[发明专利]用于确定锅炉管道冷侧裂缝的方法以及实现该方法的物品

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于确定锅炉管道裂缝的方法。特别地，本公开进一步涉及一种用于确定锅炉管道冷侧裂缝的方法，以及用于确定锅炉管道冷侧裂缝的物品。

背景技术

锅炉管道故障是化石燃料发电厂被迫关闭的主要原因。由于各种运行条件例如热、压力和随着时间的推移而产生的磨损，锅炉管道会因为形成周向和轴向裂缝以及经历壁变薄(由于腐蚀和侵蚀)而最终开始失效。当锅炉管道开始泄漏时，例如，通过泄漏而逸散的蒸汽漏到锅炉环境中。除非所述泄漏被发现且被修复，否则泄漏会继续增加直到管道最终破裂，从而迫使运营锅炉的电力公司将其立即关闭。对于电力公司来说，这些故障被证明是非常昂贵的，并且，因而，早期的锅炉管道泄露检测方法是迫切需要的。

在锅炉系统中，管道可通过焊接材料相互连接从而形成水壁。由于形成水壁的管道结构的原因，商业上可用的扫描器不能完成管道的周向扫描。此外，可在关闭期间从管道的热侧接近水壁管道。管道的热侧是与锅炉中的火焰和热气直接接触的一侧，而冷侧与热侧相对设置并且接触隔离件。裂缝通常出现在管道“冷侧”处的附连焊缝处，其被隔离且隔离件不移除的话不容易接近。因此，期望提供一种用于例如锅炉管道检测的应用的改进的扫描装置。

发明内容

本文公开的是一种扫描装置，用于执行管道的超声非破坏性测试，包括壳体；壳体具有底表面，底表面凹形地弯曲而具有空腔，以容纳波导器组件和编码器组件；其中波导器组件包括相互连通的波导器和探头；波导器具有至少一个表面，该至少一个表面的轮廓设置成与管道的外表面匹配；其中波导器有助于由探头产生的超声波信号传到管道中；并且其中编码器组件包括与管道接触的弹簧加载式轮；并且其中随着扫描装置沿着管道的纵向轴线方向移动，编码器组件提供指示探头相对于管道上的一位置进行的定位的信号。

本文还公开了一种方法，包括在管道上设置扫描装置，扫描装置包括壳体；壳体具有底表面，底表面凹形地弯曲而具有空腔，以容纳波导器组件和编码器组件；其中波导器组件包括相互连通的波导器和探头；波导器具有至少一个表面，该至少一个表面的轮廓设置成与管道的外表面匹配；其中波导器有助于由探头产生的超声波信号传到管道中；并且其中编码器组件包括与管道接触的弹簧加载式轮；并且其中随着扫描装置沿管道的纵向轴线方向移动，编码器组件提供指示探头相对于管道上的一位置进行的定位的信号；使管道表面与波导器接触；以相对于探头中心线以20度到40度的入射角将超声波信号引入管道；并且其中超声波信号沿周向方向穿过壁厚；当超声波信号接触管道中的裂缝时通过波导器回收超声波信号；并且分析超声波信号以确定管道中裂缝的位置。

附图说明

图1A是示例性扫描装置的等距侧视图；

图1B是示例性扫描装置的另一个等距仰视图；

图2是壳体的底表面的视图，磁体和螺丝组件以及波导器组件设置在示例性的壳体中；

图3A是沿着图1A的A-A截面得到的截面图；

图3B是沿着图1A的B-B截面得到的截面图；

图3C是示例性扫描装置的端视图；

图3D是沿着图3C的C-C截面得到的截面图；以及

图4是显示穿过管道壁的声波的截面图。

具体实施方式

本文公开的是用于非破坏性地测试管道的便携扫描装置。管道是水壁的一部分并且通常使用在锅炉和加热炉中。扫描装置是紧凑的并且容易地适于与具有不同直径的管道一起使用，并且对于扫描蒸汽产生器(锅炉)中的水壁管道特别有用。在一个实施例中，便携扫描装置用于确定发生在位于水壁管道的冷侧上的附连焊缝处的裂缝，特别是那些发生在附连焊缝处的通常被隔离的并且因此在没有移除隔离件的情况下不容易接近的裂缝。

本文定义的术语“管道”包括封闭的通道，流体可传送通过通道。封闭的通道能具有任何期望的几何形状(当垂直于管道的轴向方向测量时)并且可具有圆形、椭圆形、方形或矩形横截面区域。轴向方向在本文还指的是纵向方向并且沿着管道的长度方向进行测量。