一種高溫管道壁厚在線監測裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種高溫管道壁厚在線監測裝置。高溫管道夾持在管夾內，管夾焊接有組成方形的螺柱，方形的螺柱中部設置有階梯形的導波桿，朝向高溫管道一側的導波桿端面設有銅片，螺柱和階梯形的導波桿穿過壓板后，用螺母固定并壓在導波桿的軸肩上，另一側的導波桿端面設置超聲波探頭并置于水冷套內，水冷套下端與導波桿軸肩過盈配合，超聲波探頭位于柱塞中心孔中并密封，水冷套上端大孔與柱塞和壓蓋連接，壓蓋壓在超聲波探頭端面，超聲波探頭與超聲波測厚主機連接；水冷套有進水口和出水口。本實用新型專利技術通過銅片和導波桿將高溫測厚間接轉換成低溫測厚，可以實現高溫管道壁厚的實時在線監測，生產成本低，易于推廣。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種在線監測裝置，具體涉及一種高溫管道壁厚在線監測裝置。
技術介紹
高溫管道作為傳輸多相流介質的特種設備，廣泛應用于煤化工、石油化工、能源電力等領域。因介質物性、流型、流態、相變等復雜的工況條件，管道系統極易局部磨損減薄，進而引起介質泄露、爆炸、火災等安全事故，嚴重阻礙生產線長周期運行。為了預防因管道的局部減薄失效而引起的非計劃停工，必須對管道易減薄部位進行厚度監測。針對在役高溫管道的壁厚監測方法，主要有超聲波測厚儀接觸測量和電磁超聲、激光超聲等非接觸測量方法。其中，電磁超聲和激光超聲測量方法因設備體積龐大、操作復雜且價格昂貴，不能大量推廣。采用超聲波測厚儀對高溫管道壁厚直接接觸測量，具有操作簡單、靈活性高等優點，是目前最常用的監測方法，但其主要存在以下不足1、超聲波探頭的耐高溫性差一般超聲波探頭采用的是壓電陶瓷晶片，持續耐高溫性能差，且測量誤差受溫度影響較大；2、單次測量時間短高溫條件下，超聲波耦合劑僅數秒內便蒸發，導致探頭與高溫管道的接觸時間很短，需多次重復測量才能獲得相對準確的數據，且高溫耦合劑價格較聞;3、無法在線監測管道減薄或失效具有明顯局部性和突發性，但常用超聲波測厚儀無法實時測量管道壁厚，不能對管道進行有效的安全評估；4、準備周期長每次測量都要拆裝包覆層，浪費檢修時間，增加檢修成本。
技術實現思路
為了克服背景
中測量方法存在的問題，本技術的目的在于提供一種高溫管道壁厚在線監測裝置，可以對管道壁厚長時間在線測量，且對超聲波探頭無耐溫性要求，成本低廉，易于推廣。本技術采用的技術方案是本技術包括兩副均由兩半圓環組成的管夾、四個螺柱、導波桿、壓板、銅片、壓蓋、柱塞、氟橡膠密封圈、水冷套、超聲波測厚主機和超聲波探頭；高溫管道夾持在兩副均由兩半圓環組成的管夾固定連接，其中同側的兩半圓環管夾分別焊接兩個螺柱，使四個螺柱呈方形；方形的四個螺柱中部設置有階梯形的導波桿，朝向高溫管道一側的導波桿端面設有銅片，四個螺柱和階梯形的導波桿穿過壓板后，四個螺柱分別用彈簧墊圈和螺母固定并壓在導波桿的軸肩上，背離高溫管道一側的導波桿端面設置超聲波探頭，導波桿和超聲波探頭均位于水冷套內，水冷套下端階梯孔與導波桿軸肩過盈配合，超聲波探頭位于柱塞中心孔中，用氟橡膠密封圈密封，水冷套上端大孔與柱塞固接，壓蓋與柱塞螺紋連接，壓蓋壓在超聲波探頭端面，超聲波探頭通過電纜線與超聲波測厚主機連接；水冷套上下分別有出水口和進水口。所述的銅片厚度為I 3mm，且為超聲波半波長的整數倍。