专利名称：一种高温管道壁厚在线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在线监测装置，具体涉及一种高温管道壁厚在线监测装置。
背景技术：
高温管道作为传输多相流介质的特种设备，广泛应用于煤化工、石油化工、能源电力等领域。因介质物性、流型、流态、相变等复杂的工况条件，管道系统极易局部磨损减�。鸾橹市孤�、爆炸、火灾等安全事故，严重阻碍生产线长周期运行。为了预防因管道的局部减薄失效而引起的非计划停工，必须对管道易减薄部位进行厚度监测。针对在役高温管道的壁厚监测方法，主要有超声波测厚仪接触测量和电磁超声、激光超声等非接触测量方法。其中，电磁超声和激光超声测量方法因设备体积庞大、操作复杂且价格昂贵，不能大量推广。采用超声波测厚仪对高温管道壁厚直接接触测量，具有操作简单、灵活性高等优点，是目前最常用的监测方法，但其主要存在以下不足1、超声波探头的耐高温性差一般超声波探头采用的是压电陶瓷晶片，持续耐高温性能差，且测量误差受温度影响较大；2、单次测量时间短高温条件下，超声波耦合剂仅数秒内便蒸发，导致探头与高温管道的接触时间很短，需多次重复测量才能获得相对准确的数据，且高温耦合剂价格较闻;3、无法在线监测管道减薄或失效具有明显局部性和突发性，但常用超声波测厚仪无法实时测量管道壁厚，不能对管道进行有效的安全评估；4、准备周期长每次测量都要拆装包覆层，浪费检修时间，增加检修成本。
发明内容为了克服背景技术领域中测量方法存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种高温管道壁厚在线监测装置，可以对管道壁厚长时间在线测量，且对超声波探头无耐温性要求，成本低廉，易于推广。本实用新型采用的技术方案是本实用新型包括两副均由两半圆环组成的管夹、四个螺柱、导波杆、压板、铜片、压盖、柱塞、氟橡胶密封圈、水冷套、超声波测厚主机和超声波探头；高温管道夹持在两副均由两半圆环组成的管夹固定连接，其中同侧的两半圆环管夹分别焊接两个螺柱，使四个螺柱呈方形；方形的四个螺柱中部设置有阶梯形的导波杆，朝向高温管道一侧的导波杆端面设有铜片，四个螺柱和阶梯形的导波杆穿过压板后，四个螺柱分别用弹簧垫圈和螺母固定并压在导波杆的轴肩上，背离高温管道一侧的导波杆端面设置超声波探头，导波杆和超声波探头均位于水冷套内，水冷套下端阶梯孔与导波杆轴肩过盈配合，超声波探头位于柱塞中心孔中，用氟橡胶密封圈密封，水冷套上端大孔与柱塞固接，压盖与柱塞螺纹连接，压盖压在超声波探头端面，超声波探头通过电缆线与超声波测厚主机连接；水冷套上下分别有出水口和进水口。[0011]所述的铜片厚度为I 3mm，且为超声波半波长的整数倍。所述的导波杆为不锈钢，导波杆顶端外径与超声波探头外径相同。本实用新型具有的有益效果是1.本实用新型提出的一种高温管道壁厚在线监测装置，其将高温测厚间接转换成常温测厚，可以对管道壁厚实时在线监测，有效预防管道失效引起的非计划停工。2.本实用新型提出的一种高温管道壁厚在线监测装置，可以根据所测数据推算管壁在定周期定工况下的减薄速率，为管道的检修、更换及选材提供指导。3本实用新型提出的一种高温管道壁厚在线监测装置，耐温范围高。其所耐管道温度与冷却水温度和流量、导波杆尺寸有关，因此，冷却水温度越低、流量越大，导波杆长度越长，该装置所耐温度就会越高。一般能精确测量500°C及以下条件的各种高温管道壁厚。4.检测成本低，效率高。除了安装测厚装置部位，管道其他位置的绝缘层或包覆层都不需要移除，大大降低了检测成本。5.本实用新型提出的一种高温管道壁厚在线监测装置，其成本低廉，操作简单，实用性强，可大范围推广使用。
图1是一种高温管道壁厚在线监测装置结构示意图。图2是图1的局部左视图。图中1、高温管道；2、管夹；3、螺栓；4、铜片；5、螺柱；6、压板；7、弹簧垫圈；8、螺母；9、导波杆；10、水冷套；11、出水口 ；12、柱塞；13、超声波测厚主机；14、压盖；15、氟橡胶密封圈；16、超声波探头；17、进水口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图1、图2所示，本实用新型包括两副均由两半圆环组成的管夹2、四个螺柱5、导波杆9、压板6、铜片4、压盖14、柱塞12、氟橡胶密封圈15、水冷套10、超声波测厚主机13和超声波探头16 ;高温管道I夹持在两副均由两半圆环组成的管夹2内用螺栓3固定连接，其中同侧的两半圆环管夹分别焊接两个螺柱，使四个螺柱5呈方形；方形的四个螺柱5中部设置有阶梯形的导波杆9，朝向高温管道I 一侧的导波杆9端面设有铜片4，四个螺柱5和阶梯形的导波杆9穿过压板6后，四个螺柱5分别用弹簧垫圈7和螺母8固定并压在导波杆9的轴肩上，背离高温管道I 一侧的导波杆9端面设置超声波探头16，导波杆9和超声波探头16均位于水冷套10内，水冷套10下端阶梯孔与导波杆9轴肩过盈配合，超声波探头16位于柱塞12中心孔中，用氟橡胶密封圈15密封，水冷套10上端大孔与柱塞12固接，压盖14与柱塞12螺纹连接，压盖14压在超声波探头16端面，超声波探头16通过电缆线与超声波测厚主机13连接；水冷套10上下分别焊有出水口 11和进水口 17。