一種壓電超聲法高溫管道壁厚腐蝕在線監測裝置製造方法
2023-12-12 18:13:22 1
一種壓電超聲法高溫管道壁厚腐蝕在線監測裝置製造方法
【專利摘要】一種壓電超聲法高溫管道壁厚腐蝕在線監測裝置，包括超聲波測厚主機、二個波導片、二個超聲波探頭和二個波導片夾具。二個波導片的下端分別夾設在波導片夾具內，二個波導片的上端分別由二個鉗式夾具夾緊。二個超聲波探頭分別由旋設在二個探頭支架上的螺栓支撐，使超聲波探頭與對應的波導片上端面緊密接觸。二個超聲波探頭分別由超聲波電纜線與超聲波側厚主機的對應接口連接。本實用新型使用時無需在管道上開孔，拆裝方便，安全可靠，特別是提高了測量的穩定性和精度。
【專利說明】一種壓電超聲法高溫管道壁厚腐蝕在線監測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無損檢測方法及裝置，具體是一種壓電超聲法高溫管道壁厚在線監測裝置，主要應用於煉油廠的煉油設備和高溫管線的腐蝕監測。
【背景技術】
[0002]目前，隨著大量高硫原油的加工，煉油設備腐蝕情況日趨嚴重，特別是在高溫環境下，原油中的硫極易發生嚴重的高溫硫腐蝕，這些腐蝕會對生產產生極大的安全隱患。而針對於高溫腐蝕監測，現有的方法存在一定的局限性，例如:電阻探針法工作溫度不能高於240°C，電感探針法雖然溫度可以達到430°C，測量準確性和靈敏度也很好，但它需要在管線上開孔安裝，拆裝探針相對麻煩。高溫人工定點超聲波測厚具有一定的靈活性和準確性，但它也存在一定的缺點，首先，它需要人進裝置檢測，人的安全是需要考慮的；其次，測厚探頭的連續耐溫性能較差，不能長時間的接觸高溫管道，而且，高溫耦合劑瞬間會蒸發，使得測量必須在幾秒內完成，這會給高溫區人工測量作業帶來不便。再者，由於不同的測量人員對儀器操作存在差異，同一點測厚數據的連續性較差，不能很好地反映出該點腐蝕變化趨勢。
實用新型內容
[0003]為了克服現有的高溫管道腐蝕監測手段的不足，本實用新型提供一種壓電超聲法高溫管道壁厚腐蝕在線監測裝置，該裝置無需在管道上開孔，無需耦合劑，拆裝方便簡潔，而且在高溫600°C以下可以連續、實時的工作，測量結果準確，數據穩定，可以有效地反映出管壁的腐蝕變化情況，從而為防腐工作提供可靠的依據。
[0004]採用的技術方案是:
[0005]一種壓電超聲法高溫管道壁厚腐蝕在線監測裝置，包括超聲波測厚主機和超聲波壓電檢測機構，其特徵在於:
[0006]超聲波檢測機構，包括第一波導片、第二波導片、波導片夾具、第一超聲波探頭組件和第二超聲波探頭組件；
[0007]波導片夾具由前夾具板和後夾具板組成。第一波導片的下端嵌設在前夾板上開設的前波導片卡槽內；第二波導片的下端嵌設在後夾具板上開設的後波導片卡槽內，前波導片卡槽與後波導片卡槽位置相對應，且大小和形狀相同。第一波導片和第二波導片的左端由第一隔離片隔開；第一波導片和第二波導片右端由第二隔離片隔開，前夾具板和後夾具板通過多個螺栓固定連接在一起。
[0008]第一超聲波探頭組件，包括第一超聲波探頭、第一探頭支架和第一鉗式夾具。第一波導片的上端夾設在第一鉗式夾具內，由螺絲頂緊固定。
[0009]第一探頭支架的豎直支板的下端與第一鉗式夾具固定連接。第一探頭支架的橫支板上旋設有第一螺栓。第一超聲波探頭的底座與第一螺栓的下端固定連接，第一超聲波探頭與第一波導片上端面緊密接觸。
[0010]第二超聲波探頭組件，包括第二超聲波探頭、第二探頭支架和第二鉗式夾具。第二波導片的上端夾設在第二鉗式夾具內，由螺絲頂緊固定。第二探頭支架的豎直支板的下端與第二鉗式夾具固定連接。第二探頭支架的橫支板上旋設有第二螺栓，第二超聲波探頭的底座與第二螺栓的下端固定連接。
