Магнитный ферритометр для определения эквивалентной температуры эксплуатации наружной поверхности пароперегревательных труб из аустенитных сталей при остановленном котле



Магнитный ферритометр для определения эквивалентной температуры эксплуатации наружной поверхности пароперегревательных труб из аустенитных сталей при остановленном котле
Магнитный ферритометр для определения эквивалентной температуры эксплуатации наружной поверхности пароперегревательных труб из аустенитных сталей при остановленном котле
Магнитный ферритометр для определения эквивалентной температуры эксплуатации наружной поверхности пароперегревательных труб из аустенитных сталей при остановленном котле

 


Владельцы патента RU 2458339:

Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" (RU)

Изобретение относится к области теплотехнических измерений и может быть использовано для оценки температурного режима работы пароперегревательных котельных труб из аустенитных сталей. Согласно заявленному изобретению вторичный прибор 2 ферритометра дополнительно к существующему преобразователю 3 содержит преобразователь 5 сигнала, пропорционального СФФ, в сигнал, пропорциональный температуре, искомой эквивалентной температуре. Ферритометр снабжен также задатчиками 6-9 параметров преобразования. Технический результат: повышение точности измерения эквивалентной температуры эксплуатации наружной поверхности пароперегревательных труб из аустенитных сталей при остановленном котле. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области теплотехнических измерений и, в частности, для оценки температурного режима работы пароперегревательных котельных труб из аустенитных сталей.

Пароперегреватели котлов тепловых электростанций (ТЭС) работают в условиях неравномерного распределения расхода теплоносителя, неоднородного поля скорости и температуры дымовых газов. Неравномерное распределение расхода может быть следствием конструктивной нетождественности змеевиков пароперегревателя. Эти факторы вызывают тепловую неравномерность и неравномерное разупрочнение металла. На пароперегревательный тракт приходится 60…70% повреждений поверхностей нагрева. Основная причина повреждений - тепловая неравномерность (разверка). Задача контроля пароперегревателей состоит в выявлении змеевиков с наихудшим температурным режимом и минимальным остаточным ресурсом. Ранее было установлено, что остаточный ресурс побывавших в эксплуатации котельных труб из ферритовых сталей можно оценить по степени их намагниченности с помощью магнитометров. Было установлено также, что такая оценка остаточного ресурса возможна и для пароперегревательных труб из немагнитных в исходном состоянии аустенитных сталей вследствие образования на них в процессе эксплуатации измененного поверхностного слоя с магнитными свойствами (см. Магнитный способ диагностики аустенитных труб поверхностей нагрева паровых котлов. / Богачев В.А. и др. // Электрические станции. №8. 1994, с.11-13). Однако амплитуда сигнала магнитометра в этом случае оказалась на уровне чувствительности этого прибора, и использование его для данных целей не получило дальнейшего развития.

Из уровня техники известен выбранный в качестве прототипа изобретения магнитный ферритометр, содержащий датчик и вторичный прибор (RU 2150121, G01R 33/12, 2000). Недостаток данного ферритометра заключается в том, что его показания не дают непосредственного представления о величине эквивалентной температуры эксплуатации наружной поверхности пароперегревательных труб из аустенитных сталей. Представление об указанной температуре с его помощью можно получить только путем последующего математического пересчета полученных данных о количественном содержании ферритовой фазы (СФФ) в немагнитном металле.

Достигаемым техническим результатом изобретения является упрощение получения с помощью ферритометра результата измерения эквивалентной температуры эксплуатации наружной поверхности пароперегревательных труб из аустенитных сталей при остановленном котле.

Указанный технический результат изобретения обеспечивается тем, что в магнитном ферритометре, содержащем датчик и вторичный прибор с преобразователем сигнала датчика в сигнал, пропорциональный СФФ, и дисплей для отражения выходной информации, согласно изобретению вторичный прибор дополнительно содержит преобразователь сигнала, пропорционального СФФ, в сигнал, пропорциональный температуре, эквивалентной температуре наружной поверхности пароперегревательной трубы из аустенитной стали при работе котла, и задатчики параметров преобразования сигнала, пропорционального СФФ, в сигнал, пропорциональный указанной температуре, осуществляемого в соответствии с математическим выражением

где Тэкв - эквивалентная температура, кельвины;

СФФ - содержание ферритной фазы, мас.%;

τ - время эксплуатации котла, ч;

А=60…2100 и В=64000…152000 - константы, зависящие от конкретной марки аустенитной стали; С=0,08…0,10 кг/м3 - средняя концентрация кислорода в газоходе котла в интервале рабочих температур; R=8,314 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная.

Осуществление изобретения

На чертеже изображена принципиальная схема магнитного ферритометра согласно изобретению.

Магнитный ферритометр содержит корпус с наконечником (на чертеже не показаны), а также установленные внутри корпуса датчик 1 и вторичный прибор 2 с преобразователем 3 сигнала датчика 1 в сигнал, пропорциональный СФФ, и дисплей 4 для отражения выходной информации (эквивалентной температуры в К). Вторичный прибор 2 содержит, кроме преобразователя 3, включенный с ним последовательно преобразователь 5 сигнала, пропорционального СФФ, в сигнал, пропорциональный температуре, эквивалентной температуре наружной поверхности пароперегревательной трубы из аустенитной стали при работе котла, и задатчики 6-9 соответственно времени τ эксплуатации котла, константы А, константы В и средней концентрации С кислорода в газоходе котла в интервале рабочих температур.

