焦炉煤气管道腐蚀机理研究及在线监测系统设计

1、.：.；学 号：xxxxHEBEI UNITED UNIVERSITY毕业论文GRADUATE THESIS设计标题：焦炉煤气管道腐蚀机理研讨及在线监测系统设计学生姓名：xxxxx专业班级：xxxxxxx学 院：机械工程学院指点教师：xxxx2021年05月23日河北理工大学信息学院摘 要-PAGE 28-PAGE 27-摘 要以网络为载体的青少年违法犯罪屡有发生，并呈逐年上升之势。类型也多种多样。网络是新时代的产物，青少年是祖国的未来，民族的希望。青少年处在不稳定的时期，很容易走上网络犯罪的道路。青少年的生长关系到国家未来的昌盛和开展。网络犯罪是一种新型的犯罪活动，这类犯罪的隐蔽性和危害性较

2、之传统意义上的犯罪更大。青少年成为网络犯罪的主力军，这使得犯罪人口的年龄前移，从而加剧了社会环境的不稳定性。因此，加强对青少年网络犯罪景象的研讨，采取有效的防控措施，具有非常重要的社会意义。本文共五部分。第一部分写了民间借贷的研讨背景，研讨意义，青少年网络犯罪的概念和研讨方法。第二部分写了民间借贷的研讨背景和研讨意义。第三部分写了青少年网络犯罪类型及特点。第四部分写了网络对青少年的影响。第五部分写了我国青少年犯罪的成因关于遏制青少年网络犯罪的详细措施。最后一部分是总结关键词 青少年；网络犯罪；对策AbstractAbstractAbstractTo the network as the car

3、rier of juvenile delinquency has happened repeatedly, and showed an upward trend. Various types of. The network is the product of the new era, young people are the future of the motherland, the hope of the nation. Youth in the period of instability, easy to go on the network crime. The growth of ado

4、lescents in relation to the prosperity and development of the national future. Network crime is a new crime, the crime of concealment and hazard than the traditional sense of the crime more. Young people to become the main force of network crime, the crime of population age advancement, which exacer

5、bated the instability of the social environment. Therefore, strengthening the research on the phenomenon of juvenile cyber crime, take effective prevention and control measures, has important social significance.This paper consists of five parts. The first part of the study background, wrote borrowi

6、ng the research significance, concepts and research methods of juvenile cyber crime. The second part write the research background and research significance of folk lending. The third part write the types and characteristics of juvenile cyber crime. The fourth part of the influence on the youth. The

7、 specific measures wrote the fifth part of the causes of juvenile delinquency in China about the containment of juvenile cyber crime. The last part is the summar.Keywords Adolescent; network crime; countermeasure 目 录河北结合大学机械工程学院目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc23812 毕业论文 PAGEREF _Toc23812 i HYPER

8、LINK l _Toc29641 GRADUATE THESIS PAGEREF _Toc29641 i HYPERLINK l _Toc5997 设计标题：焦炉煤气管道腐蚀机理研讨及在线监测系统设计 PAGEREF _Toc5997 i HYPERLINK l _Toc3539 学生姓名：张福强 PAGEREF _Toc3539 i HYPERLINK l _Toc31514 2021年05月23日 PAGEREF _Toc31514 i HYPERLINK l _Toc9355 摘 要 PAGEREF _Toc9355 I HYPERLINK l _Toc27736 Abstract PA

9、GEREF _Toc27736 II HYPERLINK l _Toc16576 第1章 绪论 PAGEREF _Toc16576 1 HYPERLINK l _Toc6027 1.1 研讨背景 PAGEREF _Toc6027 1 HYPERLINK l _Toc20690 1.2 研讨意义 PAGEREF _Toc20690 1 HYPERLINK l _Toc32501 1.3 相关问题的研讨 PAGEREF _Toc32501 2 HYPERLINK l _Toc28117 1.4 对焦炉煤气管道腐蚀的缘由及检测 PAGEREF _Toc28117 3 HYPERLINK l _Toc

