高温炉管数字化超声检测系统研究
高温炉管是应用于石油化工等领域的重要设备或构件,按用途主要分为转化炉用、裂解炉用、输送管道和集合管道用。高温炉管的服役条件非常恶劣,常需要承受高温(800℃左右)、高压(1MPa以上)、应力、腐蚀介质等的作用。其中,在高温低应力的作用下,蠕变裂纹极易在炉管近内壁处产生,并逐渐向管外壁扩展最终导致炉管失效。
因此,对高温炉管管壁内蠕变裂纹的检测就显得非常重要。超声检测法凭借其优越性被广泛地应用于工业实际生产中高温炉管的检测。但是,目前的超声检测结果局限于用纸记录,检测结果不能经进一步处理以得到更多与材料相关的信息,不能满足无损检测技术向数字化、自动化方向发展的要求,需要进一步的研究和完善。 针对以上超声检测的不足,本文苏州雨泽仪器对高温炉管的数字化超声检测系统进行了研究。
高温炉硬件部分主要改进的地方有：
1、超声波的发射和接收采用超声发射卡和采集卡来实现,摒除了超声探伤仪、记录仪等设备,实现了检测结果数字化的目的。
2、设计了一款探头架,该探头架适用于管外径在110mm≤D≤152mm范围内任意管径和壁厚的炉管。所设计的探头架适用于一发一收式超声检测,操作者可以根据显示屏上透射信号的幅度特征来判断蠕变裂纹的情况。利用所设计的探头架可对距离管内壁径向长度超过2.5mm的蠕变裂纹进行检测。此外,该探头架还解决了薄壁管超声检测面积太小的问题。
3、超声检测系统中测距器的引入,实现了对超声检测位置信号的记录。软件部分主要是以VC6.0为平台编写了数字化超声检测程序和上位机用户操作显示界面,实现了检测结果实时显示和数字化存储的目的。 为了验证该数字化超声检测系统的可行性,对HP型转化炉炉管进行了双通道超声检测验证性实验。实验结果表明,按照设计要求制作的探头架可以顺利实现透射信号的接收和显示,透射波波形清晰完整；超声检测系统显示的“幅值—距离”记录曲线稳定可靠。初步实现了超声检测数字化的目的。由于时间关系,对炉管管壁内径向分布蠕变裂纹的检测实验及炉管的蠕胀测量实验等都没有进行,其实验验证有待进一步的研究。
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