本发明提供了超声波脉冲检测和电位‑pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，包括电位‑pH平衡图预估评价关系曲线、超声波检测、反馈修正曲线；包括如下步骤：S001：利用管道温度、离子浓度、金属氧化物进行分析并绘制电位‑pH值平衡图，根据金属、金属氧化物、水分子电离的离子及金属可溶性离子平衡线包络的区间，划分出管道“腐蚀—免蚀—钝化”的理论区间，对换热管束的整体进行“腐蚀程度—时间”的预估评价关系曲线。本发明具有评估检测方法较为合理，使检验数据的精确度得到有效提高等优点。
1.超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，包括电位-pH平衡图预估评价关系曲线、超声波检测、反馈修正曲线；其特征在于：包括如下步骤：S001：利用管道温度、离子浓度、金属氧化物进行分析并绘制电位-pH值平衡图，根据金属、金属氧化物、水分子电离的离子及金属可溶性离子平衡线包络的区间，划分出管道“腐蚀—免蚀—钝化”的理论区间，对换热管束的整体进行“腐蚀程度—时间”的预估评价关系曲线；
S002：利用发射电路产生并经放大器放大的高压负脉冲信号对超声波换能器进行激励，超声波接收器接收来自发射器传来的信号，由于超声波信号在固体、液体及气体中的传播速度不同，通过对比接收信号的时间差来分析管道中的腐蚀缺陷信息，对腐蚀缺陷信息的分析精确掌握检测部分换热管道内部腐蚀情况，并以时间为横轴对该部分腐蚀特性进行多组定量检测，得到相应管道内部“腐蚀程度—时间”变化特征曲线；
S003：结合不同采样点换热管束的“腐蚀程度—时间”变化特征曲线，对步骤S001中预估评价关系曲线进行修正，总结腐蚀介质参数与环境相关参数的特殊对应关系，更加精确的针对管道寿命、腐蚀程度进行整体评估；
所述步骤S001中需要针对换热管束检测部分下参与反应的反应物浓度、反应平衡状态、流体pH值、电极电位进行检测和计算，充分掌握管道内影响腐蚀进度的各类因素，针对管道的腐蚀反应速率、腐蚀程度随时间的变化做出预估；
电位-pH平衡图结合参数包括了管束工作温度、接触介质pH、含氧量、金属特性，最终的整体评估包括腐蚀特性曲线、管道寿命预估、管道凹坑、裂纹分布情况。
2.根据权利要求1所述的超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，其特征在于：所述步骤S002中超声波检测装置包括：主控制盒(1)、电机(2)、轮子(3)、超声波脉冲发射器(4)、接收器(5)、轨道(6)、可调固定环(7)；发射器(4)和接收器(5)为对立固定，由可调固定环(7)进行固定和调节，保证安装的精准及传输信号的完整接收；发射器(4)和接收器(5)均安置在一组环绕在管道的轨道(6)上，轨道(6)上在发射器(4)和接收器(5)上均有四个轮子(3)，由电机(2)控制其旋转，使得检测装置可实现360°旋转检测；发射器(4)与接收器(5)内部，设置有多组按管道轴线方向排列的超声波发生装置及接收装置，避免单一检测装置产生局域检测误差。
3.根据权利要求1所述的超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，其特征在于：所述步骤S003中换热管束的腐蚀整体评估包括腐蚀特性曲线、管道寿命预估、管道凹坑、裂纹分布情况，结合MATLAB软件对采样数据绘图结果，能够直观的反应检测部分管道情况，计算采样区域管内、外径腐蚀点面积占检测面积比，计算金属腐蚀损失比Ys及腐蚀速率L，最终对比预估评价关系曲线的腐蚀状况走向，分析实际采样点的检测结果，给出整个管束的综合评价。
4.根据权利要求3所述的超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，其特征在于：超声波检测装置内部安装有多组发射、接收装置，便于针对管道采样区域的轴向及圆周方向各角度进行全面检测。
5.根据权利要求1所述的超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，其特征在于：还包括：数据采集系统采集的数据点通过MATLAB软件对其进行数据处理，分别对采样区域涡流检测及超声波检测数据进行绘图。
6.根据权利要求2所述的超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，其特征在于：还包括：计算采样区域检测面积及体积，结合超声波脉冲检测装置的安装轴向长度d及管道外半径a、内半径b，得检测区域内径面积Sn,外径面积Sw及管材体积Vg：Sw＝2πa×d Sn＝2πb×d
