發(fā)布時(shí)間：2021-12-09 06:59

　　針對(duì)耐熱奧氏體不銹鋼內(nèi)壁腐蝕層厚度測(cè)量難的問(wèn)題,建立了典型腐蝕狀態(tài)下奧氏體不銹鋼結(jié)構(gòu)的有限元仿真模型,提出了采用低頻渦流檢測(cè)內(nèi)壁腐蝕層厚度,并用高頻渦流測(cè)量外壁氧化層厚度以對(duì)低頻檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正的檢測(cè)方法.結(jié)果表明,腐蝕層厚度增加會(huì)引起低頻渦流檢測(cè)信號(hào)幅值和阻抗模的增加,而外壁存在的氧化層會(huì)對(duì)檢測(cè)信號(hào)造成干擾.腐蝕層厚度和氧化層厚度對(duì)渦流檢測(cè)信號(hào)影響的變化規(guī)律與仿真結(jié)果具有一致性. 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,42(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

內(nèi)壁形貌及腐蝕產(chǎn)物成分譜線(xiàn)

諢罨?刺?作為陽(yáng)極，晶粒是陰極，并且貧鉻區(qū)面積小，晶粒面積大，形成小陽(yáng)極大陰極腐蝕狀態(tài)，造成貧鉻區(qū)嚴(yán)重的腐蝕，進(jìn)而使得奧氏體管性能下降，使用壽命縮短．根據(jù)Juan的研究，當(dāng)腐蝕層厚度達(dá)到管壁厚的7.5%時(shí)，奧氏體管的性能開(kāi)始出現(xiàn)較為明顯的下降．當(dāng)腐蝕層厚度超過(guò)管壁厚的39%時(shí)，奧氏體管的綜合性能已不能滿(mǎn)足制氫轉(zhuǎn)化爐等對(duì)管道安全運(yùn)行的最低要求，必須進(jìn)行割管處理．因此，準(zhǔn)確測(cè)量奧氏體管內(nèi)壁腐蝕層厚度，可以對(duì)制氫轉(zhuǎn)換爐和乙烯裂解爐等的運(yùn)行狀況進(jìn)行有效評(píng)估，保證其生產(chǎn)的安全進(jìn)行［4－6］．圖1奧氏體原管與實(shí)驗(yàn)用管形貌Fig.1Morphologiesoforiginalaustenitictubeandexperimentaltube圖2實(shí)驗(yàn)用管形貌Fig.2Morphologyofexperimentaltube在臨界鉻含量以下，奧氏體基體在室溫下表現(xiàn)出鐵磁行為，其特征允許使用磁傳感器來(lái)檢測(cè)腐蝕層情況．現(xiàn)存方法中常常將磁傳感器耦合在管外壁，利用磁飽和降低管外壁氧化層對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響，通過(guò)磁通密度的變化從而測(cè)量出腐蝕層的厚度．該方法較為復(fù)雜，在現(xiàn)場(chǎng)不易操作，而且受到偏置磁場(chǎng)的影響，霍爾傳感器的測(cè)量值會(huì)存在偏差．因此，本文提出了先采用低頻渦流檢測(cè)，再利用高頻渦流檢測(cè)結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，從而得出內(nèi)壁腐蝕層厚度值的檢測(cè)方法．1成分組成與磁學(xué)性能測(cè)量為了盡可能提高有限元仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，在構(gòu)建仿真模型前需要了解耐熱奧氏體不銹鋼管在服役過(guò)程中內(nèi)、外壁形成的腐蝕層與養(yǎng)護(hù)層的成分組成，因此，利用掃描電鏡(SEM)對(duì)奧氏體管內(nèi)壁進(jìn)行了微觀分析，如圖3所示．圖3內(nèi)壁形貌及腐蝕產(chǎn)物成分譜線(xiàn)Fig.3Morphologiesofinnerwallandcompositionalenergyspectrumofcorrosionproducts第5期劉峰，等:不銹鋼管內(nèi)壁腐蝕層厚度的渦流檢測(cè)仿真335

