針對耐熱奧氏體不銹鋼內壁腐蝕層厚度測量難的問題,建立了典型腐蝕狀態(tài)下奧氏體不銹鋼結構的有限元仿真模型,提出了采用低頻渦流檢測內壁腐蝕層厚度,并用高頻渦流測量外壁氧化層厚度以對低頻檢測結果進行修正的檢測方法.結果表明,腐蝕層厚度增加會引起低頻渦流檢測信號幅值和阻抗模的增加,而外壁存在的氧化層會對檢測信號造成干擾.腐蝕層厚度和氧化層厚度對渦流檢測信號影響的變化規(guī)律與仿真結果具有一致性. 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學學報. 2020,42(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

內壁形貌及腐蝕產(chǎn)物成分譜線

諢罨?刺?作為陽極，晶粒是陰極，并且貧鉻區(qū)面積小，晶粒面積大，形成小陽極大陰極腐蝕狀態(tài)，造成貧鉻區(qū)嚴重的腐蝕，進而使得奧氏體管性能下降，使用壽命縮短．根據(jù)Juan的研究，當腐蝕層厚度達到管壁厚的7.5%時，奧氏體管的性能開始出現(xiàn)較為明顯的下降．當腐蝕層厚度超過管壁厚的39%時，奧氏體管的綜合性能已不能滿足制氫轉化爐等對管道安全運行的最低要求，必須進行割管處理．因此，準確測量奧氏體管內壁腐蝕層厚度，可以對制氫轉換爐和乙烯裂解爐等的運行狀況進行有效評估，保證其生產(chǎn)的安全進行［4－6］．圖1奧氏體原管與實驗用管形貌Fig.1Morphologiesoforiginalaustenitictubeandexperimentaltube圖2實驗用管形貌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檢測腐蝕層情況．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檢測信號的影響，通過磁通密度的變化從而測量出腐蝕層的厚度．該方法較為復雜，在現(xiàn)場不易操作，而且受到偏置磁場的影響，霍爾傳感器的測量值會存在偏差．因此，本文提出了先采用低頻渦流檢測，再利用高頻渦流檢測結果對數(shù)據(jù)進行修正，從而得出內壁腐蝕層厚度值的檢測方法．1成分組成與磁學性能測量為了盡可能提高有限元仿真結果的準確性，在構建仿真模型前需要了解耐熱奧氏體不銹鋼管在服役過程中內、外壁形成的腐蝕層與養(yǎng)護層的成分組成，因此，利用掃描電鏡(SEM)對奧氏體管內壁進行了微觀分析，如圖3所示．圖3內壁形貌及腐蝕產(chǎn)物成分譜線Fig.3Morphologiesofinnerwallandcompositionalenergyspectrumofcorrosionproducts第5期劉峰，等:不銹鋼管內壁腐蝕層厚度的渦流檢測仿真335

成貧鉻區(qū)嚴重的腐蝕，進而使得奧氏體管性能下降，使用壽命縮短．根據(jù)Juan的研究，當腐蝕層厚度達到管壁厚的7.5%時，奧氏體管的性能開始出現(xiàn)較為明顯的下降．當腐蝕層厚度超過管壁厚的39%時，奧氏體管的綜合性能已不能滿足制氫轉化爐等對管道安全運行的最低要求，必須進行割管處理．因此，準確測量奧氏體管內壁腐蝕層厚度，可以對制氫轉換爐和乙烯裂解爐等的運行狀況進行有效評估，保證其生產(chǎn)的安全進行［4－6］．圖1奧氏體原管與實驗用管形貌Fig.1Morphologiesoforiginalaustenitictubeandexperimentaltube圖2實驗用管形貌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檢測腐蝕層情況．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檢測信號的影響，通過磁通密度的變化從而測量出腐蝕層的厚度．該方法較為復雜，在現(xiàn)場不易操作，而且受到偏置磁場的影響，霍爾傳感器的測量值會存在偏差．因此，本文提出了先采用低頻渦流檢測，再利用高頻渦流檢測結果對數(shù)據(jù)進行修正，從而得出內壁腐蝕層厚度值的檢測方法．1成分組成與磁學性能測量為了盡可能提高有限元仿真結果的準確性，在構建仿真模型前需要了解耐熱奧氏體不銹鋼管在服役過程中內、外壁形成的腐蝕層與養(yǎng)護層的成分組成，因此，利用掃描電鏡(SEM)對奧氏體管內壁進行了微觀分析，如圖3所示．圖3內壁形貌及腐蝕產(chǎn)物成分譜線Fig.3Morphologiesofinnerwallandcompositionalenergyspectrumofcorrosionproducts第5期劉峰，等:不銹鋼管內壁腐蝕層厚度的渦流檢測仿真335

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]電渦流測厚系統(tǒng)特征值提取方法[J]. 燕芳,王志春,丁東陽.  傳感器與微系統(tǒng). 2019(07)
[4]非鐵磁性金屬材料脈沖渦流測厚探頭參數(shù)的仿真分析[J]. 曹騰飛,沈功田,王強,李建.  中國計量大學學報. 2019(01)
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本文編號：3530160