Работа магнитного ферритометра согласно изобретению осуществляется следующим образом. Предварительно задатчики 6-9 устанавливаются в положения, соответствующие заданным параметрам А, В, С. После этого подносят наконечник ферритометра (на чертеже не показан) к контролируемой трубе из аустенитной стали. При этом сигнал от датчика 1, пройдя последовательно преобразователи 3 и 5, выводится на дисплей 4 в виде прямой цифровой информации об эквивалентной эксплуатационной температуре поверхности контролируемой трубы.

Результаты проверки опытного образца ферритометра согласно изобретению приведены ниже в таблице.

Котел 1 Аустенитная сталь марки 12Х18Н12Т
№ трубы τ, ч СФФ, мас.% Тг.раб, К (газов) С, кг/м3 А В Тэкв, К (металла)
12 26000 4,07 846 0,098 1758 132119 900
40 4,32 906
55 5,32 928
70 3,1 873
Котел 2 Аустенитная сталь марки 10Х13Г12ВС2Н2Д2 (ДИ59)
15 2600 3,5 973 0,084 69 74103 798
34 4,2 825
62 4,2 825
71 5,8 877

Как видно из таблицы, в первом котле температурная разверка пароперегревательных труб по данным измерений составляет приблизительно 4%, если не считать трубы №55, которая подлежит замене. Во втором котле температурная разверка находится на уровне приблизительно 10%. Данные контрольных измерений по показаниям термопар показали хорошую сходимость результатов (±1%).

Магнитный ферритометр, содержащий датчик и вторичный прибор с преобразователем сигнала датчика в сигнал, пропорциональный содержанию ферритной фазы, и дисплей для отражения выходной информации, отличающийся тем, что вторичный прибор дополнительно содержит преобразователь сигнала, пропорционального содержанию ферритной фазы, в сигнал, пропорциональный температуре, эквивалентной температуре наружной поверхности пароперегревательной трубы из аустенитной стали при работе котла, и задатчики параметров преобразования сигнала, пропорционального содержанию ферритной фазы, в сигнал, пропорциональный указанной температуре, осуществляемого в соответствии с математическим выражением
,
где Тэкв - эквивалентная температура, K;
СФФ - содержание ферритной фазы, мас.%;
τ - время эксплуатации котла, ч;
А=60…2100 и В=64000…152000 - константы, зависящие от конкретной марки аустенитной стали; С=0,08…0,10 кг/м3 - средняя концентрация кислорода в газоходе котла в интервале рабочих температур; R=8,314 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к физике магнетизма и может быть использовано для изучения магнитных свойств ферромагнетиков - их магнитной вязкости и зависимости магнитной восприимчивости от напряженности внешнего магнитного поля.

Изобретение относится к области измерений свойств и тестирования материалов, в частности, к способам определения магнитокалорического эффекта (МКЭ). .

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения динамической петли гистерезиса и основной кривой намагничивания изделий из листовой электротехнической стали (ИЛЭТС) на частотах от 1 до 10000 Гц.

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения намагниченности жидкого вещества, в частности магнитной жидкости. .

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения магнитных характеристик изделий из магнитомягких материалов. .

Изобретение относится к измерениям магнитных свойств образцов твердых материалов или изделий из них и может использоваться, в частности, для определения магнитного момента космического аппарата.

Изобретение относится к области измерения магнитных параметров ферромагнитных материалов и может быть использовано для определения свойств и напряженно-деформированного состояния различных ферромагнитных изделий.

Изобретение относится к области измерения переменных магнитных величин и магнитных свойств образцов и изделий и может быть использовано для определения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов.
Изобретение относится к области неразрушающего контроля (НК) деталей из токопроводящих материалов и может быть использовано в условиях производства, ремонта и эксплуатации машин и механизмов при неразрушающих измерениях остаточных напряжений ( ост) в поверхностном слое (ПС) деталей.

Изобретение относится к области магнетизма ферромагнетиков и может быть использовано для регистрации структурного изменения ферроматериала в сверхсильном магнитном поле.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения деформации грунта, горных пород, зданий, сооружений и железобетонных конструкций. .

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и предназначено для определения содержания концентрации кислорода в различных газовых средах, например, в химической, нефтегазовой, металлургической промышленности, медицине, в системах контроля жизнеобеспечения в замкнутых объемах.

Изобретение относится к области измерения концентрации газов в газовых смесях. .

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества материалов и изделий и предназначено для выявления дефектов типа нарушения сплошности при дефектоскопии, например капиллярной, с помощью эталонов.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к контролю и анализу ферромагнитных материалов по магнитным показателям, и может быть использовано при оценке механического напряжения узкопрофильных изделий типа железнодорожных рельсов в динамике.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к автоматизации измерений температуры сред. .
Наверх