不锈钢管内壁腐蚀层厚度的涡流检测仿真
发布时间：2021-12-09 06:59
针对耐热奥氏体不锈钢内壁腐蚀层厚度测量难的问题,建立了典型腐蚀状态下奥氏体不锈钢结构的有限元仿真模型,提出了采用低频涡流检测内壁腐蚀层厚度,并用高频涡流测量外壁氧化层厚度以对低频检测结果进行修正的检测方法.结果表明,腐蚀层厚度增加会引起低频涡流检测信号幅值和阻抗模的增加,而外壁存在的氧化层会对检测信号造成干扰.腐蚀层厚度和氧化层厚度对涡流检测信号影响的变化规律与仿真结果具有一致性.
【文章来源】：沈阳工业大学学报. 2020,42(05)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
内壁形貌及腐蚀产物成分谱线
诨罨?刺?作为阳极，晶粒是阴极，并且贫铬区面积小，晶粒面积大，形成小阳极大阴极腐蚀状态，造成贫铬区严重的腐蚀，进而使得奥氏体管性能下降，使用寿命缩短．根据Juan的研究，当腐蚀层厚度达到管壁厚的7.5%时，奥氏体管的性能开始出现较为明显的下降．当腐蚀层厚度超过管壁厚的39%时，奥氏体管的综合性能已不能满足制氢转化炉等对管道安全运行的最低要求，必须进行割管处理．因此，准确测量奥氏体管内壁腐蚀层厚度，可以对制氢转换炉和乙烯裂解炉等的运行状况进行有效评估，保证其生产的安全进行［4－6］．图1奥氏体原管与实验用管形貌Fig.1Morphologiesoforiginalaustenitictubeandexperimentaltube图2实验用管形貌Fig.2Morphologyofexperimentaltube在临界铬含量以下，奥氏体基体在室温下表现出铁磁行为，其特征允许使用磁传感器来检测腐蚀层情况．现存方法中常常将磁传感器耦合在管外壁，利用磁饱和降低管外壁氧化层对检测信号的影响，通过磁通密度的变化从而测量出腐蚀层的厚度．该方法较为复杂，在现场不易操作，而且受到偏置磁场的影响，霍尔传感器的测量值会存在偏差．因此，本文提出了先采用低频涡流检测，再利用高频涡流检测结果对数据进行修正，从而得出内壁腐蚀层厚度值的检测方法．1成分组成与磁学性能测量为了尽可能提高有限元仿真结果的准确性，在构建仿真模型前需要了解耐热奥氏体不锈钢管在服役过程中内、外壁形成的腐蚀层与养护层的成分组成，因此，利用扫描电镜(SEM)对奥氏体管内壁进行了微观分析，如图3所示．图3内壁形貌及腐蚀产物成分谱线Fig.3Morphologiesofinnerwallandcompositionalenergyspectrumofcorrosionproducts第5期刘峰，等:不锈钢管内壁腐蚀层厚度的涡流检测仿真335
成贫铬区严重的腐蚀，进而使得奥氏体管性能下降，使用寿命缩短．根据Juan的研究，当腐蚀层厚度达到管壁厚的7.5%时，奥氏体管的性能开始出现较为明显的下降．当腐蚀层厚度超过管壁厚的39%时，奥氏体管的综合性能已不能满足制氢转化炉等对管道安全运行的最低要求，必须进行割管处理．因此，准确测量奥氏体管内壁腐蚀层厚度，可以对制氢转换炉和乙烯裂解炉等的运行状况进行有效评估，保证其生产的安全进行［4－6］．图1奥氏体原管与实验用管形貌Fig.1Morphologiesoforiginalaustenitictubeandexperimentaltube图2实验用管形貌Fig.2Morphologyofexperimentaltube在临界铬含量以下，奥氏体基体在室温下表现出铁磁行为，其特征允许使用磁传感器来检测腐蚀层情况．现存方法中常常将磁传感器耦合在管外壁，利用磁饱和降低管外壁氧化层对检测信号的影响，通过磁通密度的变化从而测量出腐蚀层的厚度．该方法较为复杂，在现场不易操作，而且受到偏置磁场的影响，霍尔传感器的测量值会存在偏差．因此，本文提出了先采用低频涡流检测，再利用高频涡流检测结果对数据进行修正，从而得出内壁腐蚀层厚度值的检测方法．1成分组成与磁学性能测量为了尽可能提高有限元仿真结果的准确性，在构建仿真模型前需要了解耐热奥氏体不锈钢管在服役过程中内、外壁形成的腐蚀层与养护层的成分组成，因此，利用扫描电镜(SEM)对奥氏体管内壁进行了微观分析，如图3所示．图3内壁形貌及腐蚀产物成分谱线Fig.3Morphologiesofinnerwallandcompositionalenergyspectrumofcorrosionproducts第5期刘峰，等:不锈钢管内壁腐蚀层厚度的涡流检测仿真335
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于远场涡流检测技术的铁磁性热交换器管仿真研究[J]. 杜好阳,张双楠,崔伦,吕传仁,武志威,唐永贺. 黑龙江大学自然科学学报. 2019(05)
[2]冷弯薄壁型钢墙体抗剪性能有限元分析[J]. 刘朋,杜鹏飞. 沈阳工业大学学报. 2019(04)
[3]电涡流测厚系统特征值提取方法[J]. 燕芳,王志春,丁东阳. 传感器与微系统. 2019(07)
[4]非铁磁性金属材料脉冲涡流测厚探头参数的仿真分析[J]. 曹腾飞,沈功田,王强,李建. 中国计量大学学报. 2019(01)
[5]一种涡流检测探头响应与缺陷大小的关系研究[J]. 李林凯,蹇兴亮,张澄宇. 传感技术学报. 2017(06)