成貧鉻區(qū)嚴(yán)重的腐蝕，進(jìn)而使得奧氏體管性能下降，使用壽命縮短．根據(jù)Juan的研究，當(dāng)腐蝕層厚度達(dá)到管壁厚的7.5%時(shí)，奧氏體管的性能開(kāi)始出現(xiàn)較為明顯的下降．當(dāng)腐蝕層厚度超過(guò)管壁厚的39%時(shí)，奧氏體管的綜合性能已不能滿(mǎn)足制氫轉(zhuǎn)化爐等對(duì)管道安全運(yùn)行的最低要求，必須進(jìn)行割管處理．因此，準(zhǔn)確測(cè)量奧氏體管內(nèi)壁腐蝕層厚度，可以對(duì)制氫轉(zhuǎn)換爐和乙烯裂解爐等的運(yùn)行狀況進(jìn)行有效評(píng)估，保證其生產(chǎn)的安全進(jìn)行［4－6］．圖1奧氏體原管與實(shí)驗(yàn)用管形貌Fig.1Morphologiesoforiginalaustenitictubeandexperimentaltube圖2實(shí)驗(yàn)用管形貌Fig.2Morphologyofexperimentaltube在臨界鉻含量以下，奧氏體基體在室溫下表現(xiàn)出鐵磁行為，其特征允許使用磁傳感器來(lái)檢測(cè)腐蝕層情況．現(xiàn)存方法中常常將磁傳感器耦合在管外壁，利用磁飽和降低管外壁氧化層對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響，通過(guò)磁通密度的變化從而測(cè)量出腐蝕層的厚度．該方法較為復(fù)雜，在現(xiàn)場(chǎng)不易操作，而且受到偏置磁場(chǎng)的影響，霍爾傳感器的測(cè)量值會(huì)存在偏差．因此，本文提出了先采用低頻渦流檢測(cè)，再利用高頻渦流檢測(cè)結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，從而得出內(nèi)壁腐蝕層厚度值的檢測(cè)方法．1成分組成與磁學(xué)性能測(cè)量為了盡可能提高有限元仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，在構(gòu)建仿真模型前需要了解耐熱奧氏體不銹鋼管在服役過(guò)程中內(nèi)、外壁形成的腐蝕層與養(yǎng)護(hù)層的成分組成，因此，利用掃描電鏡(SEM)對(duì)奧氏體管內(nèi)壁進(jìn)行了微觀分析，如圖3所示．圖3內(nèi)壁形貌及腐蝕產(chǎn)物成分譜線(xiàn)Fig.3Morphologiesofinnerwallandcompositionalenergyspectrumofcorrosionproducts第5期劉峰，等:不銹鋼管內(nèi)壁腐蝕層厚度的渦流檢測(cè)仿真335

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)技術(shù)的鐵磁性熱交換器管仿真研究[J]. 杜好陽(yáng),張雙楠,崔倫,呂傳仁,武志威,唐永賀.  黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]冷彎薄壁型鋼墻體抗剪性能有限元分析[J]. 劉朋,杜鵬飛.  沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[3]電渦流測(cè)厚系統(tǒng)特征值提取方法[J]. 燕芳,王志春,丁東陽(yáng).  傳感器與微系統(tǒng). 2019(07)
[4]非鐵磁性金屬材料脈沖渦流測(cè)厚探頭參數(shù)的仿真分析[J]. 曹騰飛,沈功田,王強(qiáng),李建.  中國(guó)計(jì)量大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[5]一種渦流檢測(cè)探頭響應(yīng)與缺陷大小的關(guān)系研究[J]. 李林凱,蹇興亮,張澄宇.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(06)
[6]多層厚度電渦流檢測(cè)阻抗模型仿真及驗(yàn)證[J]. 黃平捷,吳昭同,嚴(yán)仍春.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2004(04)



本文編號(hào)：3530160