一種抗高溫管道壁厚在線監(jiān)測探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無損在線監(jiān)測設(shè)備，特別是涉及用于煉油廠的煉油設(shè)備和高溫管線的一種抗高溫管道壁厚在線監(jiān)測探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著大量高硫原油的加工，煉油設(shè)備腐蝕情況日趨嚴(yán)重，特別是在高溫環(huán)境下，原油中的硫極易發(fā)生嚴(yán)重的高溫硫腐蝕，這些腐蝕會對生產(chǎn)產(chǎn)生極大的安全隱患。而針對于高溫腐蝕監(jiān)測，現(xiàn)有的方法存在一定的局限性，例如:電阻探針法工作溫度不能高于240°C，電感探針法雖然溫度可以達(dá)到430°C，測量準(zhǔn)確性和靈敏度也很好，但它需要在管線上開孔安裝，拆裝探針相對麻煩。高溫人工定點(diǎn)超聲波測厚具有一定的靈活性和準(zhǔn)確性，但它也存在一定的缺點(diǎn)，首先，它需要人進(jìn)裝置檢測，人的安全是需要考慮的；其次，測厚探頭的連續(xù)耐溫性能較差，不能長時(shí)間的接觸高溫管道，而且，高溫耦合劑瞬間會蒸發(fā)，使得測量必須在幾秒內(nèi)完成，這會給高溫區(qū)人工測量作業(yè)帶來不便。再者，由于不同的測量人員對儀器操作存在差異，同一點(diǎn)測厚數(shù)據(jù)的連續(xù)性較差，不能很好地反映出該點(diǎn)腐蝕變化趨勢。細(xì)長帶波導(dǎo)的方法也可以進(jìn)行厚度測量，但是其回波信號較弱、失真嚴(yán)重、雜波較多，使得后續(xù)測量處理相對復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)高精度的厚度測量。此外，細(xì)長帶波導(dǎo)對高溫散熱效果不好，單純地通過延長其物理長度，來隔離高溫影響，長度的增加會進(jìn)一步降低超聲信號強(qiáng)度，直接影響到厚度測量的精度和穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種抗高溫管道壁厚在線監(jiān)測探頭，該監(jiān)測探頭采用獨(dú)特的齒狀波導(dǎo)傳遞超聲波，回波信號較強(qiáng)，且波形清晰穩(wěn)定。齒狀波導(dǎo)和散熱擋板的組合結(jié)構(gòu)有效減小了熱傳遞的影響，其中，齒狀波導(dǎo)降低熱傳導(dǎo)，散熱擋板降低熱對流和熱輻射。散熱效果顯著，有效地隔離了高溫環(huán)境對探頭不耐高溫的影響。此外，該裝置無需在管道上開孔，無需耦合劑，拆裝方便簡潔，在高溫600°C以下可以連續(xù)、實(shí)時(shí)的工作，測量結(jié)果準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，可以有效地反映出管壁的腐蝕變化情況，從而為防腐工作提供可靠的依據(jù)。
[0004]采用的技術(shù)方案是:
一種抗高溫管道壁厚在線監(jiān)測探頭，包括超聲波測厚主機(jī)、嵌式夾具、隔熱擋板、齒狀波導(dǎo)片、齒波導(dǎo)夾具、固定螺柱、高溫管道。所述的齒波導(dǎo)夾具由前夾具板和后夾具板組成，前夾具板和后夾具板相對內(nèi)側(cè)均設(shè)有齒狀波導(dǎo)片卡槽，兩個齒狀波導(dǎo)片的底端分別鑲裝在前夾具板和后夾具板的齒狀波導(dǎo)片卡槽中，前夾具板和后夾具板之間設(shè)有兩個齒狀波導(dǎo)片的隔離片，通過布設(shè)的四個螺栓緊固將齒狀波導(dǎo)片夾牢固定，構(gòu)成齒波導(dǎo)夾具。所述齒波導(dǎo)夾具兩端側(cè)設(shè)有固定螺柱穿裝口，與固定螺柱穿裝口相對應(yīng)的高溫管道上焊接有固定螺柱，通過固定螺柱及其螺母將齒波導(dǎo)夾具固定在高溫管道上。所述兩個齒狀波導(dǎo)片上端分別穿過隔熱擋板后夾裝設(shè)在夾具托盤上的兩個嵌式夾具上，兩個齒狀波導(dǎo)片通過兩個嵌式夾具連接超聲波測厚主機(jī)。
