一种屏蔽激磁定量检测探头及方法技术

本发明专利技术涉及一种屏蔽激磁定量检测探头及方法，所述探头包括矩形恒定永磁体、Ｌ型屏蔽元件和磁敏元件，Ｌ型屏蔽元件附着在矩形恒定永磁体的一个横侧面部分、非工作面的Ｓ极部分，磁敏元件位于矩形恒定永磁体非工作面的Ｎ极和Ｓ极交互区的磁场强度零值位；所述方法包括：设定磁强计的磁场强度初值；将探头工作面接触被测奥氏体钢管外壁，沿钢管长度方向移动，记录检测得到的磁场强度最大值对应的钢管位置、磁场强度由最大值减小到初值时对应的钢管位置；将探头沿着钢管圆周方向移动，记录磁场强度减小到初值时对应的钢管位置。本发明专利技术中，探头尺寸比较小，能减少奥氏体钢管内的氧化皮堆积量的检测干扰。本发明专利技术可广泛应用于电厂锅炉装置的检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测技术，特别是涉及。
技术介绍
高参数电站锅炉经过一段时间运行后，锅炉内奥氏体钢管中流动的高温 蒸汽和管壁金属会发生氧化反应，生成氧化物(氧化物的主要成份为四氧化 三铁)，这些氧化物附着在管内壁上，形成氧化皮。随着锅炉运行时间的增 加，管壁上附着的氧化皮逐渐加厚。在锅炉启停过程中，由于管壁冷热温差 比较大，而管壁与附着在其上的氧化皮的膨胀系数差和收缩系数差均比较 大，氧化皮与管壁之间的结合力又比较弱，所以，氧化皮容易脱落。脱落的 氧化皮在处于高温受热面的管道下弯处产生堆积，从而堵塞管道通路，而管 道堵塞往往会导致爆管事故。为了避免由于脱落的氧化皮堵塞管道而导致的爆管事故的发生，需要对 脱落的氧化皮堆积量进行检测。氧化皮堆积量的检测所采用的方法通常是通 过在奥氏体不锈钢管外部施加一个稳恒磁场，将管道内部氧化皮磁化，利用管道外的》兹敏元件4企测被》兹化的氧化皮产生的感应》兹强，从而推定氧化皮的 堆积量。专利号为ZL03109490.2、为"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"的中国专利中，检测装置中的探头包括一个尺 寸比较大的U型氧化体磁铁和一个霍尔元件。该U型磁铁用于产生外部稳 恒磁场，霍尔元件用于采集氧化皮产生的感应磁强。由于U型磁铁尺寸比较大，在钢管管壁较薄时，管内氧化皮很容易被 吸附在磁极附近，并随磁铁的移动而移动，这样，磁铁的吸附作用改变了氧化皮的堆积状态，u型磁铁沿管的圆周方向转动检测时，导致对管内氧化皮 堆积高度的误判。另外，由于u型磁铁尺寸比较大，而锅炉内管束间距比较小，所以，采用该专利装置在对某一钢管进行检测时，该钢管周围临近的 钢管及钢管内的氧化皮都会在一定程度上被磁化，这样，检测装置检测得到 的磁信号相当杂散，可靠性较差。随着钢管内氧化皮堆积厚度的增加，该专利所述的检测装置的检测信号很容易快速趋于饱和，理想检测条件下的有效氧化皮堆积量仅为10mm。在 电厂中， 一般引发爆管程度的氧化皮堆积量必定远远超过10mm。在专利号为ZL2007100121994.2、为"奥氏体不锈钢管内部氧 化物的磁性无损检测装置，，的中国专利中，检测装置中的探头采用2至8个 条状氧化体磁铁、磁敏元件和补偿磁敏元件；探头尺寸仍然比较大，容易受 到外界感应磁强的影响。该专利通过分析检测结果以及钢管内径、外径、壁 厚分别为35mm、 55mm、 10mm的钢管内氧化皮的堆积量特性曲线，推断出 氧化皮的几种可能的堆积量。该检测装置提高了氧化皮堆积量的检测范围， 检测范围为0 35mm。实际应用中，发电机组的年代、标准和锅炉产地等情 况的差异，导致了现场奥氏体管道的内外径变化很大；并且现场中， 一些钢 管内氧化皮堆积量远远超过35mm的范围，这样就限制了该装置的使用范 围；根据堆积量特性曲线推算氧化皮堆积量的方法也比较复杂，也无法确定 具体的氧化皮堆积量。另外，由于磁敏元件与管道径向夹角为0~75° ,所 以，探头的安装要求比较高，不适于现场操作。由此可见，现有技术中，由于检测装置中探头尺寸比较大，而锅炉管束 间距比较小，所以，检测信号比较杂散，可靠性差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种屏蔽激磁定量检测探头及 方法，探头尺寸较小，能减少奥氏体钢管内的氧化皮堆积量的检测干扰。 