[发明专利]一种管道蠕变测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种管道蠕变测量系统及方法，包括待测管道、超声模块、温度模块、上位机、用于产生超声波信号的第一超声波换能器、用于将接收到的超声波信号转换为电信号的第二超声波换能器以及用于检测待测管道管壁温度的温度传感器；上位机与超声模块及温度模块相连接，超声模块的输出端与第一超声波换能器相连接，第二超声波换能器与超声模块的输入端相连接，温度传感器与温度模块的输入端相连接，第一超声波换能器发出的超声波经待测管道的一周表面后传播到第二超声波换能器中，该系统及方法可以对管道的蠕变进行测量，且具有操作方便、检测结果精确及人为误差小的特点，能够最大程度避免温度变化对蠕变测量结果的影响。

技术领域

本发明涉及一种数字测量系统及方法，具体涉及一种管道蠕变测量系统及方法。

背景技术

电站锅炉蒸汽管道长期运行在高温、高压的工作条件下，会造成高温蠕变损伤，损伤累积和应力叠加到一定程度会导致蒸汽管道泄漏或爆破，严重威胁电站的安全运行。通过对管道定期蠕变测量和数据分析，及时掌握蒸汽管道金属的蠕变规律，为正确分析和预测管道的剩余寿命提供可靠的技术依据。

目前，常用的蒸汽管道蠕变测量方法主要分为两种，第一种为蠕变测点测量方法，即停机时用千分尺测量监督截面直径的方法，第二种为蠕变测量标记测量方法，即用因瓦合金制作的钢带尺缠绕在管道测量截面外表面上来测量该截面周长的方法，两种方法都是采用长度测量工具直接测量。蠕变测点测量方法有以下局限性：1)直径方向上的两个测点在安装焊接时很难找正，此外测点长期使用后易脱落，一旦发生测点脱落，整组测点和此前的测量数据将失去意义；2)测量使用的千分尺重量大、体积大，操作不便，测量时需要多人同时工作；3)测量结果受环境温度影响较大，为提高测量精准度，测量时需将千分尺在所测管道旁静置至少0.5小时；4)管道蠕变方向并非是均衡的，可能蠕变最大方向不在测点位置，造成假测现象。蠕变测量标记测量方法的也存在类似局限性：1)测量使用的钢带尺较大，需要多人配合工作，操作不便；2)环境温度对测量结果影响较大，钢带尺温度应与环境温度一致；3)不同测量人员在测量过程中会产生人为误差。由于管道蠕变变形量非常小，两种测量方法的准确度都难以满足要求，经常导致测量数据没有规律性，甚至出现后一次的管道直径或周长测量值小于前一次测量值的情况，使蠕变监督失去意义。因此，DL/T 438-2016《火力发电厂金属技术监督规程》取消了对蠕变测量的强制要求，使用了数十年的行业标准DL/T 441《火力发电厂高温高压蒸汽管道蠕变监督规程》失去了其制定的初衷。

鉴于现有测量手段的局限性，需要开发一种方便、准确的管道蠕变测量系统和方法，这将对高温管道的安全状态评估提供有力技术支持。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，设计了一种管道蠕变测量系统及方法，该系统及方法可以对管道的蠕变进行测量，且具有操作方便、检测结果精确及人为误差小的特点，能够最大程度避免温度变化对蠕变测量结果的影响。

为达到上述目的，本发明所述的管道蠕变测量系统包括待测管道、超声模块、温度模块、上位机、用于产生超声波信号的第一超声波换能器、用于将接收到的超声波信号转换为电信号的第二超声波换能器以及用于检测待测管道管壁温度的温度传感器；

上位机与超声模块及温度模块相连接，超声模块的输出端与第一超声波换能器相连接，第二超声波换能器与超声模块的输入端相连接，温度传感器与温度模块的输入端相连接，第一超声波换能器发出的超声波经待测管道的一周表面后传播到第二超声波换能器中。

上位机包括处理器以及与处理器相连接的存储器及显示器，其中，处理器与超声模块及温度模块相连接。

第一超声波换能器及第二超声波换能器通过屏蔽线缆与超声模块相连接。

本发明所述的管道蠕变测量方法包含以下步骤：