所述的導波桿為不銹鋼，導波桿頂端外徑與超聲波探頭外徑相同。本技術具有的有益效果是1.本技術提出的一種高溫管道壁厚在線監測裝置，其將高溫測厚間接轉換成常溫測厚，可以對管道壁厚實時在線監測，有效預防管道失效引起的非計劃停工。2.本技術提出的一種高溫管道壁厚在線監測裝置，可以根據所測數據推算管壁在定周期定工況下的減薄速率，為管道的檢修、更換及選材提供指導。3本技術提出的一種高溫管道壁厚在線監測裝置，耐溫范圍高。其所耐管道溫度與冷卻水溫度和流量、導波桿尺寸有關，因此，冷卻水溫度越低、流量越大，導波桿長度越長，該裝置所耐溫度就會越高。一般能精確測量500°C及以下條件的各種高溫管道壁厚。4.檢測成本低，效率高。除了安裝測厚裝置部位，管道其他位置的絕緣層或包覆層都不需要移除，大大降低了檢測成本。5.本技術提出的一種高溫管道壁厚在線監測裝置，其成本低廉，操作簡單，實用性強，可大范圍推廣使用。附圖說明圖1是一種高溫管道壁厚在線監測裝置結構示意圖。圖2是圖1的局部左視圖。圖中1、高溫管道；2、管夾；3、螺栓；4、銅片；5、螺柱；6、壓板；7、彈簧墊圈；8、螺母；9、導波桿；10、水冷套；11、出水口 ；12、柱塞；13、超聲波測厚主機；14、壓蓋；15、氟橡膠密封圈；16、超聲波探頭；17、進水口。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術作進一步說明。如圖1、圖2所示，本技術包括兩副均由兩半圓環組成的管夾2、四個螺柱5、導波桿9、壓板6、銅片4、壓蓋14、柱塞12、氟橡膠密封圈15、水冷套10、超聲波測厚主機13和超聲波探頭16 ;高溫管道I夾持在兩副均由兩半圓環組成的管夾2內用螺栓3固定連接，其中同側的兩半圓環管夾分別焊接兩個螺柱，使四個螺柱5呈方形；方形的四個螺柱5中部設置有階梯形的導波桿9，朝向高溫管道I 一側的導波桿9端面設有銅片4，四個螺柱5和階梯形的導波桿9穿過壓板6后，四個螺柱5分別用彈簧墊圈7和螺母8固定并壓在導波桿9的軸肩上，背離高溫管道I 一側的導波桿9端面設置超聲波探頭16，導波桿9和超聲波探頭16均位于水冷套10內，水冷套10下端階梯孔與導波桿9軸肩過盈配合，超聲波探頭16位于柱塞12中心孔中，用氟橡膠密封圈15密封，水冷套10上端大孔與柱塞12固接，壓蓋14與柱塞12螺紋連接，壓蓋14壓在超聲波探頭16端面，超聲波探頭16通過電纜線與超聲波測厚主機13連接；水冷套10上下分別焊有出水口 11和進水口 17。所述的銅片4厚度為I 3mm，且為超聲波半波長的整數倍；銅片4安裝之前須退火軟化并表面打磨光整。所述的導波桿9為不銹鋼，導波桿9頂端外徑與超聲波探頭16外徑相同。測量之前先確定導波桿9的尺寸，然后調節冷卻水流量至一定大小，使導波桿9頂端溫度達到超聲波探頭16的最佳工作溫度，再確定超聲波在導波桿9中的平均聲速。測量時，先打開超聲波測厚主機13，聲速調整為導波桿9兩端溫度下的平均聲速。然后從進水口17通入一定流量的冷卻水，待導波桿9頂端溫度降到超聲波探頭16最佳工作溫度時，將超聲波探頭16與浸在水中的導波桿9頂端面接觸，用壓蓋14將超聲波探頭16固定壓緊，超聲波測厚主機13即顯示出總的厚度讀數，高溫管道I的壁厚就是超聲波測厚主機13讀數與導波桿9長度、銅片4厚度之差。實施例本實施例是測量500°C的高溫管道。