为了达到上述第一目的，本专利技术提出的技术方案为一种屏蔽激磁定量检测探头，包括矩形恒定永磁体、L型屏蔽元件和磁敏 元件，L型屏蔽元件附着在矩形恒定永磁体的一个横侧面部分、非工作面的S 极部分，》兹敏元件位于矩形恒定永i兹体非工作面的N极与S极交互区的》兹场强 度零值位；其中，所述矩形恒定永磁体用于在被测奥氏体钢管外部产生一个稳 定磁场；所述L型屏蔽元件用于屏蔽矩形恒定永磁体的一个横侧面部分、非工 作面S极部分的》兹场；所述》兹敏元件用于在^皮测奥氏体钢管内氧化皮产生的感 应》兹场内移动时，感生出激》兹电流，激i兹电流的激》兹作用导致/P兹通量的产生， 根据磁通量的变化，感生出氧化皮堆积量的检测电流。本专利技术中，所述》兹敏元件包括》兹芯以及缠绕在^ 兹芯上的激励线圈和检测线 圏；其中，所述激励线圏用于在被测奥氏体钢管内氧化皮产生的感应磁场内移 动时，感生出激磁电流，以激励石兹芯；所述》兹芯用于根据激励线圏内激》兹电流 的激励作用，产生磁通量；所述检测线圏用于根据磁芯磁通量的变化，感生出 氧化皮堆积量的检测电流。本专利技术中，所述》兹壽文元件为一个点源。 本专利技术中，所述点源的直径小于lmm,长度小于3mm。 本专利技术中，所述L型屏蔽元件由坡莫合金或者纯铁制成。 本专利技术中，所述矩形恒定永磁体由钕铁硼永》兹合金制成。 为了达到上述第二目的，本专利技术提出的技术方案为 一种屏蔽激磁定量检测方法，包括如下步骤a、 设定磁强计的磁场强度初值；b、 磁强计探头工作面接触被测奥氏体钢管外壁，沿被测奥氏体钢管长度方 向移动，记录检测得到的磁场强度最大值对应的钢管位置、磁场强度由最大值 减小到初值时对应的钢管位置；c、 磁强计探头附着有L型屏蔽元件的矩形恒定永》兹体横侧面部分触被测奥 氏体钢管外壁，从被测奥氏体钢管外壁底部开始，沿着钢管圆周方向移动，记 录》兹场强度减'J 、到初值时对应的钢管位置。本专利技术方法中，所述步骤a之前，还包括步骤调整i兹敏元件，使其处于附着有L型屏蔽元件的矩形恒定永磁体非工作面 的N极与S极交互区的磁场强度零值位。本专利技术方法中，所述调整磁敏元件，使其处于附着有L型屏蔽元件的矩形 恒定永磁体非工作面的N极与S极交互区的磁场强度零值位步骤之前，还包括 步骤查找附着有L型屏蔽元件的矩形恒定永i兹体非工作面的N极与S极交互区 的磁场强度零值位。本专利技术方法中，采用另一》兹强计测量矩形恒定永》兹体非工作面的N极 与S极交互区，磁强计显示为O值的位置即为矩形恒定永磁体的磁场强度零 值位。综上所述，本专利技术采用L型屏蔽元件，使得探头非工作面的磁场强度小 于等于屏蔽前所具有的磁场强度的2%,同时，使得矩形恒定永磁体磁场强 度的利用率提高至少30%，这样，探头可以制作得小而薄，减少磁能损失， 也减少管束间的相互干扰。附图说明图1为屏蔽激磁定量检测探头的非工作面结构示意图。 图2为屏蔽激磁定量检测探头的工作面结构示意图。 图3为磁敏元件的结构组成示意图。 图4为屏蔽激磁定量检测方法的流程图。图5为净皮测奥氏体钢管内氧化皮在^笨头施加的》兹场作用下产生感应/f兹 场的示意图。图6为磁强计探头沿被测奥氏体钢管长度方向的检测方法示意图。 图7为i兹强计:探头沿;陂测奥氏体钢管圆周方向的^r测方法示意图。 图8为处于干燥状态的奥氏体钢管内氧化皮感应磁场强度与氧化皮重 量的对应关系。图9为处于潮湿状态的奥氏体钢管内氧化皮感应磁场强度与氧化皮重量的对应关系。 具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体 实施例对本专利技术作进一步地详细描述。图1为屏蔽激磁定量检测探头的非工作面结构示意图。图2为屏蔽激磁定 量检测探头的工作面结构示意图。如图1、图2所示，本专利技术所述屏蔽激磁定 量检测探头包括矩形恒定永磁体1 、 L型屏蔽元件2和磁敏元件3, L型屏蔽元 件2附着在矩形恒定永i兹体1的一个横侧面部分、非工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屏蔽激磁定量检测探头，其特征在于，所述探头包括矩形恒定永磁体、Ｌ型屏蔽元件和磁敏元件，Ｌ型屏蔽元件附着在矩形恒定永磁体的一个横侧面部分、非工作面的Ｓ极部分，磁敏元件位于矩形恒定永磁体非工作面的Ｎ极与Ｓ极交互区的磁场强度零值位；其中，　所述矩形恒定永磁体，用于在被测奥氏体钢管外部产生稳定磁场；　所述Ｌ型屏蔽元件，用于屏蔽矩形恒定永磁体的一个横侧面部分、非工作面Ｓ极部分的磁场；　所述磁敏元件，用于在被测奥氏体钢管内氧化皮产生的感应磁场内移动时，感生出激磁电流，产生磁通量，根据磁通量的变化，感生出氧化皮堆积量的检测电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张敬，牛维，
申请(专利权)人：北京圣德金鉴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]