火电机组高温蒸汽管道的移动式氧化皮堆积量检测设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种火电机组高温蒸汽管道的移动式氧化皮堆积量检测设备，包括具有腔体的顺磁性手持外壳，腔体内设有将腔体分隔成上腔体和下腔体的顺磁性隔板一，下腔体内设有顺磁性隔板二，顺磁性隔板二下方设有铁磁性托板，顺磁性隔板二一端通过间隔块一与顺磁性隔板一连接，顺磁性隔板二另一端通过间隔块二与铁磁性托板端部相连，在与顺磁性隔板一连接的顺磁性隔板二端部设有测量氧化皮与永磁铁磁吸力的应力传感器，铁磁性托板上设有永磁铁。本实用新型检测安全、可靠、灵敏度高。传感器体积小，便于携带，操作简易。仪器对其使用环境没有严苛的要求，不需要对所需检测管道外部进行特别处理。
【专利说明】火电机组高温蒸汽管道的移动式氧化皮堆积量检测设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种火电机组高温蒸汽管道的移动式氧化皮堆积量检测设备。
【背景技术】
[0002]我国新投产的高参数、大容量锅炉，大量应用奥氏体耐热钢，这类钢材氧化皮脱落的问题日益突出，尤其是应用了 18-8型粗晶粒奥氏体耐热钢管的机组锅炉，其氧化后氧化皮呈现出双层结构(表层为磁性Fe304，内层为铁铬尖晶石氧化物)，由于氧化皮的晶格(体心立方)与奥氏体钢的基体母材晶格(面心立方晶格)较大的差别，因此造成热膨胀系数相差较大(耐热钢的膨胀系数约是氧化皮膨胀系数的2倍)。因此，在机组运行过程或是在机组启停过程中温度出现波动幅度较大的时候，氧化皮与基体受到较大热应力，氧化皮较容易脱落。研究发现，氧化皮厚度达到约0.1mm左右即开始剥落。一般来说，机组锅炉过热器、再热器和主蒸汽管道等部位高温氧化皮若发生脱落，会造成以下问题:
[0003]1、导致锅炉受热面管道堵塞造成蒸汽流通不畅，热量无法及时带出致使的锅炉金属受热面发生局部过热，造成爆管事故，2、剥落的氧化皮由蒸汽带入汽机会损伤汽轮机通流部分，降低汽轮机的级效率，3、若在汽机主汽门阀芯和阀座之间出现剥落氧化皮的堆积，极易造成汽机主汽门出现卡涩，最终导致机组甩负荷时主汽门关闭不严，致使汽机超速，4.剥落的氧化皮造成机组中汽水品质的下降。
[0004]因此，在检修过程中检测氧化皮对机组安全运行至关重要。目前主要的氧化皮常规检测方法主要有三类，其优缺点为:
[0005]I) Y射线检测查找。Y射线拍片检测直观可靠，但耗费大量时间，不能实时对管道进行检测。
[0006]2)割管检查。一般情况下，现场主要通过上述两种检测对出现异常的管道进行割管排查和处理，通常对于氧化皮堵塞超过截面30%的管子全部进行割管清理。
[0007]这两种方法检测准确，但是存在着检测效率较慢，同时割管法会致使停机，因而会影响机组运行，检测成本较高。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的在于克服【背景技术】中所述方法的缺点与不足，提供一种便捷、快速、准确、成本低廉的高温蒸汽管道的移动式氧化皮堆积量检测设备。
[0009]本实用新型的目的通过下述方案实现:一种火电机组高温蒸汽管道的移动式氧化皮堆积量检测设备，包括具有腔体的顺磁性手持外壳，腔体内设有将腔体分隔成上腔体和下腔体的顺磁性隔板一，下腔体内设有顺磁性隔板二，顺磁性隔板二下方设有铁磁性托板，顺磁性隔板二一端通过间隔块一与顺磁性隔板一连接，顺磁性隔板二另一端通过间隔块二与铁磁性托板端部相连，顺磁性隔板二上设有测量氧化皮与永磁铁磁吸力的应力传感器，铁磁性托板上设有永磁铁。