高溫管道I壁厚30mm，超聲波探頭16的工作頻率為5MHz，晶片直徑為10mm，最佳工作溫度為40°C，測量范圍為1. 2mm-230mm。由經驗公式所得，超聲波在導波桿9中的平均聲速為5439m/s。導波桿9頂端直徑12mm,底端直徑16mm，長度120mm。銅片4厚度2mm。冷卻水溫度為18°C。將管道I溫度加熱至5000C，從進水口 17通入流量為O. 75 m3.1T1的冷卻水，使導波桿9頂端溫度降到40°C。打開超聲波測厚主機13，調整聲速至5439m/s，將超聲波探頭16與浸在水中的導波桿9頂端面接觸，由氟橡膠密封圈15實施密封，用壓蓋14將超聲波探頭16固定壓緊，超聲波測厚主機13顯示讀數為151. 4mm。由于銅片4有約O. 5mm的塑性變形量，高溫管道I壁厚為151. 4-120-2+0. 5=29. 9mm，相對誤差為 O. 3%。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高溫管道壁厚在線監測裝置，其特征在于：包括兩副均由兩半圓環組成的管夾（2）、四個螺柱（5）、導波桿（9）、壓板（6）、銅片（4）、壓蓋（14）、柱塞（12）、氟橡膠密封圈（15）、水冷套（10）、超聲波測厚主機（13）和超聲波探頭（16）；高溫管道（1）夾持在兩副均由兩半圓環組成的管夾（2）內固定連接，其中同側的兩半圓環管夾分別焊接兩個螺柱，使四個螺柱（5）呈方形；方形的四個螺柱（5）中部設置有階梯形的導波桿（9），朝向高溫管道（1）一側的導波桿（9）端面設有銅片（4），四個螺柱（5）和階梯形的導波桿（9）穿過壓板（6）后，四個螺柱（5）分別用彈簧墊圈（7）和螺母（8）固定并壓在導波桿（9）的軸肩上，背離高溫管道（1）一側的導波桿（9）端面設置超聲波探頭（16），導波桿（9）和超聲波探頭（16）均位于水冷套（10）內，水冷套（10）下端階梯孔與導波桿（9）軸肩過盈配合，超聲波探頭（16）位于柱塞（12）中心孔中，用氟橡膠密封圈（15）密封，水冷套（10）上端大孔與柱塞（12）固接，壓蓋（14）與柱塞（12）螺紋連接，壓蓋（14）壓在超聲波探頭（16）端面，超聲波探頭（16）通過電纜線與超聲波測厚主機（13）連接；水冷套（10）上下分別有出水口（11）和進水口（17）。...

【技術特征摘要】
1.一種高溫管道壁厚在線監測裝置，其特征在于包括兩副均由兩半圓環組成的管夾(2)、四個螺柱(5)、導波桿(9)、壓板(6)、銅片(4)、壓蓋(14)、柱塞(12)、氟橡膠密封圈(15)、水冷套(10)、超聲波測厚主機(13)和超聲波探頭(16);高溫管道(I)夾持在兩副均由兩半圓環組成的管夾(2)內固定連接，其中同側的兩半圓環管夾分別焊接兩個螺柱，使四個螺柱(5)呈方形；方形的四個螺柱(5)中部設置有階梯形的導波桿(9)，朝向高溫管道(I) 一側的導波桿(9)端面設有銅片(4)，四個螺柱(5)和階梯形的導波桿(9)穿過壓板(6)后，四個螺柱(5)分別用彈簧墊圈(7)和螺母(8)固定并壓在導波桿(9)的軸肩上，背離高溫管道(O 一側的導波桿(9)端面設置超聲波探頭(16)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：偶國富，秦良杰，肖定浩，李偉正，張文彪，
申請(專利權)人：浙江理工大學，
類型：實用新型
國別省市：