[发明专利]一种超声评价临氢设备氢脆程度的方法

说明书

本发明公开了一种超声评价临氢设备氢脆程度的方法，涉及超声探测技术领域，包括利用超声探测方法获知临氢设备用材料的衰减系数α和超声波波速v，建立临氢设备材料在相应氢浓度分布下所述衰减系数α和氢脆指数δ_L的关系以及超声波波速v和氢脆指数δ_L的关系；再通过获得在役临氢设备的衰减系数α和超声波波速v直接计算氢脆指数。本发明可在不改变储氢容器工作状态下对其氢脆程度进行探测，且在储氢容器处于氢脆初期便可被探测到。使用纵波对储氢容器壁厚方向整体的氢脆程度进行探测，使得对储氢设备氢脆的探测更加综合全面，且采用衰减系数与超声波波速共同评价，建立了衰减系数和超声波波速与氢脆指数的直接关系，提高所得结果的可靠性。

技术领域

本发明涉及超声探测技术领域，具体涉及一种超声评价临氢设备氢脆程度的方法。

背景技术

目前，对于氢对材料的影响的超声检测研究主要集中在设备出现裂纹、鼓泡等氢损伤 后期，而当装备处于氢损伤后期时已经对生产安全造成了极大威胁，对工厂造成极大的经 济损失。因此如何在不影响设备正常运转的情况下在氢脆早期探测到设备发生的氢脆状况 并作出可靠的氢脆程度评估显得尤为重要。专利申请号为CN201810521898.5的中国专利文 件，公开了一种锅炉水冷壁管氢损伤超声波检测方法，该方法通过超声波测量锅炉冷水壁 管厚度来评价被测管道是否发生氢损伤，该方法仅从氢损伤引起装备厚度‘增值’这一特 征出发，并不涉及过多的超声信号特征，且无法评价装置受氢影响程度，未开发在储氢设 备中的应用，所需测量量较大，操作过程繁琐。专利申请号为CN201310454706.0的中国专 利文件，公开了一种锅炉水冷壁管氢损伤的评估方法，该方法仅用于探测设备出现裂纹以 及脱碳等氢损伤不可逆阶段，不涉及氢脆早期阶段。该方法使用衰减系数直接对氢损伤程 度做评价，未与其他评价指标做对比验证，且未考虑环境中高频噪音对超声信号的干扰， 结果可靠性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声评价临氢设备氢脆程度的方法，可在不改变储氢容器 工作状态下对其氢脆程度进行探测；使用纵波对储氢容器壁厚方向整体的氢脆程度进行探 测，且采用衰减系数与超声波波速共同评价，建立了衰减系数和超声波波速与氢脆指数的 直接关系，使得评价更综合可靠；

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种超声评价在役临氢设备氢脆程度的方法，包括如下具体步骤：

S1：对临氢设备用材料预充氢处理获取不同氢浓度分布下的试样；

S2：使用反射式收发超声纵波探头对步骤S1中不同氢浓度分布下的试样垂直发射超声 纵波，得到临氢设备材料的超声波时域图；

S3：采用小波变换对所述超声回波信号进行滤波处理；

S4：在步骤S3所述滤波处理后的超声波时域图中提取第二次和第三次反射峰的振幅H₂、H₃和时间差ΔT；

S5：根据步骤S3所述振幅计算所述超声波回波的衰减系数α，根据所述时间差计算超 声波波速v；

S6：对步骤S1所述不同氢浓度分布下的试样进行破坏性试验获取氢脆指数；

S7：建立所述临氢设备材料在相应氢浓度分布下所述衰减系数α和氢脆指数δ_L的关系 以及超声波波速v和氢脆指数δ_L的关系；

S8：使用所述反射式收发超声纵波探头对所述在役临氢设备垂直发射超声纵波，得到 所述在役临氢设备的超声波时域图；

S9：对S8中在役临氢设备的超声波时域图进行所述步骤S3-S5处理；

S10：根据S9获得的在役临氢设备的超声特征信号，根据已建立关系获得对应氢脆指 数并直接评价所述在役临氢设备的氢脆程度。