用於對鍋爐中的管進行檢測的設備和方法
2023-09-24 00:03:25
專利名稱：用於對鍋爐中的管進行檢測的設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種對鍋爐中管進行檢測的方法和設備。更特定地，本發明涉及一種 用於對鍋爐中的再熱器管進行導波檢測的方法和設備。
背景技術：
為了防止再熱器管在裝置運行期間出現故障，需要對再熱器集箱(bank)中的管 進行檢測。如果確定了缺陷大到足以導致故障，那麼需要在有計劃的停機階段對損壞部分 進行更換。在再熱器中，數百個管以彎曲/蜿蜒的方式、呈多個迴路而布置。不僅需要檢測 的管的總長度長達數英裡，而且由於再熱器管集箱的密集堆積的配置方式導致了大多數管 難以進入/觸及進行檢測。由於對它們進行全面檢測將會耗費的成本和時間，熱電生產工 業主要依賴於對管束的周邊上的抽樣區域的有限檢測和肉眼檢查來進行維護決策。如果維 護決策是基於更為全面的管狀況數據而作出的話，那麼鍋爐再熱器的可靠性將會改善。
遠程導波技術是最近引入的從一個單獨檢測位置開始無需掃描的用於快速地對 長距離管道或管進行缺陷調查的檢測方法。現在該方法廣泛用於檢查工藝流程裝置中的管 線，這個技術提供了對長距離管線，通常是在單一方向上超過100英尺(30米)的管線的 100%體積的檢測一針對內表面和外表面的腐蝕/侵蝕缺陷以及圓周裂縫的檢測。一般 而言，導波能探測到2%到3%的腐蝕金屬損失區域和圓周裂縫(這裡的％指的是缺陷的圓 周截面相對於整個管壁截面)和深的軸向裂縫(70%的壁深或更深)。相應地，這個技術作 為一種工具用來編譯關於再熱器管的全面信息以用於維護決策，可能是有用的。發明內容
通過本發明解決現有技術的這些和其它缺點。本發明提供了一種用於對於位於再 熱器管集箱內部深處的管從管的可進入側進行導波檢測的設備，而無需伸展管以獲得進入 通路。
根據本發明的一個方面，一種用於檢測管的設備包括一種適於用於產生和探測導 波的傳感器、和一種適於用於達到管束內並將傳感器夾到被選擇用於檢測的內部管道上的 機械裝置。該機械裝置包括一種適於包含所述傳感器的外殼、以及一種適於促動所述外殼 以使得所述外殼能夾到內部管道上的氣缸。
根據本發明的另一個方面，一種用於檢測包含於鍋爐管束內的鍋爐管的設備包括 一種傳感器、和一種機械裝置，所述傳感器具有第一和第二導波探測器適於產生和探測導 波，所述機械裝置適於達到鍋爐管束內並將傳感器夾到所選擇的用於檢測的內部管道上。 該機械裝置包括一種適於用於容納傳感器的外殼、一種適於促動所述外殼以使得所述外殼 能夾到內部管道上的氣缸、以及一種把手，所述把手連接到氣缸用於使得外殼和傳感器可以到達所選擇的用於檢測的內部管。該外殼包括一種第一外殼部分，其適於將第一導波探 測器牢固固定於其內部；以及一種第二外殼部分，其適於將第二導波探測器牢固固定於其 內部。
根據本發明的另一個方面，一種用於檢測包含於鍋爐管束內的管的方法包括以下 步驟提供一種設備，其具有一種傳感器和一種適於包含所述傳感器的外殼，將所述設備延 伸到管束內部直到抵達所需檢測的管，並且旋轉該裝置直到所述傳感器定位於待檢測的管 上方。該方法進一步包括以下步驟將所述外殼繞待檢測的管而夾住，由此將傳感器繞所述 管而夾住，將導波的脈衝傳輸到待檢測的管、並且探測反射信號；以及從反射信號採集數據 並判定管的狀況。
結合相應的附圖標記參照下面描述可以最好地理解視作本發明的主題。附圖中
圖1圖示了根據本發明實施例的設備；和
圖2A-2C圖示了使用圖1的設備的一系列測試。
具體實施方式
參照附圖，圖1中圖示了根據本發明實施例用於鍋爐管檢測的示例性設備並且通 常在附圖標記10處示出，該設備10包括兩個主要部件。第一部件是一種產生和探測導波 的傳感器11。第二部件是一種機械裝置12，其能夠達到管束內、並且將傳感器11夾到用於 傳播和接受導波的內部管上。如圖所示，所述機械裝置12包括一種導波探測器外殼13， 用於包含所述傳感器11並且夾到管上；一種氣缸14,用於驅動所述外殼13 ;花鍵16 ;和花 鍵套管17。圖中省略了一種長把手，其由圓柱狀管或棍製成、機械地緊固定到氣缸14上，並 且把電線引導到傳感器11。
所述傳感器11包括兩個半圓導波探測器20和21。每個探測器20和21被放置並 固定在外殼13上的相應部件22、23上。基於先前在美國專利號7，821，258和7，913，562 中所披露的方法，使得所述半圓導波探測器20和21以扭轉(T)波的方式，進行操作，這兩 專利都運用了磁致伸縮傳感器(MsS)技術，並在這裡通過援引而被包括。應預料到的是，也 可以使得設備10以其它導波模式運行，例如縱波模式。然而，由於扭轉模式具有的無分散 的特性，以扭轉導波模式運行所述設備10是優選的。
