉管超温情况进行监测。对炉管内壁氧化皮厚度进行测量，计算炉管换热效率和运行当量温度，从而对炉管剩余寿命进行评估，作为炉管检修的重要依据。
3.目前针对炉管内壁氧化皮厚度的测量方法，主要是采用超声波检测技术，可在不破坏管子的情况下对内壁氧化皮厚度进行测量。但目前超声波氧化皮检测设备缺乏校准手段，测量的准确性无法得到保证。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，进而导致寿命评估的不准确，使锅炉炉管检修决策产生错误，增加维修成本和停炉风险。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种锅炉炉管内壁氧化皮厚度超声测量用标准样管，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案。
6.1、炉管采用锅炉炉管常用的耐热钢进行制作，通过机械加工将炉管内壁制成阶梯状，将炉管内壁打磨光滑并进行去油、清洗后，通过化学方法使具有一定厚度的氧化层在炉管内壁生成，并与炉管紧密附着，经初始标定后形成供超声测量用标准样管，对超声波设备进行校准。
7.2、炉管的材质、外径、壁厚进行调整，根据测量需求制作对应样管。
8.3、炉管和氧化层的厚度通过光学显微镜对纵向截面测量的方法进行初始标定。
9.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：标准样管壁厚呈阶梯形，能够满足不同厚度炉管校准要求，采用表面黑色氧化处理工艺保证氧化皮与管壁紧密贴合，氧化皮厚度初始标定采用高倍显微镜测量，保证样管标定精度，通过标准样管对氧化皮厚度超声测量设备进行校准，减少炉管内壁氧化皮厚度测量误差，保证炉管换热效率和剩余寿命评估的准确性，提高检修效率，保证锅炉安全运行。
附图说明
10.图1是本实用新型一个实施结构纵向剖面示意图。
11.图2是实施结构a
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a剖面示意图。
12.图3是实施结构b
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b剖面示意图。
13.附图标记说明如下：1、炉管，2、氧化层。
具体实施方式
14.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。
15.本实施例的一种锅炉炉管内壁氧化皮厚度超声测量用标准样管，如图1所示，炉管(1)采用12cr1movg钢进行制作，通过机械加工将炉管(1)内壁制成阶梯状，将炉管(1)内壁打磨光滑并进行去油、清洗后，通过表面黑色氧化处理工艺使具有一定厚度的氧化层(2)在炉管(1)内壁生成，通过控制反应温度、溶液浓度和时间对其厚度进行调节并保证厚度均匀，并与炉管(1)紧密附着，形成内壁氧化皮厚度超声测量用标准样管。
16.标准样管制作完成后，通过线切割方法将样管沿纵向中心截面切开，将纵向截面进行抛光、表面腐蚀后，检查氧化层厚度是否均匀，若已均匀，将样管纵向截面在已校准的具有测量功能的光学显微镜下对氧化皮厚度进行测量，获得管壁厚度值和氧化皮厚度值作为标准样管的标准值。
17.本实施例中标准样管长度为200mm，每段长100mm，外径为53mm，管壁厚分别为8mm、5mm，氧化层经光学显微镜测量厚度分别为0.025mm、0.015mm。
18.用超声设备对现场炉管内壁氧化皮进行测量前，先将设备对标准样管进行测量，获得的测量结果与标准样管的标准值进行对比验证，结果不一致时，调整设备参数，直至测量结果与标准值一致，完成设备校准，开始对现场炉管内壁氧化皮进行测量。
19.以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种具体实施方式，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可按测试需求对技术方案进行改进和变化，如改变样管材质、外径、壁厚，改变氧化皮厚度等，也均属于本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。


技术特征：
1.一种锅炉炉管内壁氧化皮厚度超声测量用标准样管，包括炉管(1)和氧化层(2)，其特征在于，炉管(1)采用锅炉炉管常用的耐热钢进行制作，通过机械加工将所述炉管(1)内壁制成阶梯状，将所述炉管(1)内壁打磨光滑并进行去油、清洗后，通过化学方法使具有一定厚度的氧化层(2)在所述炉管(1)内壁生成，并与所述炉管(1)紧密附着，经初始标定后形成供超声测量用样管，对超声波设备进行校准。2.根据权利要求1所述的锅炉炉管内壁氧化皮厚度超声测量用标准样管，其特征在于：可对所述炉管(1)的材质、外径、壁厚进行调整，根据测量需求制作对应样管。3.根据权利要求1所述的锅炉炉管内壁氧化皮厚度超声测量用标准样管，其特征在于：所述炉管(1)和氧化层(2)的厚度通过光学显微镜对纵向截面测量的方法进行初始标定。

技术总结
本实用新型涉及一种锅炉炉管内壁氧化皮厚度超声测量用标准样管，属于锅炉氧化皮检测技术领域，包括炉管和氧化层，炉管采用锅炉炉管常用的耐热钢进行制作，通过机械方法加工及清洗后，通过化学方法使具有一定厚度的氧化层在炉管内壁生成，并与管壁紧密附着，经初始标定后形成供超声测量用样管，对超声波测量设备进行校准。本实用新型新增内壁氧化皮厚度超声测量设备校准方法，能够满足不同厚度、不同材质的炉管校准要求；通过标准样管对氧化皮厚度超声测量设备进行校准，减少炉管内壁氧化皮厚度测量误差，保证对炉管换热效率和剩余寿命评估的准确性，提高检修效率，保证锅炉安全运行。保证锅炉安全运行。保证锅炉安全运行。


技术研发人员：潘智 张赞赞 蓝家宏 冯宗建 蓝焱 梁瀚钊 李勇军 林庆宇 谭雄健 林紫云 甘若谷 陈能战
受保护的技术使用者：广西壮族自治区特种设备检验研究院
技术研发日：2021.06.16
技术公布日：2021/12/28