一种锅炉受热面管胀粗率的测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种锅炉受热面管胀粗率的测量系统，包括超声仪器、信号线、超声表面波传感器、待测受热面管、对比管样；其中，超声仪器和超声表面波传感器通过信号线连接，超声表面波传感器置于待测受热面管和对比管样表面，超声表面波传感器在待测受热面管和对比管样表面产生并接收环向传播的超声表面波。该系统能够全面、准确、方便快捷地测量锅炉受热面管胀粗率。管胀粗率。管胀粗率。

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉受热面管胀粗率的测量系统


[0001]本技术涉及一种测量管子胀粗率的系统，具体涉及一种测量锅炉受热面管胀粗率的系统。

技术介绍

[0002]锅炉受热面管的爆漏失效一直是影响锅炉安全、经济运行的主要因素之一，据近年来统计，我国火电机组由于锅炉受热面管事故引起的非计划停运小时数约占机组停运总时长的37.8％，因此防治受热面管爆漏的任务是非常艰巨的。近年来，随着锅炉蒸汽温度和压力的提升，锅炉受热面管的工况极为苛刻，受热面管长期在高温高压和介质的共同作用下，受热面管会产生蠕变变形，易于引起管径增大，产生胀粗。异常工况下，比如超温，会加速这一过程，严重时管子将会发生爆漏导致锅炉非计划停运。
[0003]国内标准明确要求对管子的胀粗率进行测量，并规定了胀粗率的合格标准。TSG G7002
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2015《锅炉定期检验规则》明确要求在进行锅炉内部检验时，须抽查过热器和再热器管子的胀粗情况，DL/T 438
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2016《火力发电厂金属技术监督规程》和DL/T 939
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2016《火力发电厂锅炉受热面管监督技术导则》明确规定了在锅炉受热面管监督检验中，应对屏式过热器、高温过热器、高温再热器做胀粗检查。DL/T 438
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2016第9.3.19c)条款对受热面管的胀粗率作出了具体规定：低合金钢管胀粗率大于2.5％，碳素钢管胀粗率大于3.5％，T91、T92、T122类管子胀粗率大于1.2％，奥氏体耐热钢管胀粗率大于4.5％时，应及时更换管段。因此，锅炉受热面管胀粗率的测量系统能够在火力发电厂锅炉受热面管监督中发挥重要作用，对保障设备安全可靠运行意义重大。
[0004]目前，锅炉受热面管胀粗率的测量主要是采用游标卡尺测量管子外径，再通过公式，ω＝(a
‑
b)/b
×
100％计算出受热面管的胀粗率，其中，ω为胀粗率，a为测量外径，b为公称外径。
[0005]锅炉受热面管屏大多结构紧凑、排布密集、节距小且表面有积灰，采用游标卡尺测量对管子表面清洁度要求高；因结构尺寸所限，一般仅能对锅炉受热面管最外(内)根管子一定方向的外径进行测量，然后通过公式ω＝(a
‑
b)/b
×
100％计算出最外(内)根管子的胀粗率；同时对局部鼓包变形的管子易漏测，无法准确评价锅炉受热面管的胀粗率。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种锅炉受热面管胀粗率的测量系统，该系统能够全面、准确、方便快捷地测量锅炉受热面管的胀粗率。
[0007]为达到上述目的，本技术所述的锅炉受热面管胀粗率的测量系统包括超声仪器、信号线、超声表面波传感器、待测受热面管和对比管样；其中，超声仪器和超声表面波传感器通过信号线连接，超声表面波传感器置于待测受热面管表面。
[0008]超声表面波传感器的耦合接触面为圆柱面，圆柱面的半径等于待测受热面管的曲率半径，与管子紧密吻合。
[0009]对比管样与待测受热面管的材质、规格和热处理状态相同。
[0010]对比管样上设置有人工槽一和人工槽二，对比管样上人工槽一的深度、宽度及长度分别为0.1mm、0.1mm及5mm；人工槽二的深度、宽度及长度分别为1mm、0.1mm及5mm；两人工槽之间的距离为1/4管样周长。
