远场涡流在高压加热器检验中的应用研究
20:43:54& 来源：&
　　摘　要:对远场涡流检测技术的理论作了初步研究分析,将该技术用于在役金属管道的无损检测,制定相应的检测工艺和工艺卡,并对检验结果及质量作了分析,为钢管质量监督提供了可行有效的手段。
　　1　前言
　　涡流探伤是以电磁感应原理为基础的。当钢管经过通以交流电的线圈时,钢管表面或近表面有缺陷部位的涡流将发生变化,导致线圈的阻抗或感应电压产 生变化,从而得到关于缺陷的信号,并以信号的幅值及相位等对缺陷进行判断。利用涡流探伤,可以测定钢管中的蚀坑、孔洞、夹杂物、裂纹等缺陷。常用的涡流检 测方法在热交换管道检测方面已成为一种可靠的技术,但仍局限于非铁磁材料和弱铁磁材料的检测。由于远场涡流技术其相位信号正比于缺陷深度,并且是由磁场两 次穿越管壁,能准确地反映管壁的缺损特征,重复地测量出缺损深度。因此,对于铁磁管道,该技术是最可行的一种无损检测技术。
　　2　远场涡流检测技术的特点
　　远场涡流检测技术的特点是采用穿过式探头(见图1),检测线圈与激励线圈分开,且二者的距离是所测管道内径的二至三倍;采用低频涡流技术能穿过 管壁;主要用于石油天然气管道和油井管道等;需要检测的不是线圈的阻抗变化,通常是测量检测线圈的感应电压与激励电流之间的相位差;激励信号功率较大,但 检测到的信号却十分微弱(一般为微状);能以相同的灵敏度检测管壁内外表面的缺陷和管壁变薄情况,而不受趋肤效应的影响;检测信号与激励信号的相位差与管 壁厚度近似成正比,&提离效应&很小。
　　远场涡流检测技术是通过测量穿过管壁后返回管内的磁场的变化来得到关于缺陷的信号,故在检测技术理论上是一个新的突破。普通涡流检测技术其试件 的几何变形、试件边缘末端及相对位置产生的末端效应都会产生一个畸变的涡流信号干扰检测信号,材料的温度、应力变化,材料的冷加工、热处理引起的变形及损 伤的非连续性和信噪比也会改变试件的电导率和磁导率,影响着涡流信号的产生,造成对检测结果判断困难,这些干扰在远场涡流检测技术上得到了消除,以上分析 从理论上证明了远场涡流检测技术的优势,并从实践中得到了科学的验证,具体如下:
　　a)检测结果可以直接用电信号输出,因此可以进行自动化检测;
　　b)由于采用非接触式的方法,检测速度快;
　　c)适用范围广,除能检测缺陷外,还能检测材质变化和尺寸形状的变化等;
　　d)特别适合管材、线材的检测,与传统的漏磁、渗透、超声波等方法比较,具有简单、使用方便、消耗品费用最少的特点;
　　e)对碳钢或其他强铁磁性管子的蚀坑、裂纹等缺陷的检测十分有效;
　　f)安全,防护简单,不会对人体造成伤害。
　　3　在高压加热器检验中的应用
　　大庆炼化公司1号机组1号、2号、3号高压加热器是由哈尔滨锅炉厂制造的300
MW机组用卧式高压加热器,型号分别为GJ-1100-1型、GJ-1180-2型、GJ-820-3型,于1997年投产,其热交换管的材质为 15Mo3,规格为 16 mm&2.5 mm。其运行参数见表1。
　　3.1　高压加热器运行过程中可能导致管子泄露的原因分析
　　a)管子振动。换热管子是一弹性体,在受力后将产生弹性变形,若气流作用不稳定,则会产生振动。振动过大时,管子与管板固定处会产生疲劳折断,管子与管子及中间隔板相碰撞则产生磨损并损坏。
　　b)管子锈蚀损坏。腐蚀使管子表面金属损失,表面被破坏,形成沟槽和凹坑。管子的锈蚀往往是由于水质不合格,或者是汽侧不可凝气体过多聚集而引起的,在较低的部位和在蒸汽空间中隔板所形成的死角处尤其容易发生。
　　c)管子外壁受到汽水两相流动的冲刷,使管壁边缘变薄后,在内部压力作用下破裂,发生泄漏。
　　d)管子本身的材料问题。它们将导致管子产生裂纹、蚀坑甚至断裂等,其危害相当大,不仅使热效率降低,供电煤耗升高,而且长期下去,还将导致水蚀现象发生,严重时甚至造成高压加热器筒体爆破。
　　3.2　检测工艺和工艺卡的制定
　　根据高压加热器采用的碳钢管材分析,远场涡流检测对缺陷具有良好的检出能力,且快速、准确。检测前,选取高压加热器原管段制作标准试样管,选择 人工钻通孔校准试件,孔径根据检验要求定为1.2
mm。选择制作内外表面带有环形槽的对比试件,槽深为壁厚的10%、20%、40%,60%或80%,作为调整探伤灵敏度及缺陷定量用。检验时采用ET- 556H便携式全数字电脑远场涡流探伤仪,它具有两个可同时用于检测的频率通道。频率范围:1 MHz～6 MHz;增益范围:0 dB～99