[0005]上述的超聲波測厚主機(jī)內(nèi)設(shè)兩個超聲波探頭組件，兩個超聲波探頭組件均由超聲波探頭外套探頭固定架構(gòu)成，探頭固定架的上端旋設(shè)有內(nèi)螺栓，通過內(nèi)螺栓將超聲波探頭底座與夾裝在兩個鉗式夾具的齒狀波導(dǎo)片壓緊并緊密接觸，兩個超聲波探頭以其超聲波探頭底座通過螺釘固定在兩個鉗式夾具上。所述超聲波探頭的信號輸出端子通過超聲波電纜線連接超聲波測厚主機(jī)相應(yīng)輸入端子。
[0006]上述的高溫管道夾裝在兩個半圓環(huán)組成的管夾內(nèi)，并用管夾螺栓固定連接，其中管夾上面的半圓環(huán)焊接兩個固定螺柱，所述齒波導(dǎo)夾具通過固定螺柱及其螺母將齒波導(dǎo)夾具固定連接在管夾上，構(gòu)成齒波導(dǎo)夾具捆綁式固定在高溫管道上。
[0007]上述的齒狀波導(dǎo)片長度大于150mm，寬度大于5mm，厚度大于0.5mm,齒間距大于1mm，齒高度大于1mm，齒厚度大于0.5mm，其材質(zhì)與被測高溫管道相同，起到傳播超聲波和溫度隔離的作用。
[0008]上述的隔熱擋板嵌入在兩齒狀波導(dǎo)片中間位置，有效地降低熱傳遞的效率。
[0009]上述的超聲波測厚主機(jī)外套有護(hù)套。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
1、無需在高溫管道上開孔安裝，拆裝方便，采用齒狀波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)可以任意調(diào)整安裝角度，不受其它人為、空間等外界因素制約，同時(shí)，避免了因開孔而產(chǎn)生的各種安全隱患。
[0011]2、無需價(jià)格昂貴的高溫耦合劑和高溫測厚探頭，齒狀波導(dǎo)和隔熱擋板可以有效的隔離管道高溫，幾乎無損失的傳播超聲波信號，使用常規(guī)壓電超聲波探頭就可以實(shí)現(xiàn)高溫連續(xù)測厚，降低了生產(chǎn)成本，提高了測量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
[0012]3、本裝置可以實(shí)時(shí)、在線監(jiān)控高溫管線壁厚，可完全避免人工測厚帶來的較大誤差，能夠真實(shí)的反映管道壁厚的腐蝕情況，為生產(chǎn)管理防腐工作提供有效的依據(jù)。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的超聲波探頭組件與嵌式夾具組裝圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的齒波導(dǎo)夾具與齒狀波導(dǎo)片組裝圖。
[0016]圖4是本發(fā)明的齒波導(dǎo)夾具固定在高溫管道上方式示意圖。
[0017]圖5是本發(fā)明的齒狀波導(dǎo)片尺寸結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖6是本發(fā)明波導(dǎo)長度、隔熱擋板與溫度對應(yīng)關(guān)系曲線圖。
[0019]圖7是齒狀波導(dǎo)長度與超聲回波幅度關(guān)系曲線圖。
[0020]圖8是帶狀波導(dǎo)的超聲波形圖。
[0021]圖9是波導(dǎo)齒的超聲回波圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]一種抗高溫管道壁厚在線監(jiān)測探頭，包括超聲波測厚主機(jī)1、嵌式夾具2、隔熱擋板3、齒狀波導(dǎo)片4、齒波導(dǎo)夾具5、固定螺柱22、高溫管道6。所述的齒波導(dǎo)夾具5由前夾具板18和后夾具板19組成(見圖3)，前夾具板18和后夾具板19相對內(nèi)側(cè)均設(shè)有齒狀波導(dǎo)片卡槽，兩個齒狀波導(dǎo)片4的底端分別鑲裝在前夾具板18和后夾具板19的齒狀波導(dǎo)片卡槽中，前夾具板18和后夾具板19之間設(shè)有兩個齒狀波導(dǎo)片的隔離片21，通過布設(shè)的四個螺栓20緊固將齒狀波導(dǎo)片4夾牢固定，構(gòu)成齒波導(dǎo)夾具5。所述齒波導(dǎo)夾具5兩端側(cè)設(shè)有固定螺柱穿裝口，與固定螺柱穿裝口相對應(yīng)的高溫管道6上焊接有固定螺柱22，通過固定螺柱22及其螺母23將齒波導(dǎo)夾具5固定在高溫管道6上，構(gòu)成固定螺