[发明专利]一种锅炉膜式管迎火面侧内壁表面纵向线性缺陷检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种锅炉膜式管迎火面侧内壁表面纵向线性缺陷检测系统及方法，包括透声楔块、超声波换能器、超声波检测仪以及用于对超声波检测仪进行设置及校准的对比试块；超声波换能器中的发射晶片及接收晶片均位于透声楔块内，发射晶片及接收晶片均倾斜分布，且所述发射晶片与接收晶片之间设置有隔声层，超声波换能器与超声波检测仪相连接，发射晶片与接收晶片相对于隔声层对称分布，对比试块的内壁上设置有纵向线槽，在检测时，透声楔块扣合于待测锅炉膜式管的背火面外壁上，该系统及方法能够实现对锅炉膜式管迎火面侧内壁表面纵向线性缺陷进行检测，且具有成本低、检测准确性较高的特点。

技术领域

本发明属于超声检测领域，涉及一种锅炉膜式管迎火面侧内壁表面纵向线性缺陷检测系统及方法。

背景技术

电站锅炉水冷壁及包墙管屏基本都是膜式管，膜式管指用管子和扁钢焊接成鳍片管，再将许多根鳍片管沿纵向依次的焊接起来，组成一个整块的受热面管屏，其具有简单、节省钢材、良好的保温和气密性，以及不易结渣、漏风少，减少排烟热损失，能适应正压燃烧，提高锅炉热效率等优点。

电站锅炉用膜式管在运行服役过程中，会在管子迎火面侧内壁经常出现表面线性缺陷，考虑到管子主要承受内压，其环向应力是轴向应力的两倍，管子一般都是纵向开裂，故迎火面侧内壁纵向线性缺陷的存在给锅炉的稳定运行带来很大的安全隐患，如不能及时检测出并消除掉，当内壁纵向线性缺陷扩展到某一临界值时，其扩展速度将突然加剧，最终发生爆管导致锅炉非停。因此，及时检测出膜式管迎火面侧内壁纵向表面线性缺陷具有极为重要的意义。

目前，对锅炉膜式管内壁纵向表面线性缺陷通常采用常规A型脉冲超声横波或小角度纵波检测方法，以上两种检测方法只能检测探头放置位置声波所覆盖的内壁缺陷，而无法解决从管子背火面实现对迎火面内壁缺陷的检测，需要在锅炉炉膛内部受限空间内大面积搭设脚手架或吊篮方能解决迎火面内壁缺陷的检测，检测环境恶劣、进度慢、成本高、风险大，且常规A型脉冲超声横波检测对检测人员技能要求较高，需要换能器100％覆盖到管子外壁才能保证内壁被扫查到，检测结果准确性较低、检测效率低，且存在漏检(鳍片阻挡部分)。国外有将变温电阻阵列扫查技术用于膜式管在线监测的报道，但该技术仅能检测出管子内壁大面积腐蚀和管壁减薄等，无法检测出危害性大的纵向线性缺陷，且该技术投入高、需要人员长期监测和维护以及局限性大等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种锅炉膜式管迎火面侧内壁表面纵向线性缺陷检测系统及方法，该系统及方法能够在锅炉膜式管背火面侧实现对迎火面侧内壁表面纵向线性缺陷进行检测，且具有成本低、检测准确性较高的特点。

为达到上述目的，本发明所述的锅炉膜式管迎火面侧内壁纵向表面线性缺陷检测系统包括透声楔块、超声波换能器、超声波检测仪以及用于对超声波检测仪进行设置及校准的试块；

超声波换能器中的发射晶片及接收晶片均位于透声楔块内，发射晶片及接收晶片均倾斜分布，且所述发射晶片与接收晶片之间设置有隔声层，超声波换能器与超声波检测仪相连接，发射晶片与接收晶片相对于隔声层对称分布，对比试块的内壁上设置有纵向线槽，在检测时，透声楔块扣合于待测锅炉膜式管的背火面上。

试块与待测锅炉膜式管的材质和规格相同。

试块及待测锅炉膜式管的外径均为30～65mm。

试块及待测锅炉膜式管的壁厚均为4～10mm。

试块及待测锅炉膜式管内壁均为光管。

待测锅炉膜式管内壁表面线性缺陷为与其轴线夹角不大于30°的纵向缺陷。

所述超声波换能器为双晶双向换能器。

发射晶片与接收晶片的材质及尺寸相同。

发射晶片及接收晶片的工作频率均为2～5MHz。

待测锅炉膜式管的背火面上设置有耦合剂层。