7.根据权利要求6所述的超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，其特征在于：还包括：计算采样区域管内、外径腐蚀点面积Sns、Sws占检测面积比、管道内径腐蚀严重程度比例Xns、管道外径腐蚀严重程度比例Xws，对比内外径腐蚀严重程度：
8.根据权利要求7所述的超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，其特征在于：还包括：计算采样区域腐蚀量D占检测区域的百分比，得计算金属腐蚀损失比Ys、腐蚀速率L及△T检测时间占比的大小：
超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估
方法
技术领域
[0001] 本发明涉及换热设备腐蚀评估技术领域，更具体的说，尤其涉及一种基于超声波脉冲检测装置和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法。
背景技术
[0002] 实际应用中金属材料最容易受周围环境介质影响，发生腐蚀损坏。金属腐蚀主要发生在金属与介质界面上，是金属与介质之间由于化学和电化学反应而造成的金属变质和
破坏，是一种复杂的多相反应。在循环冷却水系统中换热设备的腐蚀问题是非常普遍的，据
统计，90％以上的换热设备都存在腐蚀。
[0003] 现有技术有关换热管道的腐蚀检测也有很多，但这些方法均未能准确的对管束进行检测，且使用的方法过于单一、不够全面，这样的局域检验不准确，再加上整体评估的方
法局限，就会导致最终的结果因数据有限而评价有所偏差。
[0004] 同时腐蚀监测评估技术是通过监测设备的腐蚀形态、腐蚀速率或其他与腐蚀相关参数，对所获数据信息进行分析处理，以便在运行过程中实现对相关参数的自动控制。本发
明是结合超声波脉冲检测装置和电位-PH值平衡图来实现的换热设备腐蚀监测评估，经检
索发现，该研究方法尚属空白。
[0005] 有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种基于超声波脉冲检测装置和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价
值性的目的。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，以解决背景技术中提出的现有技术有关换热管道的腐蚀检测也有很多，但这些方法
均未能准确的对管束进行检测，且使用的方法过于单一、不够全面，这样的局域检验不准
确，再加上整体评估的方法局限，就会导致最终的结果因数据有限而评价有所偏差等题和
不足。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供了超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，由以下具体技术手段所达成：
[0008] 超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估，包括电位-pH平衡图预估腐蚀曲线、超声波检测、反馈修正曲线；包括如下步骤：
[0009] S001：利用管道温度、离子浓度、金属氧化物进行分析并绘制电位-pH值平衡图，根据金属、金属氧化物、水分子电离的离子及金属可溶性离子平衡线包络的区间，划分出管道
“腐蚀—免蚀—钝化”的理论区间，对换热管束的整体进行“腐蚀程度—时间”的预估评价关
系曲线；
[0010] S002：利用发射电路产生并经放大器放大的高压负脉冲信号对超声波换能器进行激励，超声波接收器接收来自发射器传来的信号，由于超声波信号在固体、液体及气体中的
传播速度不同，通过对比接收信号的时间差来分析管道中的腐蚀缺陷信息，对腐蚀缺陷信
息的分析精确掌握该部分换热管道内部腐蚀情况，并以时间为横轴对该部分腐蚀特性进行
多组定量检测，得到相应管道内部“腐蚀程度—时间”变化特征曲线；
[0011] S003：结合不同采样点换热管束的“腐蚀程度—时间”变化特征曲线，对步骤S001中预估评价关系曲线进行修正，总结腐蚀介质参数与环境相关参数的特殊对应关系，更加
精确的针对管道寿命、腐蚀程度进行整体评估。
[0012] 优选的，所述步骤S001中需要针对换热管束该部分下参与反应的反应物浓度、反应平衡状态、流体pH值、电极电位进行检测和计算，充分掌握管道内影响腐蚀进度的各类因
素，针对管道的腐蚀反应速率、腐蚀程度随时间的变化做出预估。
[0013] 优选的，所述步骤S002中超声波检测装置包括：主控制盒、电机、轮子、超声波脉冲发射器、接收器、轨道、可调固定环；发射器和接收器为对立固定，由可调固定环进行固定和
调节，保证安装的精准及传输信号的完整接收；发射器和接收器均安置在一组环绕在管道