10、24525 第2章 焦炉煤气的腐蚀机理 PAGEREF _Toc24525 6 HYPERLINK l _Toc3787 2.1 焦炉煤气管道的腐蚀种类及原理 PAGEREF _Toc3787 6 HYPERLINK l _Toc28941 2.2 焦炉煤气管道腐蚀的影响要素及本身抵抗要素 PAGEREF _Toc28941 6 HYPERLINK l _Toc17093 2.3 焦炉煤气管道腐蚀的物理或化学变化反响过程 PAGEREF _Toc17093 8 HYPERLINK l _Toc20886 第3章 焦炉煤气管道剩余壁厚的管内的检测方法 PAGEREF _Toc20886 10 H

11、YPERLINK l _Toc4325 第4章 焦炉煤气管道腐蚀延续检测的详细实施方案 PAGEREF _Toc4325 14 HYPERLINK l _Toc26786 4.1 超声波检测技术 PAGEREF _Toc26786 14 HYPERLINK l _Toc21913 第五章 超声波检测方案设计 PAGEREF _Toc21913 17 HYPERLINK l _Toc21150 5.1 超声波探头的选择 PAGEREF _Toc21150 17 HYPERLINK l _Toc28294 5.10 本章小结 PAGEREF _Toc28294 26 HYPERLINK l _To

12、c1494 结 论 PAGEREF _Toc1494 27 HYPERLINK l _Toc21247 参考文献 PAGEREF _Toc21247 28 HYPERLINK l _Toc30118 谢 辞 PAGEREF _Toc30118 29河北结合大学机械工程学院第1章 绪论第1章 绪论1.1 研讨背景从1970年8月以来，管道运输业在我国范围内得到了飞速开展。它是与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输行业。在经济建立中发扬着非常重要作用。但是随着管道铺设的增多，一些管道的老化，以及不可防止的腐蚀和损坏，使管道事故频频发生。其中焦炉煤气管道含有H2S、C02和水等腐蚀性介质。特别是

13、在积水管段，管道内壁因电化学腐蚀穿孔，由于煤气的成分复杂多样，内含多种杂质，再加上设计、施工等方面的诸多不合理要素呵斥腐蚀，腐蚀问题给企业呵斥了宏大的经济损失，同时也要挟到了正常的输气消费。由于煤气具有易燃、易爆、剧毒等方面的有害特性，被腐蚀的煤气管道能够带来的宏大危害。腐蚀严重时会导致管道穿孔、开裂而使煤气走漏，呵斥火灾、爆炸以及人身中毒、伤亡等恶性事故，因此研讨煤气管道内壁的腐蚀及防护具有非常重要的意义。据统计，一半以上的管道事故是管道内腐蚀呵斥的。所以，多年来对输气管道腐蚀控制技术的重点均集中在管道内腐蚀的研讨与控制技术的运用方面。随着内腐蚀控制技术的不断提高，管道内腐蚀事故开场逐年减少

14、。从另一方面思索，为了提高能源的利用效率，及时检测管道腐蚀程度，处理管道问题也是非常重要的。在消费过程中如何对焦炉煤气管道进展合理检测，并获取及时有效的信息成为一个重要问题。因此，深化研讨焦炉煤气管道的腐蚀机理，合理选择焦炉煤气管道剩余壁厚的管内延续检测方法是本文的重点问题。1.2 研讨意义随着科技的提高以及国家相关政策法令的出台,如，管道运用单位对管道的HYPERLINK riskmw/平安性能越来越注重。随着政府有关职能部门的改革，对焦炉煤气管道的平安监察也日益注重。经过对旧管道的修复、修缮及改换，发现自动进展有方案的“修复比管道HYPERLINK riskmw/case/事故后的“修缮代