[0010]所述顺磁性隔板一上设有一排线性分布孔，顺磁性隔板一通过穿过其中一个线性分布孔的顺磁性螺栓与间隔块一连接。
[0011]上述间隔块一和间隔块二均为顺磁性垫圈；顺磁性隔板一通过穿过间隔块一的顺磁性螺栓与顺磁性隔板二连接；顺磁性隔板二通过穿过间隔块二的顺磁性螺栓与铁磁性托板端部相连。
[0012]所述顺磁性隔板一上设有应力传感器信号线出线孔。
[0013]由此可知所述实用新型磁吸力检测仪器具有下列优点:(I)检测安全、可靠、灵敏度高。本文所述磁吸力检测方法使用永磁铁提供外加稳恒磁场，并输出产生直流输出信号，外加磁场强度、电源电压以及输出信号都处于安全范围内；由于检测仪器中的敏感元件对磁吸力非常敏感具有较高的灵敏度，也可检测出少来那个堆积的氧化皮。
[0014](2)在外加磁场作用，管壁上附着的氧化皮也与已经剥落堆积的氧化皮那样被磁化，从而产生磁化磁场，磁吸力检测仪器也可对管壁上附着的氧化皮进行检测。
[0015](3)传感器体积小，便于携带，操作简易。
[0016](4)仪器对其使用环境没有严苛的要求，不需要对所需检测管道外部进行特别处理，只需保证在仪器工作范围内没有强磁性物质就可以了。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构示意图；
[0018]图2为本实用新型以上置方法用于检测氧化皮的检测示意图；
[0019]图3为本实用新型以下置方法用于检测氧化皮的检测示意图；
[0020]图4为本实用新型本实用新型检测氧化皮的结果图。
【具体实施方式】
[0021]参见图1，本实用新型包括具有腔体的顺磁性手持外壳8，腔体内设有将腔体分隔成上腔体9和下腔体10的顺磁性隔板6，下腔体10内设有顺磁性隔板4，顺磁性隔板4下方设有铁磁性托板2，顺磁性隔板4 一端通过间隔块11与顺磁性隔板6连接，顺磁性隔板4另一端通过间隔块3与铁磁性托板2端部相连，在与顺磁性隔板6连接的顺磁性隔板4上设有测量氧化皮与永磁铁磁吸力的应力传感器5 (如应变片，应变片可贴在顺磁性隔板4侧面),铁磁性托板2上设有永磁铁I (同时永磁铁作为敏感元件)。
[0022]所述顺磁性隔板6上设有一排线性分布孔12，顺磁性隔板6通过穿过其中一个线性分布孔12和间隔块11的顺磁性螺栓13与顺磁性隔板4连接。
[0023]所述顺磁性隔板6上设有应力传感器信号线出线孔7。出线孔7用于应力传感器信号输出线的导出。
[0024]本实用新型的永磁铁I可吸附于铁磁性托板2之上，铁磁性托板2与顺磁性隔板4通过间隔块3连接，使铁磁性托板2和顺磁性隔板4保持一定距离。铁磁性托板2和贴有应变片5的顺磁性隔板4 一起构成悬臂梁；悬臂梁一端固定在顺磁性隔板6上，在其另一端固定敏感元件(永磁铁)；应变片信号输出线由顺磁性隔板6上的孔7导出。当氧化皮在装置外壳8的上端或者下端存在分布时，在永磁体的磁化作用下，永磁铁与氧化皮之间会存在吸引力，保持氧化皮与装置的固定位置，吸力会使得悬臂梁发生弯曲变形，贴合在悬臂梁上的应变片将会测得悬臂梁变形，以电信号的形式输出，通过信号强度反应氧化皮含量。
[0025]本实用新型利用间隔块11 (顺磁性垫圈)与螺栓13将悬臂梁在隔板6的线性分布孔12处固定，通过间隔块11调整悬臂梁与隔板6之间的间距大小，保证悬臂梁有足够的弯曲空间。同样，通过间隔块3调整铁磁性托板2与隔板4之间的间距大小，该距离利用螺栓与间隔块3 (顺磁性垫圈)配合控制，铁磁性托板2用于安置永磁体，因而托板材料选择铁磁性材料，大小依据空腔体积与永磁体大小设定。