的轨道上，轨道上在发射器和接收器上均有四个轮子，由电机控制其旋转，使得检测装置可
实现360°旋转检测；发射器与接收器内部，设置有多组按管道轴线方向排列的超声波发生
装置及接收装置，避免单一检测装置产生局域检测误差。
[0014] 优选的，所述步骤S003中换热管束的腐蚀整体评估包括腐蚀特性曲线、管道寿命预估、管道凹坑、裂纹分布情况，结合MATLAB软件对采样数据绘图结果，能够直观的反应该
部分管道情况，计算采样区域管内、外径腐蚀点面积占检测面积比，计算金属腐蚀损失比Ys
及腐蚀速率L，最终对比预估曲线的腐蚀状况走向，分析实际采样点的检测结果，给出整个
管束的综合评价。
[0015] 优选的，电位-pH平衡图结合参数包括了管束工作温度、接触介质pH、含氧量、金属特性，最终的整体评估包括腐蚀特性曲线、管道寿命预估、管道凹坑、裂纹分布情况。
[0016] 优选的，超声波检测装置内部安装有多组发射、接收装置，便于针对管道采样区域的轴向及圆周方向各角度进行全面检测。
[0017] 优选的，还包括：数据采集系统采集的数据点通过MATLAB软件对其进行数据处理，分别对采样区域涡流检测及超声波检测数据进行绘图。
[0018] 优选的，还包括：计算采样区域检测面积及体积，结合超声波脉冲检测装置的安装轴向长度d及管道外半径a、内半径b，得检测区域内、外径面积及管材体积：
[0019] Sw＝2πa×d Sn＝2πb×d
[0020] Vg＝(a2-b2)π·d。
[0021] 优选的，还包括：计算采样区域管内、外径腐蚀点面积Sns、Sws占检测面积比，对比内外径腐蚀严重程度：
[0022]
[0023]
[0024] 优选的，还包括：计算采样区域腐蚀量D占检测区域的百分比，得计算金属腐蚀损失比Ys及腐蚀速率L的大小：
[0025]
[0026]
[0027] 由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
[0028] 1、本发明超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，利用基于超声波脉冲检测装置和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，从管道的表面及内
部进行检测，并结合平衡图由腐蚀区间对管束整体进行腐蚀情况评估，实现了由理论预估
到修正预估曲线后的整体评估的优点。
[0029] 2、本发明具有评估检测方法较为合理，使检验数据的精确度得到有效提高等优点，从而有效的解决了本发明在背景技术一项中提出的问题和不足。
附图说明
[0030] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0031] 图1为本发明用于检测换热管束腐蚀的方法流程结构示意图。
[0032] 图2为本发明的中超声波脉冲检测装置正面结构示意图。
[0033] 图3为本发明的中超声波脉冲检测装置侧面结构示意图。
[0034] 图中：主控制盒1、电机2、轮子3、超声波脉冲发射器4、接收器5、轨道6、可调固定环7。
具体实施方式
[0035] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0036] 需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而
不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此
不能理解为对本发明的限制。
[0037] 此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0038] 同时，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技
术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0039] 请参见图1至图3，本发明提供超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法的具体技术实施方案：
[0040] 超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，包括电位-pH平衡图预估腐蚀曲线、超声波检测、反馈修正曲线；包括如下步骤：
[0041] S001：利用管道温度、离子浓度、金属氧化物进行分析并绘制电位-pH值平衡图，根据金属、金属氧化物、水分子电离的离子及金属可溶性离子平衡线包络的区间，划分出管道
“腐蚀—免蚀—钝化”的理论区间，对换热管束的整体进行“腐蚀程度—时间”的预估评价关
系曲线；