所述的铜片4厚度为I 3mm，且为超声波半波长的整数倍；铜片4安装之前须退火软化并表面打磨光整。所述的导波杆9为不锈钢，导波杆9顶端外径与超声波探头16外径相同。测量之前先确定导波杆9的尺寸，然后调节冷却水流量至一定大�。沟疾ǜ�9顶端温度达到超声波探头16的最佳工作温度，再确定超声波在导波杆9中的平均声速。测量时，先打开超声波测厚主机13，声速调整为导波杆9两端温度下的平均声速。然后从进水口17通入一定流量的冷却水，待导波杆9顶端温度降到超声波探头16最佳工作温度时，将超声波探头16与浸在水中的导波杆9顶端面接触，用压盖14将超声波探头16固定压紧，超声波测厚主机13即显示出总的厚度读数，高温管道I的壁厚就是超声波测厚主机13读数与导波杆9长度、铜片4厚度之差。实施例本实施例是测量500°C的高温管道。高温管道I壁厚30mm，超声波探头16的工作频率为5MHz，晶片直径为10mm，最佳工作温度为40°C，测量范围为1. 2mm-230mm。由经验公式所得，超声波在导波杆9中的平均声速为5439m/s。导波杆9顶端直径12mm,底端直径16mm，长度120mm。铜片4厚度2mm。冷却水温度为18°C。将管道I温度加热至5000C，从进水口 17通入流量为O. 75 m3.1T1的冷却水，使导波杆9顶端温度降到40°C。打开超声波测厚主机13，调整声速至5439m/s，将超声波探头16与浸在水中的导波杆9顶端面接触，由氟橡胶密封圈15实施密封，用压盖14将超声波探头16固定压紧，超声波测厚主机13显示读数为151. 4mm。由于铜片4有约O. 5mm的塑性变形量，高温管道I壁厚为151. 4-120-2+0. 5=29. 9mm，相对误差为 O. 3%。
权利要求1.一种高温管道壁厚在线监测装置，其特征在于包括两副均由两半圆环组成的管夹(2)、四个螺柱(5)、导波杆(9)、压板(6)、铜片(4)、压盖(14)、柱塞(12)、氟橡胶密封圈(15)、水冷套(10)、超声波测厚主机(13)和超声波探头(16);高温管道(I)夹持在两副均由两半圆环组成的管夹(2)内固定连接，其中同侧的两半圆环管夹分别焊接两个螺柱，使四个螺柱(5)呈方形；方形的四个螺柱(5)中部设置有阶梯形的导波杆(9)，朝向高温管道(I) 一侧的导波杆(9)端面设有铜片(4)，四个螺柱(5)和阶梯形的导波杆(9)穿过压板(6)后，四个螺柱(5)分别用弹簧垫圈(7)和螺母(8)固定并压在导波杆(9)的轴肩上，背离高温管道(O 一侧的导波杆(9)端面设置超声波探头(16),导波杆(9)和超声波探头(16)均位于水冷套(10)内，水冷套(10)下端阶梯孔与导波杆(9)轴肩过盈配合，超声波探头(16)位于柱塞(12)中心孔中，用氟橡胶密封圈(15)密封，水冷套(10)上端大孔与柱塞(12)固接，压盖(14)与柱塞(12)螺纹连接，压盖(14)压在超声波探头(16)端面，超声波探头(16)通过电缆线与超声波测厚主机(13)连接；水冷套(10)上下分别有出水口(11)和进水口(17)。
2.根据权利要求1所述的一种高温管道壁厚在线监测装置，其特征在于所述的铜片(4)厚度为I 3mm，且为超声波半波长的整数倍。
3.根据权利要求1所述的一种高温管道壁厚在线监测装置，其特征在于所述的导波杆(9)为不锈钢，导波杆(9)顶端外径与超声波探头(16)外径相同。
专利摘要本实用新型公开了一种高温管道壁厚在线监测装置。高温管道夹持在管夹内，管夹焊接有组成方形的螺柱，方形的螺柱中部设置有阶梯形的导波杆，朝向高温管道一侧的导波杆端面设有铜片，螺柱和阶梯形的导波杆穿过压板后，用螺母固定并压在导波杆的轴肩上，另一侧的导波杆端面设置超声波探头并置于水冷套内，水冷套下端与导波杆轴肩过盈配合，超声波探头位于柱塞中心孔中并密封，水冷套上端大孔与柱塞和压盖连接，压盖压在超声波探头端面，超声波探头与超声波测厚主机连接；水冷套有进水口和出水口。本实用新型通过铜片和导波杆将高温测厚间接转换成低温测厚，可以实现高温管道壁厚的实时在线监测，生产成本低，易于推广。
文档编号G01B17/02GK202903149SQ20122058228
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者偶国富, 秦良杰, 肖定浩, 李伟正, 张文彪 申请人:浙江理工大学
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