15、价小得多，有效地防止了恶性事故的发生，大大地提高了社会效益和经济效益。而修复的根本要求是对管道的走向与埋深、管道的腐蚀防护系统进展准确的检测与评价，其结果对管道的平安运转起着关键作用。因此，如何进展科学有效的检测以及制定综合检测技术与方案，目前尚未全面处理管道腐蚀检测问题的方法仪器与相应的技术方案。因此，开展管道综合检验检测技术研讨具有重要的现实意义1.3 相关问题的研讨目前，管道检测机器人的研讨得到了世界各国的高度注重，也得到了我们国家部委和相关行业的注重。大量的管道检测维护需求为管道检测机器人的研讨开发和运用提供了宽广的市场空间，将逐渐成为一项非常宏大的产业工程。管道检测机器人是集无损检测

16、技术、机器人控制技术、计算机技术、数据分析和处置等多项技术于一体的适用化工程。国外关于燃气管道检测机器人的研讨始于世纪四十年代，由于年代微电子技术、计算机技术、自动化技术的开展和提高，国外的管道检测机器人技术于年代初得到了迅猛开展，研制了许多实验样机，获得了大量的研讨成果，正逐渐接近于运用程度。日本学者于年研制胜利了振动式管道检测机器人，其任务原理是在机器人的外外表装有假设干与机器人本体成一定角度的弹性针，靠弹性针的变形使管道检测机器人压紧在管道内壁上。管道检测机器人的机身内装有由电动机驱动的偏心重物，当偏心重物旋转时，产生的离心力使弹性针变形、滑动，从而带动。管道检测机器人系统的研讨是一项非

17、常宏大的产业工程，得到了世界各国的高度注重。经过多年的研讨与开展，国内外曾经在管道检测机器人领域获得了大量的研讨成果，管道检测机器人的技术得到了迅猛开展，但从总体技术程度来看，管道检测机器人的研制和开发在国内外都还处于开展阶段，间隔 大规模适用化还有一定的差距，主要面临以下几个方面的问题。能源供应问题由于能源和通讯的限制，目前研制的机器人在管道内挪动间隔 短，较难满足工程实践中长间隔 检测作业的需求。假设机器人延续进展作业，电池的能量将无法提供应机器人长时间运转和操作，一旦电池能源耗费过大，机器人就面临着有去无回的危险。通讯问题在通讯方面，管道检测机器人在管道内进展检测、维修等作业时，需求随时

18、与外界进展联络，将传感器采集到的数据及有关管道内部环境的信息传送给外部的控制台，并接受操作人员的命令，因此，实现高效、可靠、准确的远程通讯是管道检测机器人正常任务的必要条件。有线引起摩擦，无线有时间隔 保证不了。对带有各种弯管接头的复杂管道的经过性问题从管道机器人的国内外研讨情况可以看出，机器人的管内运动机理和驱动方式是各国学者研讨和关注的一个重要问题。针对不同直径的管道，各国学者提出了多种不同的运动机理和驱动方式，如振动式，螺旋驱动式、多足爬行式、多关节蠕动式、磁轮驱动式等，并根据这些运动机理和驱动方式设计了各种行走机构方案，研制了实验样机。但从曾经获得的研讨成果来看，目前研讨的管道检测机器

19、人，大部分只能运转在普通的直管道内，而可以顺利经过工程中广泛运用的弯管、变径管、“型管等复杂管道的管道检测机器人还处在实验开发阶段，通用性和适用性较差，特别是对于自动轮式管道机器人，国内所做的研讨，大多针对单一管道环境的假设，在思索弯管、变径管、“型管等各种管道接头的复杂管道环境下，对机器人的运动方式、行走机构、管内运动控制和导航所做的研讨很少。这也是制约管道检测机器人适用化的一个重要要素。因此，研讨顺应各种复杂管道环境的机器人依然有着很高的学术价值和适用价值。在复杂管道环境下的运动导航及定位问题在复杂的管道环境中，为了减轻操作人员的负担以及提高机器人的性能，机器人具有管道内自主运动导航及定位