dB;相位旋转:0&～360&;数字滤波功能;自动分析系统等。探头采用 16 mm&2.5
mm钢管用远场差动式探头。仪器调节:根据标准试样管,在钢管检测范围内选择主频f1。其次加上模拟隔板(专门加工的碳钢钢环),调整通道频率、相位和增 益,使支撑板信号与人工缺陷分离开来。经反复调节,选择f1=0.6 kHz～0.8 kHz。
　　在役热交换器钢管的检验一般采用远场涡流法普查,且精确定量,效果良好。可以解决铁磁性材料由于磁导率&=1而渗透深度极薄及磁导率不均匀所引 起的较高噪音问题。另外,由于远场涡流检测法中检测线圈测量的物理量与普通涡流法不同,信号的幅值将取决于缺陷体积大小,而信号的相位主要由缺陷的深度决 定,这与非铁磁性管子的涡流检测情况类似。检测所采用的标定管是将 1.2 mm通孔信号的相位调整为40&, 2
mm通孔信号的相位大约是38&,并用其做出相位-缺陷深度曲线,据此可精确地确定缺陷的当量大小及缺陷深度占壁厚的百分比。检测工艺卡如表2所示。
　　3.3　涡流检验标准
　　在役热交换器管的检验目前还没有标准,由于是钢管,可参考GB/T
7735&87《钢管涡流探伤方法》。该标准制定时采用基于阻抗分析技术的涡流仪,但它对缺陷的评定只考虑了反映缺陷体积的信号相位,没有顾及到反映缺陷 深度的信号相位,因而有其局限性。随着远场涡流技术的应用,在缺陷评定上参考如下原则:
　　a)缺陷信号幅值超过 1.2 mm通孔的为记录标准,而不论缺陷深度大小;
　　b)缺陷信号幅值超过 2 mm通孔的为堵管标准,而不论缺陷深度大小;
　　c)缺陷深度超过50%壁厚的为记录标准,而不论其信号幅值大小;
　　d)缺陷深度超过80%壁厚的为堵管标准,而不论其信号幅值大小。
　　根据标准,在探伤过程中凡发现超过堵管标准的信号显示,在探伤人员无法确定为非相关信号时,一律应该判作报废。
　　3.4　检验结果及质量分析
　　按照上述缺陷评定标准,对1号机组高压加热器共检测4460根管子,计8920个管口,完全检验8432个,未发现超过堵管标准的信号。2号高 压加热器共检测1510根管子,计3020个管口,发现6根管子有超过堵管标准的信号,需要堵管。3号高压加热器共1390根U形管,计2780个管口, 发现124根管子有超过堵管标准的信号,需要堵管。
　　4　结论
　　高压加热器钢管的泄漏与其运行状况紧密相关,通过远场涡流探伤的应用,保证了高压加热器安全稳定地运行,为钢管质量监督提供了可行有效的手段。
将本文分享至：|||||
【免责声明】本文仅代表作者个人观点，与中国计量测控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以 及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。
前沿的计量测试资讯海量呈现，高端的计量测试技术权威发布。
计测客户端下载
这里有计量领域最大的社交圈子，您可以在这里交流互动、拓展人脉、施展才华。iPhone
这里有计量领域最大的社交圈子，您可以在这里交流互动、拓展人脉、施展才华。Android
()()()()()()()()()()
新闻频道联系方式
:广告合作热线：010-
:联系邮箱：
Copyright & . All Rights Reserved 中国计量测控网 版权所有 &&&
京ICP备号-1 &&京公网安备079号&& 计测网客服：010-
&&邮编：100095 &&邮箱： &&广告业务QQ：&&客服QQ：
&&投稿QQ：[发明专利]一种基于远场涡流的管道弯头缺陷检测方法及检测装置在审
申请/专利权人：
公开/公告号：CNA
发明/设计人：;;;
公开/公告日：
主分类号：
搜索关键词：
【说明书】：