[0011]超声表面波传感器为压电式超声波传感器或电磁式超声波传感器，受到激发时，能够在待测受热面管和对比管样表面产生并接收环向传播的超声表面波。
[0012]本技术具有以下有益效果：
[0013]本技术所述的锅炉受热面管胀粗率的测量系统在具体操作时，先利用对比管样测量表面波沿管样环向传播的速度v，然后再测算超声仪器中脉冲回波信号T对应的传播时间t，并以此计算锅炉受热面管的胀粗率，该方法能够全面、准确、方便快捷地测量受热面管的胀粗率，便于推广及应用。
附图说明
[0014]图1为锅炉受热面管胀粗率的测量系统，其中，1为超声仪器、2为信号线、3为超声表面波传感器、4为待测受热面管。
[0015]图2为对比管样结构示意图，其中，5为对比管样，5
‑
1为对比管样5上人工槽一，5
‑
2为对比管样5上人工槽二。
[0016]图3为管样上超声表面波的传播路径图，其中，虚线为受热面管上超声表面波的传播路径，箭头为超声表面波的传播方向。
[0017]图4为脉冲回波信号的波形图，其中，T为脉冲回波信号。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本技术做进一步详细描述：
[0019]如图1所示，本技术所述的锅炉受热面管胀粗率的测量系统包括超声仪器1、信号线2、超声表面波传感器3、待测受热面管4和对比管样5；其中，超声仪器1和超声表面波传感器3通过信号线2连接，超声表面波传感器3置于待测受热面管4和对比管样5表面。
[0020]超声表面波传感器3的耦合接触面为圆柱面，圆柱面的半径等于待测受热面管4的曲率半径，与管子紧密吻合。
[0021]对比管样5与待测受热面管4的材质、规格和热处理状态相同。
[0022]如图2所示，对比管样5上设置有人工槽一5
‑
1和人工槽二5
‑
2，对比管样上人工槽一5
‑
1的深度、宽度及长度分别为0.1mm、0.1mm及5mm；人工槽二5
‑
2的深度、宽度及长度分别为1mm、0.1mm及5mm；两人工槽之间的距离为1/4管样周长。
[0023]超声表面波传感器3为压电式超声波传感器或电磁式超声波传感器，受到激发时，能够在待测受热面管4和对比管样5表面产生并接收环向传播的超声表面波。
[0024]本技术的具体工作过程为：
[0025]1)如图1所示，选取超声表面波传感器，所述超声表面波传感器能够与待测受热面管的外表面紧密吻合，与超声仪器连接组成测量系统，能够在待测受热面管的表面产生并接收环向传播的超声表面波。
[0026]2)制作与待测受热面管材质、规格和热处理状态相同的对比管样，其中，对比管样
上设置有人工槽一和人工槽二，如图2所示；利用人工槽一和人工槽二测定表面波沿管样环向传播的速度v。
[0027]3)将超声表面波传感器置于待测受热面管上，由测量系统产生的超声表面波经待测受热面管环向传播一周，回到传感器中，传播路径为a
→
b
→
c
→
d
→
a，如图3所示；在超声仪器上显现一个脉冲回波信号，如图4所示，测算其对应的传播时间t。
[0028]4)根据脉冲回波信号对应的传播时间t和环向传播速度v，计算出待测受热面管的外径a＝v
×
t/π。
[0029]5)待测锅炉受热面管的胀粗率ω＝(a
‑
b)/b...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锅炉受热面管胀粗率的测量系统，其特征在于，包括超声仪器(1)、信号线(2)、超声表面波传感器(3)、待测受热面管(4)和对比管样(5)；其中，超声仪器(1)和超声表面波传感器(3)通过信号线(2)连接，超声表面波传感器(3)置于待测受热面管(4)表面。2.根据权利要求1所述的锅炉受热面管胀粗率的测量系统，其特征在于，超声表面波传感器(3)的耦合接触面为圆柱面，圆柱面的半径等于待测受热面管(4)的曲率半径，与管子紧密吻合。3.根据权利要求1所述的锅炉受热面管胀粗率的测量系统，其特征在于，对比管样(5)与待测受热面管(4)的材质、规格和热处理状态相同。4.根据权利要求1所述的锅炉受热面管胀粗率的测量系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红军，孟永乐，孙璞杰，殷尊，高磊，李佼佼，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：