一种快速确认锅炉受热面管老化最严重区域的方法与流程

1.本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种快速确认锅炉受热面管老化最严重区域的方法。


背景技术：

2.电站锅炉受热面是锅炉中的基本部件，运行工况复杂而恶劣，随着机组运行时间得增加，管材逐渐老化，金相组织和力学性能逐渐下降，强度和韧性降低，因此需要定期进行老化状态评估。但对于某管屏而言，不同部位处的受热面管老化程度也不相同，一些位置老化程度低，而某些位置老化程度高。根据木桶原理，应以老化最严重区域作为老化评价目标，如何快速找出老化最严重区域成为受热面管老化评价可靠性的重要制约点。


技术实现要素：

3.本发明的目的是一种快速确认锅炉受热面管老化最严重区域的方法，根据导波传播速度的变化从而快速确定受热面老化区域最严重位置，为受热面管老化评估确认合适的评估采样位置，从而提高评估结果的可靠性。
4.本发明提供了一种快速确认锅炉受热面管老化最严重区域的方法，使用一发一收双探头发射接收在受热面管中传播的超声导波，由探头间距及传播时间计算导波传播速度，相对于正常样管的导波速度，将所测得的速度变化最大区域确定为老化最严重区域。
5.进一步地，该方法具体包括如下步骤：
6.步骤1、通过文献、试验方法，确定受热面管材料老化后的声速变化趋势，包括相对于正常管，老化后的受热面管的声波速度是增加还是降低；
7.步骤2、使用一发一收2个导波探头，根据被考察的受热面管待检长度及导波信号的可识别要求确定探头间距，而后将探头涂抹耦合剂后放置在被测受热面管上；
8.步骤3、发射探头激励超声导波，从示波器上读取接收探头接收到纵向超声导波传播时间t1；
9.步骤4、不改变2个探头的间距，移动探头到与上次检测区域相邻的管段，从示波器上读取纵向导波传播时间t2；
10.步骤5、重复步骤三，读取第n次检测其他位置的管段的导波传播时间tn；
11.步骤6、n个传播时间中，最值对应的管段则为老化最严重的管段；
12.步骤7、缩短探头间距，在步骤5确定的管段中，再重复测定，得到精确的老化最严重区域位置。
13.进一步地，步骤6中最值的选取原则为：若管材老化后波速增加，则为最小值；老化后声速降低，则为最大值。
14.进一步地，步骤7中将导波探头更换为表面波探头进行测定，其余不变。
15.借由上述方案，通过快速确认锅炉受热面管老化最严重区域的方法，具有如下技术效果：
16.1)受热面管材料老化后，其弹性模量、密度、泊松比发生变化，这种变化对于超声在其中的传播声速有影响，老化越严重，相对于正常管的声速变化越大。利用这种特性，判断受热面管老化最严重区域。
17.2)超声导波传播具有衰减小、传播距离远的特点，且是在整个壁厚内传播，对老化情况的描述全面，因此初筛老化最严重区域时，效率高。
18.3)当初筛完成后，进一步确定老化严重区域时，可采用表面波探头进行检测。表面波相对导波检测时，波峰尖锐，信噪比高，容易识别。此外由于细筛距离短，速度测量难度增加。表面波仅在管外壁传播，管外壁在径向上是老化最严重的层，从而增加了声速差异，降低速度测量难度。
19.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
20.图1是本发明使用导波或者表面波探头进行老化严重区检测示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
22.参图1所示，本实施例提供了一种快速确认锅炉受热面管老化最严重区域的方法，使用一发一收双探头(发射探头1、接收探头2)发射接收在受热面管3中传播的超声导波，由探头间距及传播时间计算导波传播速度，相对于正常样管的导波速度，将所测得的速度变化最大区域确定为老化最严重区域，为受热面管老化评估的可靠性提供了有力的支撑。具体步骤如下：
23.步骤1、通过文献、试验等方法，确定受热面管材料老化后的声速变化趋势，相对于正常管，老化后的受热面管的声波速度是增加还是降低；
24.步骤2、使用一发一收2个导波探头，根据被考察的受热面管待检长度及导波信号的可识别要求确定探头间距(如1m、2m等)，而后探头涂抹耦合剂后放置在被测受热面管上；
