鍋爐風(fēng)帽鍋爐過熱器內(nèi)壁金屬在高溫下形成的氧化膜與管內(nèi)壁金屬緊密結(jié)合，形成了一個固體與固體緊密結(jié)合的界面(氧化膜/管子內(nèi)壁)[15]。通過對鍋爐過熱器爐管的割管檢査及超溫爆管的管樣檢查發(fā)現(xiàn)：氧化膜是一層與管壁金屬基體結(jié)合緊密的、致密的氧化、腐蝕產(chǎn)物層;在570 r以下時,所形成的氧化膜主要由Fe304和Fe203組成;在570 r以上時，氧化膜主要由Fe304,Fe203和FeO組成；在正常情況下，其厚度一般為0.1?1.0 mm,并且氧化層厚度由管壁的向火面到背火面依次減薄，鍋爐過熱器管也因氧化膜的存在而導(dǎo)致管壁的有效壁厚減小，管壁的應(yīng)力也相應(yīng)增加；同時，由于氧化膜對鍋爐過熱器管的導(dǎo)熱性影響較大，從而導(dǎo)致管壁的導(dǎo)熱性能變差，爐管管壁的平均運行溫度大大提髙，使管子長期處于超溫狀態(tài)，當(dāng)發(fā)展到一定程度時，終將導(dǎo)致鍋爐過熱器失效。

　　由于氧化膜/管內(nèi)壁界面兩側(cè)物質(zhì)的密度不同，聲阻抗不同，給超聲波的測量提供了可能。超聲波檢測技術(shù)對氧化膜厚度的檢測與氧化膜自身的阻抗特性、氧化膜的厚度與超聲波波長等參數(shù)相關(guān)。設(shè)母材阻抗為Z”氧化膜聲阻抗為Z2,鍋爐過熱器管基體聲阻抗為Z3,’且Z產(chǎn)Z3關(guān)22,則氧化膜厚度<5可表示為：

　　式中：y為聲壓反射率，％;A為異質(zhì)薄層中的超聲波波長，m；m為基體介質(zhì)聲阻抗與薄層介質(zhì)聲阻抗的比值。

　　當(dāng)超聲波垂直入射到氧化膜/管內(nèi)壁的界面上時，由于鋼的聲阻抗與Fe304的聲阻抗不同，會產(chǎn)生一定程度的反射。測量時，首先由超聲波探測儀發(fā)出高頻脈沖電壓，通過電纜送至高頻探頭*在探頭中產(chǎn)生頻率為1(MOO MHz的超聲波，通過透聲楔及偶合劑將超聲波傳至被測管的內(nèi)壁中。當(dāng)超聲波遇到金屬/氧化膜界面時，有1個反射回波至探頭轉(zhuǎn)換成高頻脈沖電壓，這個高頻脈沖電壓通過連接電纜反饋至超聲波探測儀后，依據(jù)聲波在氧化膜中的傳播速度，可準確地讀出內(nèi)壁氧化膜的厚度，其測量精度可達±0.05 mm。

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