20、才干是非常必要的，但这有赖于先进的管内环境参数识别技术作保证。当前，国内外围绕管道机器人对复杂管道环境的顺应性来研讨其管道内运动，控制问题的研讨尚不多见。目前研讨的机器人普遍智能化程度较低，在复杂管道环境下的运动导航及定位自治性差，且受管道义务任务空间的限制，机器人传感器集成度不高，携带各种传感器和检测作业安装的才干差，所能进展的检测和作业义务还比较单一。在非构造环境中，视觉对管道检测机器人具有重要意义，利用视觉，可以识别管内环境如能否拐弯，能否有支管等，识别机器人的姿态能否有转体，相对于作业位置的间隔 等，从而进展自主导航控制。因此，在管道检测机器人中采用机器视觉技术，可以有效地抑制现有传感

21、器的缺乏，有利于提高其控制性能和自主才干，并对管道检测机器人的智能化进程有重要意义。进入年代后，机器人视觉引导和自顺应控制已逐渐成为机器人研讨领域中具有较高运用价值和挑战性的一个热点，并获得了很大的成果。1.4 对焦炉煤气管道腐蚀的缘由及检测焦炉煤气的组成组分H2COCO2CH4CmHnN2O2%(V)54.0-59.05.0-8.02.0-4.023.0-27.02.0-3.03.0-6.00.2-0.4焦炉煤气中的杂志含量mg/m3称号焦油笨萘硫化氢二氧化碳二硫化碳氨噻吩类杂质含量微量2000-500030010010080-10030020-50从表中可以看出，焦炉煤气中硫化氢含量偏高，

22、PH值对腐蚀的影响，大气温度的影响，煤气流速的影响，管道中冷淋水的影响，煤气中焦油含量的影响。焦炉煤气的可燃成分种类较多，除H2和CH4外，还有少量的CO和CmHn，热值较其他两种煤气也大很多，而高炉煤气和转炉煤气的主要可燃成分均为CO，转炉煤气中CO含量较高，因此其毒性在三种煤气中也最大。煤气除上述主要成分外，还含有多种杂质，各种杂质的存在也是煤气管道腐蚀的最主要缘由。焦炉煤气中杂质种类晟多，普通含有焦油、灰尘、萘、氨、硫化氢、苯类、氰化氢等，其中硫化氢对管道的腐蚀危害最大，各大钢铁企业的焦化厂虽然设有多种脱硫设备，但由于技术手段的限制，煤气中硫化氢的含量依然相对较高，较好的企业可以到达20

23、0mgm3的程度，普通的企业仅为400l000mg/m3，甚至更高。高炉煤气中的杂质主要为灰尘，还有少量的氯化物和硫酸盐、碳酸盐。近年来随着高炉煤气干法除尘设备的推行和运用，与传统的湿法除尘方式相比，不但用水量大大降低，高炉煤气中的含尘量得到了有效地控制，普通可以到达1020mgm3的程度。但高炉煤气干法除尘带来了新的腐蚀问题，煤气中氯化物在干法除尘中不能被去除，大量存在于高炉煤气中，普通能到达30005000mg/m3，假设不及时处置，一旦氯化物融于凝结水中，不仅腐蚀碳钢资料的煤气管道，还能腐蚀普通不锈钢资料的波纹管补偿器，危害很大。转炉煤气中的主要杂质也为灰尘，还含有少量的硫酸盐、碳酸盐，

24、对煤气管道的腐蚀主要表现为灰尘对管道内壁的冲刷，硫酸盐和碳酸盐为普通酸性腐蚀。管道发生腐蚀后，通常表现为管壁变薄，出现部分的凹坑和麻点。管道内腐蚀检测技术主要是针对管壁的变化来进展丈量和分析的。在没有开挖的情况下进展的管道内腐蚀检测。普通有漏磁通法、超声波法、涡流检测法、激光检测法和电视丈量法等。其中目前国内外运用较广泛的是漏磁通法和超声波法，它们可以提供管道沿线的焊缝、支管接口、阀门、管壁厚度变化、防腐层剥离、裂痕等信息。漏磁通法主要是建立在铁磁资料的高磁导率这一特性上，腐蚀缺陷处的磁导率要远正常钢管处的磁导率，外加磁场后管道被磁化，当钢管中无缺陷时，磁力线绝大部分经过钢管，磁力线分布均匀，