25.步骤3、发射探头激励超声导波，从示波器上读取接收探头接收到纵向超声导波传播时间t1；
26.步骤4、不改变2个探头的间距，移动探头到与上次检测区域相邻的管段，从示波器上读取纵向导波传播时间t2；
27.步骤5、重复步骤三，读取第n次检测其他位置的管段的导波传播时间tn28.步骤6、n个传播时间中，最值对应的管段则为老化最严重的管段。最值的选取原则：若管材老化后波速增加，则为最小值；老化后声速降低，则为最大值。
29.步骤7、缩短探头间距，在步骤5确定的管段中，再重复测定，可使老化最严重区域的位置更为精确。由于步骤6中所确定的老化最严重管段长度相对较短，在步骤7中也可将导波探头更换为表面波探头进行测定，其余不变。
30.该快速确认锅炉受热面管老化最严重区域的方法，具有如下技术效果：
31.1)受热面管材料老化后，其弹性模量、密度、泊松比发生变化，这种变化对于超声
在其中的传播声速有影响，老化越严重，相对于正常管的声速变化越大。利用这种特性，判断受热面管老化最严重区域。
32.2)超声导波传播具有衰减小、传播距离远的特点，且是在整个壁厚内传播，对老化情况的描述全面，因此初筛老化最严重区域时，效率高。
33.3)当初筛完成后，进一步确定老化严重区域时，可采用表面波探头进行检测。表面波相对导波检测时，波峰尖锐，信噪比高，容易识别。此外由于细筛距离短，速度测量难度增加。表面波仅在管外壁传播，管外壁在径向上是老化最严重的层，从而增加了声速差异，降低速度测量难度。
34.以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种快速确认锅炉受热面管老化最严重区域的方法，其特征在于，使用一发一收双探头发射接收在受热面管中传播的超声导波，由探头间距及传播时间计算导波传播速度，相对于正常样管的导波速度，将所测得的速度变化最大区域确定为老化最严重区域。2.根据权利要求1所述的快速确认锅炉受热面管老化最严重区域的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1、通过文献、试验方法，确定受热面管材料老化后的声速变化趋势，包括相对于正常管，老化后的受热面管的声波速度是增加还是降低；步骤2、使用一发一收2个导波探头，根据被考察的受热面管待检长度及导波信号的可识别要求确定探头间距，而后将探头涂抹耦合剂后放置在被测受热面管上；步骤3、发射探头激励超声导波，从示波器上读取接收探头接收到纵向超声导波传播时间t1；步骤4、不改变2个探头的间距，移动探头到与上次检测区域相邻的管段，从示波器上读取纵向导波传播时间t2；步骤5、重复步骤三，读取第n次检测其他位置的管段的导波传播时间t
n
；步骤6、n个传播时间中，最值对应的管段则为老化最严重的管段；步骤7、缩短探头间距，在步骤5确定的管段中，再重复测定，得到精确的老化最严重区域位置。3.根据权利要求2所述的快速确认锅炉受热面管老化最严重区域的方法，其特征在于，步骤6中最值的选取原则为：若管材老化后波速增加，则为最小值；老化后声速降低，则为最大值。4.根据权利要求2所述的快速确认锅炉受热面管老化最严重区域的方法，其特征在于，步骤7中将导波探头更换为表面波探头进行测定，其余不变。

技术总结
本发明涉及一种快速确认锅炉受热面管老化最严重区域的方法，使用一发一收双探头发射接收在受热面管中传播的超声导波，由探头间距及传播时间计算导波传播速度，相对于正常样管的导波速度，将所测得的速度变化最大区域确定为老化最严重区域。本发明根据导波传播速度的变化从而快速确定受热面老化区域最严重位置，为受热面管老化评估确认合适的评估采样位置，提高了评估结果的可靠性。提高了评估结果的可靠性。提高了评估结果的可靠性。


技术研发人员：李军录 刘长福 张达勋 王海峰 王占强 白泽红 赵奇
受保护的技术使用者：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司 中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华北电力试验研究院
技术研发日：2022.05.20
技术公布日：2022/11/1