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        鍋爐過熱器管內壁氧化膜厚度測量

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        鍋爐過熱器管內壁氧化膜厚度測量

        發布日期:2021-09-28 作者: 點擊:

          鍋爐風帽鍋爐過熱器內壁金屬在高溫下形成的氧化膜與管內壁金屬緊密結合,形成了一個固體與固體緊密結合的界面(氧化膜/管子內壁)[15]。通過對鍋爐過熱器爐管的割管檢査及超溫爆管的管樣檢查發現:氧化膜是一層與管壁金屬基體結合緊密的、致密的氧化、腐蝕產物層;在570 r以下時,所形成的氧化膜主要由Fe304和Fe203組成;在570 r以上時,氧化膜主要由Fe304,Fe203和FeO組成;在正常情況下,其厚度一般為0.1?1.0 mm,并且氧化層厚度由管壁的向火面到背火面依次減薄,鍋爐過熱器管也因氧化膜的存在而導致管壁的有效壁厚減小,管壁的應力也相應增加;同時,由于氧化膜對鍋爐過熱器管的導熱性影響較大,從而導致管壁的導熱性能變差,爐管管壁的平均運行溫度大大提髙,使管子長期處于超溫狀態,當發展到一定程度時,終將導致鍋爐過熱器失效。

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          由于氧化膜/管內壁界面兩側物質的密度不同,聲阻抗不同,給超聲波的測量提供了可能。超聲波檢測技術對氧化膜厚度的檢測與氧化膜自身的阻抗特性、氧化膜的厚度與超聲波波長等參數相關。設母材阻抗為Z”氧化膜聲阻抗為Z2,鍋爐過熱器管基體聲阻抗為Z3,’且Z產Z3關22,則氧化膜厚度&lt;5可表示為:


          式中:y為聲壓反射率,%;A為異質薄層中的超聲波波長,m;m為基體介質聲阻抗與薄層介質聲阻抗的比值。

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          當超聲波垂直入射到氧化膜/管內壁的界面上時,由于鋼的聲阻抗與Fe304的聲阻抗不同,會產生一定程度的反射。測量時,首先由超聲波探測儀發出高頻脈沖電壓,通過電纜送至高頻探頭*在探頭中產生頻率為1(MOO MHz的超聲波,通過透聲楔及偶合劑將超聲波傳至被測管的內壁中。當超聲波遇到金屬/氧化膜界面時,有1個反射回波至探頭轉換成高頻脈沖電壓,這個高頻脈沖電壓通過連接電纜反饋至超聲波探測儀后,依據聲波在氧化膜中的傳播速度,可準確地讀出內壁氧化膜的厚度,其測量精度可達±0.05 mm。

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