本发明采用包括两个相同激励单元和一个接收单元构成的远场涡流传感器，且两激励单元分别位于接收单元两侧，激励单元和接收单元均沿被检测管道弯头横截面周向设置，且接收单元位于测量间接耦合磁场信号的远场区域；当远场涡流传感器施加谐波激励后，利用双激励拉近远场区，提高所测信号幅值；传感器沿管道弯头周向扫描，测取接收单元接收到的信号相对激励信号的相位差，从而得到相位差的变化特征，即获得管道弯头处的腐蚀和裂纹类缺陷信息。由此可知，本发明的检测方法属于远场涡流检测，是基于远场涡流效应的无损检测技术，故能否用远场涡流检测技术来检测规则曲面金属材料，取决于规则曲面金属材料中是否发生了远场涡流现象。远场涡流现象有三个重要特征：幅值拐点、90°相位变化和能量的两次穿透试件，本发明通过此采集远场涡流现象的“幅值信号曲线、相位差曲线和坡印廷矢量”三个重要特征信号相对于激励信号的变化来进行判断所测物体是否存在腐蚀或裂纹等此类缺陷。本发明通过采用双激励方法，从而得出的幅值信号曲线、相位差曲线和坡印廷矢量图分别如图9、10、11所示，同理，可知发生了远场涡流现象，相对一个激励线圈时，远场区幅值信号增大，远场区位于35mm到45mm处，远场区得以拉近。远场涡流传感器优化时，常考虑信号幅值和远场区距离。实施例1，参阅图1-3，将远场涡流传感器设置在管道弯头1横截面上；所述激励单元包括激励线圈3，所述接收单元包括接收线圈4，激励线圈3轴线沿管道弯头1周向设置，接收线圈4轴线沿管道弯头径向设置；接收线圈4位于测量间接耦合磁场信号的远场区域；向传感器激励线圈3中施加一个谐波激励，变化的激励场引发沿管道弯头1横截面周向分布的交变磁场，接收单元中的接收线圈4位于远场区域测量间接耦合磁场信号，周向移动传感器对管道弯头进行扫描，所测信号相对于激励信号的相位差的变化表明腐蚀或裂纹类缺陷的存在，通过观测并分析相位差的变化特征从而实现对管道弯头1缺陷情况的检测。检测方法包括以下步骤：步骤1：在管道弯头周向设置远场涡流传感器，以便进行扫描；步骤2：向远场涡流传感器的激励单元施加低频谐波激励；步骤3：沿管道弯头周向扫描，测取接收单元中的接收线圈内接收到的信号相对激励信号的相位差；步骤4：通过观测并分析相位差的变化特征，即可判别管道弯头处的腐蚀和裂纹类缺陷情况。本发明的远场涡流传感器通过采用外设置方式，并通过利用双激励拉近远场区，提高所测信号幅值，从而解决内穿过式远场涡流传感器难以对管道弯头进行检测的难题。实施例2，参阅图3，本发明的远场涡流传感器依次与谐波信号激励电路、信号处理电路、A/D转换电路和计算机相连接，谐波信号激励电路给远场涡流传感器提供谐波激励，远场涡流传感器设置在管道弯头外表面、以激励诱发产生涡流并接收涡流远场区的间接耦合磁场信号，将其转化为电压信号后，传送给信号处理电路，信号处理电路对接收的信号进行放大、滤波、比较后，传送给A/D转换电路，A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号送于计算机，计算机对接收的数据进行处理、从而获得被测管道弯头的腐蚀和裂纹类缺陷信息。参阅图1至图5，其余同实施例1。实施例3，参阅图1至图5，本发明的管道弯头检测装置由包括两个相同激励单元和一个接收单元构成的远场涡流传感器2，且两激励单元分别位于接收单元两侧。所述激励单元包括激励线圈3，所述接收单元包括接收线圈4，激励线圈3轴线沿管道弯头1周向设置，接收线圈4轴线沿管道弯头径向设置，且接收线圈4位于测量间接耦合磁场信号的远场区域。所述远场涡流传感器2包括壳体13、端盖11、激励线圈3、接收线圈4和插座，插座可采用航空插座9的结构形式，也可采用其它结构形式；壳体13为设置有内腔的“︹”型结构，且两端设置敞口，端盖11配合安装在壳体13两端的敞口上；激励线圈3固装在壳体13内腔两侧的内壁上，接收线圈4固装在壳体13内腔中腰下部，激励线圈3和接收线圈4的引线分别与插座相连。也将激励线圈3固定在壳体底部两端，接收线圈4固定在壳体内腔底部中央。两激励线圈3优选对称设置在接收线圈4两侧；但当两个激励单元的电流大小不一样，也就是两个激励不一样时，也可不采用对称设置。图4-5为本发明装置进行检测的试样简图，管道弯头的转角为90°，外径为80mm，壁厚为2mm，缺陷的深度依次为0.25mm、0.5mm、0.75mm、1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm。如图12所示，当本发明在进行测量、且检测线圈轴线为缺陷中心线时、所测得依次对应不同缺陷时的相位图。相位差与缺陷深度近似成线性关系，可见本装置能够有效进行管道弯头的缺陷检测。