本發(fā)明涉及無損檢測技術領域，具體涉及一種鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備的測量精準度校正方法。

背景技術：

火力發(fā)電站機組長期在高溫環(huán)境中運行，高溫鍋爐管由于承受著較高壓力且運行溫度在蠕變溫度范圍內，在鍋爐管投入使用后，鍋爐管內壁在過熱蒸汽混合物環(huán)境中會迅速被氧化。同時，在超高溫、溫度波動較大或壓力波動較大的條件下，鍋爐管內壁表面氧化會形成多層結構的膜，這種多層膜一方面極大加快了氧化速率，另一方面阻隔了管內介質與管壁的熱量交換，導致管壁溫度進一步升高，界面反應速率隨之加快，極大加速了內管壁的進一步氧化，通常，稱這種多層膜結構為氧化皮。另外，在鍋爐啟停的過程中，溫度的變化所誘發(fā)的熱應力可能導致氧化皮的剝落，通常氧化皮在自身重力和管件震動的作用下剝落后較為平整的沉積于u型管的彎頭處，造成堵塞，使管內水蒸氣混合物的流量降低，導致管壁溫度異常升高，堵塞嚴重時可導致鍋爐管爆裂。

中國大唐集團科學技術研究院有限公司西北分公司提出一種鍋爐管內氧化皮沉積量的測量設備，該測量設備包括超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭，通過該超聲波發(fā)射探頭發(fā)出的多個聲束陣元和超聲波接收探頭接收的多個聲束陣元的弧長、間距等即可以測量出鍋爐管內氧化皮的沉積量。但是在實際測量過程中，由于儀器自身及操作人員的人為誤差，會對測量結果造成影響，導致現(xiàn)有的測量方法無法保證其測量結果的準確性。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備的測量精準度校正方法，可以精確地校正鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備的測量精準度，使其能夠更精準的對鍋爐管內氧化皮的沉積量進行測量。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)。

一種鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備的測量精準度校正方法，所述測量設備包括超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，確定鍋爐管的待檢部位的尺寸規(guī)格，并定制與所述鍋爐管的待檢部位的尺寸規(guī)格相同的標準試樣瓶；

步驟2，向所述標準試樣瓶中加入預設量的氧化皮；

步驟3，將裝有氧化皮的標準試樣瓶水平放置，并向標準試樣瓶中充滿水，并搖晃裝滿水的標準試樣瓶，使氧化皮均勻分布于標準試樣瓶中；

步驟4，在裝有氧化皮和水的標準試樣瓶的外壁上涂抹耦合劑；

步驟5，在涂抹有耦合劑的標準試樣瓶的外壁上夾持超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭，使超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭的工作面分別與所述標準試樣瓶的外壁緊密貼合；

步驟6，打開鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備，并加載與所述超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭相應的測量通道，得到所述標準樣瓶內氧化皮的沉積量的測量結果；

步驟7，若所述測量結果不等于預設量，校正所述測量設備。

優(yōu)選地，步驟1中，在確定所述鍋爐管的待檢部位的規(guī)格尺寸之前，首先對鍋爐管待檢部位的表面進行打磨，消除鍋爐管外壁的氧化皮層。

優(yōu)選地，步驟1中，所述鍋爐管的待檢部位的尺寸規(guī)格包括管徑和壁厚。

優(yōu)選地，步驟1中，所述標準試樣瓶為透明材質。

優(yōu)選地，步驟2中，所述預設量為標準試樣瓶水平放置時氧化皮占所述標準試樣瓶容積的百分比。

優(yōu)選地，步驟2中，所述預設量為30％。

優(yōu)選地，所述測量設備上設置有校正旋鈕，所述校正旋鈕用于調節(jié)所述測量設備所顯示的氧化皮的沉積量；所述步驟7中，校正所述測量設備具體為：調節(jié)所述校正旋鈕使所述測量設備所顯示的氧化皮的沉積量等于預設量，即完成校正過程。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備的測量精準度校正方法通過定制與待測鍋爐管尺寸規(guī)格相同的標準試樣瓶，向標準試樣瓶中加入氧化皮模擬鍋爐管內氧化皮沉積狀態(tài)，以此來進行對氧化皮沉積量測量設備精準度的校正，方法簡單、操作簡便，使校正后的測量設備能夠更精確地對鍋爐管內氧化皮沉積量進行測量，提高工作效率，預估鍋爐管的壽命。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

