锅炉内壁氧化皮厚度的测量方法
管壁金属在高温环境下与水蒸气反应生产铁的氧化物。
蒸汽锅炉内的极高温度(超过1000 ℉ 或 500 ℃ )会导致钢制锅炉管道的内外表面形成一种称为磁铁矿的脆性氧化铁。
内部氧化皮剥落:由于氧化物和钢之间的热膨胀系数的差异及其厚度的增加造成内部氧化物从锅炉管内部剥离的现象。通常在锅炉启动或关闭期间发生。
国内大部分锅炉主要使用的是TP304H,TP316H,TP347H等型号的不锈钢材料,耐高温,耐高压,耐磨损,强度持久、抗氧化性能好,但不锈钢具有较大的热膨胀系数、较低的导热系数以及应力腐蚀敏感性高等缺点, 因而锅炉长期运行后,导致管道温度升高,受热面管道内所产生的氧化皮与不锈钢管道基体的热膨胀系数相差较大,锅炉在启动、停炉时容易导致氧化皮剥落,引起管道局部堵塞、爆管等危害。
锅炉内壁氧化皮厚度测量的基本原理:
钢管内生成氧化皮后,会在氧化皮与管基体之间形成一个固体与固体的紧密结合界面。由于界面两侧物质密度不同,声阻抗也不同,当超声波垂直入射到该界面时会产生反射与透射,如图1所示:

根据超声波发生界面反射与透射的公式可以计算出:
4%的超声波发生反射并形成第一个回波,96%的超声波透射经过氧化皮遇空气后反射产生第二个回波,如图2所示(图中b11和b12分别为界面的第1、2次反射波,B11和B12是超声波穿过氧化皮后遇见空气的反射信号)。
利用两个回波之间的时间差和声速即可计算出氧化皮厚度
下面两幅图为我们新研制的超声波测厚仪通过调整 增益,初始、最大增益,消隐,E消隐,斜率,倍数,相位,极性等,得到的波形,


通过我们新型号的超声波测厚仪对两幅图的比较就能得出氧化皮的具体厚度,感谢您的观看O(∩_∩)O~
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