針對耐熱奧氏體不銹鋼內(nèi)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(jié)構(gòu)的有限元仿真模型,提出了采用低頻渦流檢測內(nèi)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(jié)果進行修正的檢測方法.結(jié)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(jié)果具有一致性. 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020,42(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

內(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)壁腐蝕層厚度，可以對制氫轉(zhuǎn)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(fù)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(jié)果對數(shù)據(jù)進行修正，從而得出內(nèi)壁腐蝕層厚度值的檢測方法．1成分組成與磁學(xué)性能測量為了盡可能提高有限元仿真結(jié)果的準確性，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程中內(nèi)、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(nèi)壁進行了微觀分析，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(zhuǎn)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(nèi)壁腐蝕層厚度，可以對制氫轉(zhuǎn)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(fù)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(jié)果對數(shù)據(jù)進行修正，從而得出內(nèi)壁腐蝕層厚度值的檢測方法．1成分組成與磁學(xué)性能測量為了盡可能提高有限元仿真結(jié)果的準確性，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程中內(nèi)、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(nèi)壁進行了微觀分析，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仿真335

【參考文獻】：
期刊論文
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[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(xué)學(xué)報. 2019(01)
[5]一種渦流檢測探頭響應(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. 2017(06)
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本文編號：3530160