圖1為本發(fā)明的鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備的測量精準度校正方法的示意圖；

圖2為本發(fā)明的鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備的測量精準度校正方法中一種標準試樣瓶的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明的本發(fā)明的鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備的測量精準度校正方法中的測量設備的示意圖；

其中，圖1-圖2中：1、標準試樣瓶；2、瓶蓋；3、氧化皮預設量刻度線；4、注水孔；5、孔塞；6、水平放置底座；7、氧化皮預裝刻度線；8、氧化皮；9、測量設備；901、超聲波發(fā)射探頭；902、超聲波接收探頭；

圖3中，a為超聲波發(fā)射探頭；b為超聲波接收探頭；c為聲束發(fā)射陣元；d為聲束接收陣元；e為超聲波發(fā)射探頭的凹弧面；f為超聲波接收探頭的凹弧面；g為鍋爐管內的氧化皮；i為鍋爐管待檢部位截面圓心；1～8為聲束發(fā)射陣元編號；9～16為聲束接收陣元編號；r為鍋爐管的內圓半徑；α為超聲波接收探頭接收到的首個超聲波的聲束與氧化皮表層過鍋爐管截面圓心的法線所夾的圓心角；h為鍋爐管內氧化皮的沉積高度；n為超聲波接收探頭接收到的首個超聲波的聲束發(fā)射陣元編號；l1為鍋爐管外弧面從豎直方向頂點到超聲波發(fā)射探頭第一個聲束發(fā)射陣元的弧長；l3為超聲波發(fā)射探頭第一個聲束發(fā)射陣元到超聲波接收探頭接收到首個超聲波的聲束發(fā)射陣元之間的弧長。

具體實施方式

下面將結合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述，但是本領域的技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限制本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明所提供的一種鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備的測量精準度校正方法，所述測量設備包括超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭，包括以下步驟：

步驟1，確定鍋爐管的待檢部位的尺寸規(guī)格，并定制與所述鍋爐管的待檢部位的尺寸規(guī)格相同的標準試樣瓶；

步驟2，向所述標準試樣瓶中加入預設量的氧化皮；

步驟3，將裝有氧化皮的標準試樣瓶水平放置，并向標準試樣瓶中充滿水，并搖晃裝滿水的標準試樣瓶，使氧化皮均勻分布于標準試樣瓶中；

步驟4，在裝有氧化皮和水的標準試樣瓶的外壁上涂抹耦合劑；

步驟5，在涂抹有耦合劑的標準試樣瓶的外壁上夾持超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭，使超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭的工作面分別與所述標準試樣瓶的外壁緊密貼合；

步驟6，打開鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備，并加載與所述超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭相應的測量通道，得到所述標準樣瓶內氧化皮的沉積量的測量結果；

步驟7，若所述測量結果不等于預設量，校正所述測量設備。

具體地，參考圖1，校正方法如下：

步驟1，確定鍋爐管的待檢部位，并對其表面進行打磨，消除鍋爐管外壁的氧化皮層，確定其尺寸規(guī)格為φ63.5×5mm，根據該尺寸規(guī)格定制尺寸規(guī)格為φ63.5×5mm的透明樹脂標準試樣瓶1，參考圖,2，該標準試樣瓶上1設有瓶蓋2、氧化皮設定量刻度線3、注水孔4和孔塞5。

步驟2，打開瓶蓋2，向標準試樣瓶1中加入氧化皮8至與預裝氧化皮刻度線7平齊，將瓶蓋2蓋上，水平放置標準試樣瓶1，并左右搖晃標準試樣瓶1，使氧化皮8均勻鋪灑在標準試樣瓶1的底部，觀察氧化皮8裝入量是否達到氧化皮預設量刻度線3，若未達到氧化皮預設量刻度線3或超過氧化皮預設量刻度線3，打開瓶蓋2，調整氧化皮8的含量，使其剛好與氧化皮預設量刻度線3平齊，其中，預設量為30％。