本发明通过给远场涡流传感器施加谐波激励后，通过观测并分析传感器接收线圈内接收到的信号相对激励信号的相位差的变化特征，获得管道弯头处的腐蚀和裂纹类缺陷信息。实施例4，参阅图1至图5，所述激励单元包含激励线圈3和屏蔽单元12，激励线圈3安装在屏蔽单元12内，即将屏蔽单元12罩在激励线圈3上方。所述激励线圈3可采用高磁导率的硅钢片制作而成屏蔽单元12罩住，既屏蔽削弱了直接耦合磁场，又起着聚集激励磁场的作用；同时采用两组相同的激励线圈和屏蔽单元来作为激励，有效拉近远场区，减小传感器尺寸，另外也提高接收线圈获得的信号幅值，便于信号采集。实施例5，参阅图1至图5，所述激励线圈3采用矩形线圈；接收线圈4采用圆柱线圈。实施例6，参阅图1至图5，壳体13上设置有把手10，手10与壳体13可通过六角螺钉等相互连接，端盖11与壳体13可通过包括十字槽盘头螺钉等进行连接。实施例7，参阅图1至图5，所述远场涡流传感器2依次与低频谐波激励电路5、信号处理电路6、A/D转换电路7和计算机8相连接，谐波信号激励电路5给远场涡流传感器2提供谐波激励，远场涡流传感器2设置在管道弯头1外表面激励诱发产生涡流并接收涡流远场区的间接耦合磁场信号，将其转化为电压信号后，传送给信号处理电路6，信号处理电路6对接收的信号进行放大、滤波、比较后，传送给A/D转换电路7，A/D转换电路7将模拟信号转换为数字信号送于计算机8，计算机8可采用便携式计算机，通过计算机8实现信号采集控制、信号显示和数据存储等功能，对接收的数据进行处理，判别信号特征，获得被测管道弯头1的缺陷信息。本发明通过利用双激励拉近远场区，提高所测信号幅值，充分体现远场涡流检测的优势，解决内穿过式远场涡流传感器难以对管道弯头进行检测的难题，同时，也可用于直管的检测。
友情链接：交换友情链接需要网站权重大于2，网站收录10W以上，如符合条件，请联系QQ：。
行业网站：相关推荐：
400-周一至周五 9:00-18:00
服务热线：400-投诉建议：022-
扫一扫，微信关注高智网
高智&让创新无法想象2000万件&专利数据当前位置： >
> 管道远场涡流内检测
1、 工作原理：
& & & 远场检测技术( remote field testing , 简称RFT), 又称远场涡流检测技术(remote field eddy current，简称RFEC)是一种能穿透金属管壁的低频电磁检测技术。探头通常为内通过式, 由激励线圈和检测线圈构成，激励线圈和检测线圈相距二至三倍管外径的长度, 激励线圈通以低频交流电, 产生的磁场信号穿透管壁后，沿管子方向传递，再从管外面穿透管壁，信号被管内的检测线圈接受, 从而有效地检测管子的内、外壁腐蚀及管壁的减薄情况。磁场信号穿透了两次管壁完成检测。若管子发生腐蚀减薄，由于信号穿透的金属变少了，检测线圈所接受的信号会相位提前 (时间减少) 和幅度提高。因此，RFT的主要技术特征是激励线圈与检测线圈间距和信号的穿透性。
2、 远场涡流检测特征
& & 内外壁缺陷检测灵敏度一致；& & 可以透过涂层、衬垫或积垢检测管；& & 可以区分管壁增厚和减薄；& & 结构坚固：所有的传感器都在检测器内部
除了壁厚，还可以检测:& & &电导率& & & 导磁率& & &&应力集中& & & &弯管
3、 适用范围： 管径：3英寸到36英寸；& & &管道材料：钢管 铸铁管 带内衬的钢管
智能内检测
【友情链接】
版权信息：北京金睛检测&Copyright&&&jjpipeline&Corporation,&All&Rights&Reserved&&京ICP证号-2 技术支持：君，已阅读到文档的结尾了呢~~
非磁性金属平板脉冲远场涡流传感器优化设计与缺陷定量检测,电涡流传感器,电涡流传感器原理,电涡流位移传感器,涡流传感器,涡流传感器原理,电涡流转速传感器,电涡流式传感器,电涡流传感器前置器,电涡流位移传感器原理
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
非磁性金属平板脉冲远场涡流传感器优化设计与缺陷定量检测
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer--144.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口相关硕士文献推荐
频道总排行
频道本月排行