25、当钢管内部有缺陷时，磁力线就会发生弯曲，一部分磁力线走漏出钢管外表。检测被磁化钢管外表逸出的漏磁量，就可以判别缺陷能否存在。超声波探伤是利用资料及其缺陷的声学性能差别对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验资料内部缺陷的无损检测方法。脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜射探伤时用横波。脉冲反射法有纵波探伤和横波探伤。在超声波仪器示波屏上，以横坐标代表声波的传播时间，以纵坐标表示回波信号幅度。对于同一均匀介质，脉冲波的传播时间与声程成正比。因此可由缺陷回波信号的出现判别缺陷的存在；又可由回波信号出现的位置来确定缺陷距探测面的间隔 ，实现缺陷定位；经过回波幅度来判别缺陷的当量大小。涡流检测

26、法是将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外。这时线圈内及其附近将产生交变磁场，使试件中产生呈旋涡状的感应交变电流，称为涡流。涡流的分布和大小，除与线圈的外形和尺寸、交流电流的大小和频率等有关外，还取决于试件的电导率、磁导率、外形和尺寸、与线圈的间隔 以及外表有无裂纹缺陷等。因此，在坚持其他要素相对不变的条件下，用一探测线圈丈量涡流所引起的磁场变化，可推知试件中涡流的大小和相位变化，进而获得有关电导率、缺陷、材质情况和其他物理量(如外形、尺寸等)的变化或缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流，具有HYPERLINK baike.baidu/view/498906.htm集肤效应，

27、所检测到的信息仅能反映试件外表或近外表处的情况。河北结合大学机械工程学院第2章 焦炉煤气的腐蚀机理2.1 焦炉煤气管道的腐蚀种类及原理焦炉煤气管道的腐蚀种类主要有四种。化学腐蚀、电化学腐蚀、生物化学腐蚀和磨损与应力腐蚀。化学腐蚀是土壤、空气或管道中各种化学介质与金属接触发生化学作用而引起的，不发生化学能向电能的转化，腐蚀时整个金属外表流失较均匀，使管壁变薄。化学腐蚀管道内和管道外都存在化学腐蚀。电化学腐蚀是由于电极电位的不同，在金属外表构成一种微电池，金属在电解质溶液中因失去电子而成为离子被溶解，构成阳极，电极电位较高的部位得到电子，构成阴极，是与电流流动有关的一种腐蚀。大都发生在管道内。生物

28、化学腐蚀是由细菌生命活动而引起或加速金属破坏的一种腐蚀。自养需氧型铁细菌和异常厌氧型硫酸盐复原菌为引起腐蚀的最普遍菌种。磨损与应力腐蚀煤气中普通含有一定浓度的灰尘和其他固体杂质，灰尘等杂质随煤气在管道内部流动时，将会对煤气管道内壁构成冲刷和磨损，固体杂质含量越大，煤气流动速度越快，对管道的冲刷和磨损越严重。几种腐蚀中以电化学腐蚀的危害最大，发生频率最大，往往呵斥钢管外表出现凹穴，甚至穿孔。2.2 焦炉煤气管道腐蚀的影响要素及本身抵抗要素腐蚀的影响要素焦炉管道腐蚀受管道的材质本身、安装质量及防腐措施效果直接影响，也与周围介质的特性及环境条件亲密相关，相对湿度在一定温度下，枯燥的空气对钢铁的腐蚀速