所述氣缸14用於打開和關閉兩個探測器外殼部件22和23。該氣缸是使用氣動壓 力來驅動的。所述外殼13緊固到花鍵16上以確保當導波設備10夾到管上時僅有線性移 動和對齊/校直、而沒有旋轉和彎曲。如圖2A-2C所示，該氣缸14機械地接合到長把手24 上以用於抵達管束內部。
參照附圖2A-2C，當檢測鍋爐再熱器管時，設備10延伸到管束內、到待檢測的管 上，且探測器外殼13打開。當設備10的外殼13的部分抵達了管集箱內適合深度時，設備 10旋轉90°並且所述半圓導波探測器20和21被放置在管上方。接著外殼13閉合以將導 波探測器20和21夾到管上。運行該導波探測器20和21以發送導波的脈衝，並且探測出 在脈衝-回波探測模式中的反射回的信號。當完成了從管採集信號時，設備10移動到另一 個測試位置以進行另一個測量。
用於在管上放置設備10所需的最小間隙是用於再熱器中的管的直徑的大約90% (如，外徑為兩英寸的管，其近似於1. 75英寸)。此外，當相對於再熱器鍋爐管描述了設備 10時，應預料到的是，設備可以用於任何需要對管進行檢測的應用，例如過熱器管。
前面已描述了 一種用於對鍋爐中的管進行檢測的裝置和方法。儘管已經描述了本 發明的具體實施例，本領域技術人員將會顯而易見的是，可以在不離開本發明的精神和範 圍的情況下對其做出各種改進/變型。相應地，本發明的優選實施例和用於操作本發明的 最優模式的前述說明僅是出於例解目的而提供的、而並非出於限制性目的。
權利要求
1.一種用於對管進行檢測的設備，包括(a)適於產生和探測導波的傳感器；(b)適於抵達管束內部並將傳感器夾到選擇用於檢測的內部管上的機械裝置，所述機械裝置包括(i)外殼，適於包含所述傳感器；和( )氣缸，適於驅動所述外殼以使得外殼能夾到內部管上。
2.如權利要求1所述的設備，進一步包括花鍵，其中外殼連接到花鍵，所述花鍵提供外殼的校直、並使得外殼當傳感器夾到內部管上時僅能在線性方向上移動。
3.如權利要求1所述的設備，進一步包括連接到氣缸上的把手，所述把手具有的長度足以使得傳感器抵達用於檢測的所選內部管。
4.如權利要求1所述的設備，其中所述傳感器包括兩個半圓導波探測器，每個探測器固定在外殼的相應部分上。
5.如權利要求1所述的設備，其中傳感器以扭轉波(T)模式運行來提供無分散的特性。
6.一種用於對包含於鍋爐管束內的鍋爐管進行檢測的設備，包括(a)傳感器，其具有適於產生和探測導波的第一和第二導波探測器；(b)適於抵達管束內部並將傳感器夾到選擇用於檢測的內部管上的機械裝置，所述機械裝置包括(i)外殼，適於包含所述傳感器，所述外殼具有第一外殼部件和第二外殼部件，所述第一外殼部件適於固定所述第一導波傳感器在其內，所述第二外殼部件適於固定所述第二導波傳感器在其內；和(ii)氣缸，適於驅動外殼以使得外殼能夾到內部管上；和(iii)把手，連接到氣缸以用於使得外殼和傳感器能到達用於檢測的所選擇內部管。
7.如權利要求6所述的設備，其中第一和第二外殼部件連接到花鍵上，所述花鍵適於校直第一和第二外殼部件、並確保外殼部件當傳感器夾到內部管上時僅線性移動。
8.如權利要求6所述的設備，其中所述第一和第二導波探測器是半圓形的以與內部管相匹配。
9.如權利要求6所述的設備，其中傳感器以扭轉波(T)模式運行來提供無分散的特性。
10.一種對包含於管束中的管進行檢測的方法，包括以下步驟(a)提供一種設備，其具有⑴傳感器；和(ii)適於包含所述傳感器的外殼；(b)將設備延伸到管束內部，直到抵達用於檢測的所希望的管；(c)旋轉所述設備直到傳感器定位於待檢測的管上方；(d)將外殼繞待檢測的管夾緊，由此使得傳感器繞所述管夾緊；(e)向待檢測的管內部發送導波的脈衝，並且檢測反射的信號；以及(f)從反射的信號採集數據並且判定所述管的狀況。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述外殼包括第一和第二部件以使得外殼能在開啟和閉合位置之間變化。
12.如權利要求11所述的方法，其中所述設備延伸進入管束內部、且外殼處於開啟位置。
13.如權利要求10所述的方法，其中所述設備被旋轉近似90度(90°)以將傳感器定位到待檢測的管上方。
14.如權利要求10所述的方法，進一步包括將設備移動到待檢測的另一管的步驟。
15.如權利要求14所述的方法，其中移動所述設備的步驟包括以下步驟(a)從繞所述管處分離所述外殼；和(b)旋轉所述設備，直到傳感器從進行檢測的管上分離。
全文摘要
本發明披露了用於檢測在鍋爐中的管的方法和設備，該設備包括適於產生和探測導波的傳感器、以及適於抵達管束內部並將傳感器夾到用於檢測的所選擇的管上的機械裝置。該機械裝置包括適於包含所述傳感器的外殼、和適於驅動所述外殼以使得外殼能夾到內部管上的氣缸。
文檔編號G01N29/04GK103033561SQ201210448520
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者H·寬, M·凱普斯, J·克雷恩 申請人:電力研究所有限公司