[0011]超聲波測厚主機的二個超聲波信號輸入、輸出端分別通過超聲波電纜線與第一超聲波探頭和第二超聲波探頭的對應接口連接。
[0012]第一和第二波導片長為350mm、寬16mm、厚1.5mm的鋼帶,其材質與被測管壁相同，
起到傳播超聲波和溫度隔離的作用。
[0013]本實用新型使用時，先在被測高溫管道29軸向表面上打磨出長120mm寬60mm的金屬光亮矩形區域，在打磨後的位置上居中焊接兩個M8的固定螺栓30，其方向應在一條直線上，且平行管道的軸向，間距約為70-80mm。分別把兩個波導片嵌入到波導帶夾具中，用隔離片隔離開兩個波導片，再擰緊夾緊螺栓，使波導片夾具牢牢地夾緊波導片。波導片夾具夾緊波導片之後，將它們垂直安裝到焊接在高溫管道上的兩個焊接固定螺栓杆上，通過擰緊螺母使波導片夾具的雙肩均勻受力，從而把兩個波導片緊緊地壓在高溫管道上，有效地排除空氣的影響，使得波導片與高溫管道良好的耦合在一起，降低了超聲波信號傳遞中能量的損失。波導片的另一端，利用探頭夾具固定超聲波探頭，具體為:先用探頭夾具夾緊波導片的另一端，然後調整超聲波探頭的位置，確保波導片垂直接合在超聲波探頭的表面，再通過擰緊螺栓給超聲波探頭施加一定的壓力，使超聲波探頭與波導片有效的結合。超聲波探頭通過超聲波電纜線與超聲波測厚主機連接，超聲波測厚主機的激發電路產生激發脈衝，作用到超聲波探頭，產生固定頻率的超聲波信號，此超聲波信號經過其中一個波導片傳播到被測管壁上；由於超聲波信號會在高溫管壁裡產生多次反射，超聲波探頭可以通過另一條波導片，將此回波信號提取出來，超聲波測厚主機捕獲此回波信號，進行相應的信號處理、計算等，最終完成厚度值的精確測量。超聲波測厚主機採用RS485總線通訊方式與上位機軟體進行實時數據傳輸，測得的厚度值和腐蝕曲線可以在軟體瀏覽。
[0014]本實用新型的有益效果是:
[0015]1、無需在高溫管道上開孔安裝，拆裝方便；採用矩形波導帶的結構可以任意調整安裝角度，不受其它人為、空間等外界因素制約，同時，避免了因開孔而產生的安全各種隱串
■/Q1、O
[0016]2、無需價格昂貴的高溫耦合劑和高溫測厚探頭，波導帶可以有效的隔離管道高溫，幾乎無損失的傳播超聲波信號，使用常規壓電超聲波探頭就可以實現高溫連續測厚，降低了生產成本，提高了測量的穩定性和準確性。
[0017]3、本裝置可以實時、在線監控高溫管線壁厚，可完全避免人工測厚帶來的較大誤差，能夠真實的反映管道壁厚的腐蝕情況，為生產管理防腐工作提供有效的依據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的主視圖。
[0019]圖2是本實用新型的左視圖。
[0020]圖3是波導片夾具和波導帶的俯視圖。
【具體實施方式】
[0021]一種壓電超聲法高溫管道壁厚腐蝕在線監測裝置，包括超聲波測厚主機I和超聲波壓電檢測機構，其特徵在於:
[0022]超聲波檢測機構，包括第一波導片2、第二波導片3、波導片夾具6、第一超聲波探頭組件7和第二超聲波探頭組件8 ；
[0023]波導片夾具6由前夾具板9和後夾具板10組成。第一波導片2的下端嵌設在前夾具板9上開設的前波導片卡槽11內；第二波導片3的下端嵌設在後夾具板10上開設的後波導片卡槽12內，前波導片卡槽11與後波導片卡槽12位置相對應，且大小和形狀相同。第一波導片2和第二波導片3的左端由第一隔離片4隔開；第一波導片2和第二波導片3右端由第二隔離片5隔開，前夾具板9和後夾具板10通過兩個螺栓13固定連接在一起。
[0024]第一超聲波探頭組件7，包括第一超聲波探頭14、第一探頭支架15和第一鉗式夾具16。第一波導片2的上端夾設在第一鉗式夾具16內，由螺絲頂緊固定。