[0026]本实用新型永磁体通过磁力作用安置于铁磁性托板之上，其作用在于提供外加磁场磁化所测定氧化物。
[0027]本实用新型所涉及的垫圈与螺栓全部为顺磁性材料。
[0028]所述的铁磁性托板2与永磁体连接为磁力吸附作用固定，所述铁磁性托板2与顺磁性隔板4、顺磁性隔板4与顺磁性隔板6均为螺栓垫圈通过小孔连接，设计垫圈与螺栓都为外壳一致的顺磁性材料。
[0029]实施案例
[0030]氧化皮检测
[0031]设备参数:玻璃板15厚度为4mm ;磁性敏感元件(永磁铁)参数为:Φ20Χ 15mm ;并且如图2-3所示相对位置放置传感器5与氧化皮14。用直流电源给传感器输入DC12.1V电压；用LN1-TUT805A台式数字万用表对传感器输出电压进行测量并记录；氧化皮质量由电子称测出；将不同质量(O?20g)的氧化皮如图2-3所示放置，记录LN1-T UT805A台式数字万用表显不输出电压；0?20g每一克测量一次；
[0032]如上述步骤所述进行试验后分别得到如图4所示两种传感器布置方式测得的两组数据，经由ORIGIN软件的处理、拟合得到以下两条曲线，I号曲线为如图2所示位置得到结果，2号曲线为如图3所示位置得到结果。
[0033]从上述曲线可以看出，两条曲线都是随着氧化皮质量的增多，检测的输出电压呈现逐渐下降趋势:1号曲线呈现平缓下降的趋势，经软件拟合曲线也几乎与直线相似，并且在整个试验过程中并未出现较大的变化，在5g之后，输出电压出现平台，两次测试结果出现相同电压输出；2号曲线整体趋势也是呈现下降趋势，但是在整个下降过程中出现明显的两个阶段，氧化皮质量在O?5g范围内，输出电压下降幅度较大，5g之后下降幅度明显降低，并且输出电压未出现如I号一样的平台情况。
[0034]分析可知，2号布置方式使得传感器在少量氧化皮堆积的情况下，表现更大的灵敏度，而且随着氧化皮堆积量的增加，输出信号仍表现较好的差异性，因此可保证在氧化皮堆积量较大的情况下传感器测量的准确性；结合实际工况可知，由于重力的影响，氧化皮剥落后主要堆积于管道底部，如2号布置方式更利于底稿提高氧化皮堆积量的测量的准确性。
【权利要求】
1.一种火电机组高温蒸汽管道的移动式氧化皮堆积量检测设备，其特征在于:包括具有腔体的顺磁性手持外壳，腔体内设有将腔体分隔成上腔体和下腔体的顺磁性隔板一，下腔体内设有顺磁性隔板二，顺磁性隔板二下方设有铁磁性托板，顺磁性隔板二一端通过间隔块一与顺磁性隔板一连接，顺磁性隔板二另一端通过间隔块二与铁磁性托板端部相连，顺磁性隔板二上设有测量氧化皮与永磁铁磁吸力的应力传感器，铁磁性托板上设有永磁铁。
2.根据权利要求1所述的移动式氧化皮堆积量检测设备，其特征在于:顺磁性隔板一上设有一排线性分布孔，顺磁性隔板一通过穿过其中一个线性分布孔的顺磁性螺栓与间隔块一连接。
3.根据权利要求1或2所述的移动式氧化皮堆积量检测设备，其特征在于:顺磁性隔板一上设有应力传感器信号线出线孔。
4.根据权利要求1所述的移动式氧化皮堆积量检测设备，其特征在于:间隔块一和间隔块二均为顺磁性垫圈；顺磁性隔板一通过穿过间隔块一的顺磁性螺栓与顺磁性隔板二连接；顺磁性隔板二通过穿过间隔块二的顺磁性螺栓与铁磁性托板端部相连。
【文档编号】G01N27/00GK204154673SQ201420634981
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】陈俊卫, 牧灏, 蒋震 申请人:贵州电力试验研究院