[0042] S002：利用发射电路产生并经放大器放大的高压负脉冲信号对超声波换能器进行激励，超声波接收器接收来自发射器传来的信号，由于超声波信号在固体、液体及气体中的
传播速度不同，通过对比接收信号的时间差来分析管道中的腐蚀缺陷信息，对腐蚀缺陷信
息的分析精确掌握该部分换热管道内部腐蚀情况，并以时间为横轴对该部分腐蚀特性进行
多组定量检测，得到相应管道内部“腐蚀程度—时间”变化特征曲线；
[0043] S003：结合不同采样点换热管束的“腐蚀程度—时间”变化特征曲线，对步骤S001中预估评价关系曲线进行修正，总结腐蚀介质参数与环境相关参数的特殊对应关系，更加
精确的针对管道寿命、腐蚀程度进行整体评估。
[0044] 具体的，步骤S001在实际中，需要针对换热管束该部分下参与反应的反应物浓度、反应平衡状态、流体pH值、电极电位进行检测和计算，充分掌握管道内影响腐蚀进度的各类
因素，针对管道的腐蚀反应速率、腐蚀程度随时间的变化做出预估。
[0045] 具体的，步骤S002在实际中，超声波检测装置包括：主控制盒1、电机2、轮子3、超声波脉冲发射器4、接收器5、轨道6、可调固定环7；发射器4和接收器5为对立固定，由可调固定
环7进行固定和调节，保证安装的精准及传输信号的完整接收；射器4和接收器5均安置在一
组环绕在管道的轨道6上，轨道6上在发射器4和接收器5上均有四个轮子3，由电机2控制其
旋转，使得检测装置可实现360°旋转检测；发射器4与接收器5内部，安置的是多组按管道轴
线方向排列的超声波发生装置及接收装置，避免单一检测装置产生局域检测误差。
[0046] 具体的，步骤S003中，换热管束的腐蚀整体评估包括腐蚀特性曲线、管道寿命预估、管道凹坑、裂纹分布情况，结合MATLAB软件对采样数据绘图结果，能够直观的反应该部
分管道情况，计算采样区域管内、外径腐蚀点面积占检测面积比，计算金属腐蚀损失比Ys及
腐蚀速率L，最终对比预估曲线的腐蚀状况走向，分析实际采样点的检测结果，给出整个管
束的综合评价。
[0047] 具体的，电位-pH平衡图结合参数包括了管束工作温度、接触介质pH、含氧量、金属特性，最终的整体评估包括腐蚀特性曲线、管道寿命预估、管道凹坑、裂纹分布情况。
[0048] 具体的，超声波检测装置内部安装有多组发射、接收装置，便于针对管道采样区域的轴向及圆周方向各角度进行全面检测。
[0049] 具体的，还包括：数据采集系统采集的数据点通过MATLAB软件对其进行数据处理，分别对采样区域涡流检测及超声波检测数据进行绘图。
[0050] 具体的，还包括：计算采样区域检测面积及体积，结合超声波脉冲检测装置的安装轴向长度d及管道外半径a、内半径b，得检测区域内、外径面积及管材体积：
[0051] Sw＝2πa×d Sn＝2πb×d
[0052] Vg＝(a2-b2)π·d。
[0053] 具体的，还包括：计算采样区域管内、外径腐蚀点面积Sns、Sws占检测面积比，对比内外径腐蚀严重程度：
[0054]
[0055]
[0056] 具体的，还包括：计算采样区域腐蚀量D占检测区域的百分比，得计算金属腐蚀损失比Ys及腐蚀速率L的大小：
[0057]
[0058]
[0059] 具体实施步骤：
[0060] 利用管道温度、离子浓度、金属氧化物进行分析并绘制电位-pH值平衡图，根据金属、金属氧化物、水分子电离的离子及金属可溶性离子平衡线包络的区间，划分出管道“腐
蚀—免蚀—钝化”的理论区间，对换热管束的整体进行“腐蚀程度—时间”的预估评价关系
曲线；利用发射电路产生并经放大器放大的高压负脉冲信号对超声波换能器进行激励，超
声波接收器接收来自发射器传来的信号，由于超声波信号在固体、液体及气体中的传播速
度不同，通过对比接收信号的时间差来分析管道中的腐蚀缺陷信息，对腐蚀缺陷信息的分
析精确掌握该部分换热管道内部腐蚀情况，并以时间为横轴对该部分腐蚀特性进行多组定
量检测，得到相应管道内部“腐蚀程度—时间”变化特征曲线；结合不同采样点换热管束的
“腐蚀程度—时间”变化特征曲线，对步骤S001中预估曲线进行修正，总结腐蚀介质参数与
环境相关参数的特殊对应关系，更加精确的针对管道寿命、腐蚀程度进行整体评估。
[0061] 综上所述：该超声波脉冲检测和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，利用基于超声波脉冲检测装置和电位-pH值平衡图的换热管束腐蚀评估方法，从管道的表面及
内部进行检测，并结合平衡图由腐蚀区间对管束整体进行腐蚀情况评估，实现了由理论预
估到修正预估曲线后的整体评估的优点，从而解决了现有技术存在评估检测数据精确度较
差的问题。
[0062] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