[0025]第一探頭支架15的豎直支板17的下端與第一鉗式夾具16固定連接。第一探頭支架15的橫支板18上旋設有第一螺栓19。第一超聲波探頭14的底座20與第一螺栓19的下端固定連接，第一超聲波探頭14與第一波導片2上端面緊密接觸。
[0026]第二超聲波探頭組件8，包括第二超聲波探頭21、第二探頭支架22和第二鉗式夾具23。第二波導片3的上端夾設在第二鉗式夾具23內，由螺栓頂緊固定。第二探頭支架22的豎直支板24的下端與第二鉗式夾具23固定連接。第二探頭支架22的橫支板25上旋設有第二螺栓26，第二超聲波探頭21的底座27與第二螺栓26的下端固定連接。
[0027]超聲波測厚主機I的二個超聲波信號輸出端分別通過超聲波電纜線28與第一超聲波探頭14和第二超聲波探頭21的對應接口連接。
[0028]第一和第二波導片長為350mm、寬16mm、厚1.5mm的鋼帶,其材質與被測管壁相同，
起到傳播超聲波和溫度隔離的作用。
[0029]本實施例測量高溫450°C管壁，厚度是15mm，所用測厚探頭的頻率是2MHz，探頭晶片直徑是13mm。實驗共進行了 4周，前I周的測量結果範圍在15.1-15.4mm波動，第2、3、4周的測量結果是15.0-15.2mm,誤差是0.1_。高溫下隨著時間的累積,測量結果更加平穩準確。
【權利要求】
1.一種壓電超聲法高溫管道壁厚腐蝕在線監測裝置，包括超聲波測厚主機I和超聲波壓電檢測機構，其特徵在於: 超聲波檢測機構，包括第一波導片(2)、第二波導片(3)、波導片夾具(6)、第一超聲波探頭組件(7)和第二超聲波探頭組件(8)； 波導片夾具(6)由前夾具板(9)和後夾具板(10)組成，第一波導片(2)的下端嵌設在前夾具板(9)上開設的前波導片卡槽(11)內；第二波導片(3)的下端嵌設在後夾具板(10)上開設的後波導片卡槽(12)內，前波導片卡槽(11)與後波導片卡槽(12)位置相對應，且大小和形狀相同，第一波導片(2)和第二波導片(3)的左端由第一隔離片(4)隔開；第一波導片(2)和第二波導片(3)右端由第二隔離片(5)隔開，前夾具板(9)和後夾具板(10)通過兩個螺栓(13)固定連接在一起； 第一超聲波探頭組件(7)，包括第一超聲波探頭(14)、第一探頭支架(15)和第一鉗式夾具(16)，第一波導片(2)的上端夾設在第一鉗式夾具(16)內，由螺絲頂緊固定； 第一探頭支架(15)的豎直支板(17)的下端與第一鉗式夾具(16)固定連接，第一探頭支架(15)的橫支板(18)上旋設有第一螺栓(19)，第一超聲波探頭(14)的底座(20)與第一螺栓(19)的下端固定連接，第一超聲波探頭(14)與第一波導片(2)上端面緊密接觸；第二超聲波探頭組件(8)，包括第二超聲波探頭(21)、第二探頭支架(22)和第二鉗式夾具(23)，第二波導片(3)的上端夾設在第二鉗式夾具(23)內，由螺栓頂緊固定，第二探頭支架(22)的豎直支板(24)的下端與第二鉗式夾具(23)固定連接，第二探頭支架(22)的橫支板(25 )上旋設有第二螺栓(26 )，第二超聲波探頭(21)的底座(27 )與第二螺栓(26 )的下端固定連接； 超聲波測厚主機(I)的二個超聲波信號輸出端分別通過超聲波電纜線(28)與第一超聲波探頭(14)和第二超聲波探頭21的對應接口連接。
2.根據權利要求1所述的一種壓電超聲法高溫管道壁厚腐蝕在線監測裝置，其特徵在於所述的第一和第二波導片長為350mm、寬16mm、厚1.5mm的鋼帶。
【文檔編號】G01B17/02GK203964886SQ201420365151
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月3日 優先權日:2014年7月3日
【發明者】周光森, 呼立紅, 鄭麗群 申請人:瀋陽中科韋爾腐蝕控制技術有限公司