[6]多层厚度电涡流检测阻抗模型仿真及验证[J]. 黄平捷,吴昭同,严仍春. 仪器仪表学报. 2004(04)
本文编号：3530160
【文章来源】：沈阳工业大学学报. 2020,42(05)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
内壁形貌及腐蚀产物成分谱线
诨罨?刺?作为阳极，晶粒是阴极，并且贫铬区面积小，晶粒面积大，形成小阳极大阴极腐蚀状态，造成贫铬区严重的腐蚀，进而使得奥氏体管性能下降，使用寿命缩短．根据Juan的研究，当腐蚀层厚度达到管壁厚的7.5%时，奥氏体管的性能开始出现较为明显的下降．当腐蚀层厚度超过管壁厚的39%时，奥氏体管的综合性能已不能满足制氢转化炉等对管道安全运行的最低要求，必须进行割管处理．因此，准确测量奥氏体管内壁腐蚀层厚度，可以对制氢转换炉和乙烯裂解炉等的运行状况进行有效评估，保证其生产的安全进行［4－6］．图1奥氏体原管与实验用管形貌Fig.1Morphologiesoforiginalaustenitictubeandexperimentaltube图2实验用管形貌Fig.2Morphologyofexperimentaltube在临界铬含量以下，奥氏体基体在室温下表现出铁磁行为，其特征允许使用磁传感器来检测腐蚀层情况．现存方法中常常将磁传感器耦合在管外壁，利用磁饱和降低管外壁氧化层对检测信号的影响，通过磁通密度的变化从而测量出腐蚀层的厚度．该方法较为复杂，在现场不易操作，而且受到偏置磁场的影响，霍尔传感器的测量值会存在偏差．因此，本文提出了先采用低频涡流检测，再利用高频涡流检测结果对数据进行修正，从而得出内壁腐蚀层厚度值的检测方法．1成分组成与磁学性能测量为了尽可能提高有限元仿真结果的准确性，在构建仿真模型前需要了解耐热奥氏体不锈钢管在服役过程中内、外壁形成的腐蚀层与养护层的成分组成，因此，利用扫描电镜(SEM)对奥氏体管内壁进行了微观分析，如图3所示．图3内壁形貌及腐蚀产物成分谱线Fig.3Morphologiesofinnerwallandcompositionalenergyspectrumofcorrosionproducts第5期刘峰，等:不锈钢管内壁腐蚀层厚度的涡流检测仿真335
成贫铬区严重的腐蚀，进而使得奥氏体管性能下降，使用寿命缩短．根据Juan的研究，当腐蚀层厚度达到管壁厚的7.5%时，奥氏体管的性能开始出现较为明显的下降．当腐蚀层厚度超过管壁厚的39%时，奥氏体管的综合性能已不能满足制氢转化炉等对管道安全运行的最低要求，必须进行割管处理．因此，准确测量奥氏体管内壁腐蚀层厚度，可以对制氢转换炉和乙烯裂解炉等的运行状况进行有效评估，保证其生产的安全进行［4－6］．图1奥氏体原管与实验用管形貌Fig.1Morphologiesoforiginalaustenitictubeandexperimentaltube图2实验用管形貌Fig.2Morphologyofexperimentaltube在临界铬含量以下，奥氏体基体在室温下表现出铁磁行为，其特征允许使用磁传感器来检测腐蚀层情况．现存方法中常常将磁传感器耦合在管外壁，利用磁饱和降低管外壁氧化层对检测信号的影响，通过磁通密度的变化从而测量出腐蚀层的厚度．该方法较为复杂，在现场不易操作，而且受到偏置磁场的影响，霍尔传感器的测量值会存在偏差．因此，本文提出了先采用低频涡流检测，再利用高频涡流检测结果对数据进行修正，从而得出内壁腐蚀层厚度值的检测方法．1成分组成与磁学性能测量为了尽可能提高有限元仿真结果的准确性，在构建仿真模型前需要了解耐热奥氏体不锈钢管在服役过程中内、外壁形成的腐蚀层与养护层的成分组成，因此，利用扫描电镜(SEM)对奥氏体管内壁进行了微观分析，如图3所示．图3内壁形貌及腐蚀产物成分谱线Fig.3Morphologiesofinnerwallandcompositionalenergyspectrumofcorrosionproducts第5期刘峰，等:不锈钢管内壁腐蚀层厚度的涡流检测仿真335
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于远场涡流检测技术的铁磁性热交换器管仿真研究[J]. 杜好阳,张双楠,崔伦,吕传仁,武志威,唐永贺. 黑龙江大学自然科学学报. 2019(05)
[2]冷弯薄壁型钢墙体抗剪性能有限元分析[J]. 刘朋,杜鹏飞. 沈阳工业大学学报. 2019(04)
[3]电涡流测厚系统特征值提取方法[J]. 燕芳,王志春,丁东阳. 传感器与微系统. 2019(07)
[4]非铁磁性金属材料脉冲涡流测厚探头参数的仿真分析[J]. 曹腾飞,沈功田,王强,李建. 中国计量大学学报. 2019(01)
[5]一种涡流检测探头响应与缺陷大小的关系研究[J]. 李林凯,蹇兴亮,张澄宇. 传感技术学报. 2017(06)
[6]多层厚度电涡流检测阻抗模型仿真及验证[J]. 黄平捷,吴昭同,严仍春. 仪器仪表学报. 2004(04)
本文编号：3530160
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