步驟3，取出孔塞5，通過注水孔4向標準試樣瓶1中注滿水，搖晃標準試樣瓶1，使氧化皮8均勻分布于標準試樣瓶1內。

步驟4，在裝有氧化皮8和水的標準試樣瓶1的外壁上涂抹耦合劑，耦合劑為超聲波導聲膏，作為導聲介質，使超聲波信號能更清晰的傳導以被測量設備接收到。

步驟5，在涂抹有耦合劑的標準試樣瓶的外壁上夾持與所述標準試樣瓶1相匹配的超聲波發(fā)射探頭901和超聲波接收探頭902，使超聲波發(fā)射探頭901和的超聲波接收探頭902的工作面分別與標準試樣瓶的外壁緊密貼合。

步驟6，打開鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備，并加載63.5規(guī)格測量通道，得到所述標準樣瓶內氧化皮的沉積量的測量結果。

步驟7，檢測結果發(fā)現(xiàn)，測量設備上顯示的氧化皮的堆積量不等于設定量30％，此時，應該對測量設備進行校正；所述測量設備上包含有校正旋鈕，具體的校正方法如下：調節(jié)測量設備上的校正旋鈕使測量設備所顯示的氧化皮的沉積量等于30％，即完成校正過程。

由經驗得知，當鍋爐管內的氧化皮沉積量大于30％時，由于堵塞嚴重，管壁溫度異常升高，會導致鍋爐管爆裂。因此，使用校正之后的測量設備對鍋爐管內的氧化皮沉積量進行測量，若測量結果大于等于30％，則需要進行割管去除氧化皮，以防止發(fā)生鍋爐管爆裂的現(xiàn)象；若測量結果小于30％，則不需要對鍋爐管進行割管處理，并可以根據測量得到的氧化皮沉積量大概預估該鍋爐管的壽命。

以上實施例中提到的鍋爐管內氧化皮沉積量測量設備如圖3所示，包括超聲波發(fā)射探頭a和超聲波接收探頭b，所述超聲波發(fā)射探頭a和超聲波接收探頭b均具有一能夠與所述鍋爐管外壁相貼合的凹弧面，所述超聲波發(fā)射探頭凹弧面e內均勻布設有8個聲束發(fā)射陣元c，所述超聲波接收探頭凹弧面f內均勻布設有8個聲束接收陣元d，所述相鄰聲束發(fā)射陣元之間的間距l(xiāng)2與所述聲束接收陣元之間的間距相等，所述8個聲束發(fā)射陣元c發(fā)射的超聲波能夠穿過所述鍋爐管待檢部位截面圓心i，且在沒有氧化皮g阻擋時被所述8個聲束接收陣元d一一對應接收。

利用該測量設備計算鍋爐管內氧化皮沉積量時，通過直尺、卷尺等測量裝置測量出鍋爐管外弧面從豎直方向頂點到超聲波發(fā)射探頭第一個聲束發(fā)射陣元的弧長l1，通過超聲波接收探頭接收到的首個超聲波的聲束發(fā)射陣元編號n，以及相鄰兩聲束發(fā)射陣元之間的間距l(xiāng)2，可以計算出超聲波發(fā)射探頭第一個聲束發(fā)射陣元到超聲波接收探頭接收到首個超聲波的聲束發(fā)射陣元之間的弧長l3＝(n-1)l2，而鍋爐管外弧面從豎直方向頂點到超聲波接收探頭接收到的首個超聲波的聲束發(fā)射陣元之間的弧長l＝l1+l3＝l1+(n-1)l2。由幾何方法知：

超聲波接收探頭接收到的首個超聲波的聲束與氧化皮表層過鍋爐管截面圓心的法線所夾的圓心角：

氧化皮堆積高度：

h＝r×(1-cosα)

從而可以計算出鍋爐管內氧化皮沉積量為：

其中，l為鍋爐管外弧面從豎直方向頂點到超聲波接收探頭接收到首個超聲波的聲束發(fā)射陣元之間的弧長；l2為相鄰兩聲束發(fā)射陣元之間的間距；r為鍋爐管的外圓半徑；h％為鍋爐管內氧化皮沉積高度占鍋爐管內徑的百分比。

雖然，本說明書中已經用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。