29、度是很低的，只需在空气的相对湿度添加到一定范围时，腐蚀速度才忽然升高，这一大气相对湿度范围称为临界湿度，经测定临界湿度约为50%-70%。其缘由为在低于临界湿度时，金属外表不存在水膜。因此从本质上看，临界相对湿度也就是构成水膜时的相对湿度。温度当管道外表处在比本身温度高的空气温度中，金属外表能够产生结露景象。在临界湿度附近能否结露和温度变化有关，平均温度高的地域大气腐蚀速度较大。温度的影响更主要表如今有温差的情况下，即周期性地在金属外表结露时腐蚀更为严重。大气成分工业大气中含有SO2，H2S,CO2灰尘等污染物质。其中SO2是危害性最大的一种污染物，其腐蚀机理可由“酸的再生循环作用来解释：SO

30、2首先被吸附在管道外表上与氧一同生成FESO4，然后feso4水解生成游离的硫酸，硫酸又加速腐蚀钢铁，新生成的-再水解生成游离酸，如此反复循环，加速钢铁的腐蚀。固体尘粒落在管道外表成为吸附水分子的凝聚中心。据实验测定：在相对湿度80%、含有0.01%二氧化硫的空气中，混入灰尘，煤粒时对钢铁的腐蚀要比不含这些尘土时增大50%-100%。土壤电阻率电迁移对金属在土壤中腐蚀的电极过程有影响，用土壤电阻率来判别管道在士壤中的腐蚀速度有时会出现误判的缘由，某些酸性土壤中金属资料的腐蚀速度随土壤电阻率的增大而增大，在某些含盐量高的土壤中金属资料的腐蚀速度不随土壤电阻率的减小而减小却会增大。普通中性土壤电阻

31、率较小的地带，容易加快电腐蚀。含水量含氧量含水量含氧量高的地方容易引起电腐蚀。微生物管道的微生物腐蚀MIC是在微生物存在的情况下，其在管道中进展生命活动，与管道内环境相互作用，对管道产生的腐蚀作用。给水管道外表由于利用铸铁作为管材，其外表如存在生物膜，金属外表与生物膜成为一整体，他们之间的作用使这个整体内部的pH值、有机物浓度、无机物浓度、溶解氧等有别于没有生物膜存在情况下的给水管道外表，从而，使生物膜内部腐蚀的机理和速率与没有生物膜存在情况下有所改动。微生物的代谢过程与电化学腐蚀同时发生，从而与电化学腐蚀相互促进，导致给水管道的腐蚀。在管道中，导致腐蚀的两种微生物分别为好氧类细菌，如铁细菌和

32、厌氧类细菌，如硫酸盐复原菌。地层地层构造不均匀的地带，如砂土、黏土、细沙、岩石和亚粘土等混合处。磨损与应力腐蚀。PH值盐、碱含量较高的地带。壁厚可以直观地反响管道的腐蚀情况和抵抗外腐蚀的才干，因此壁厚是一个影响管道外腐蚀的主要影响要素。另外，直观觉得天然气管道服役年限越久，外腐蚀情况越严重。同样微生物细菌活动能促进并且加速腐蚀，即使能减低土壤中的硫酸盐的细菌程度，也不能够完全遏制微生物细菌活动引发的对管道的腐蚀。外部涂层是介于环境和管道之间起维护作用的一道屏障。涂层主要把管道与土壤中的电解液隔分开来，不同类型的涂层具有不同的才干和局限性，但是无论外部涂层类型和涂层的情况如何，确保系统绝对地正常

33、任务是不能够的。2.3 焦炉煤气管道腐蚀的物理或化学变化反响过程化学腐蚀煤气管道发生主要是酸性化学腐蚀，煤气管道的内外表与酸性气体或电解质溶液接触发生化学作用而引起的腐蚀。煤气中的酸性物质在遇到冷凝水时溶解于水中发生电离，电离出H+，从而使冷凝水呈酸性。其中焦炉煤气主要是硫化氢融于水后产生H+，而高炉和转炉煤气主要是氯化物、硫酸盐等强酸弱碱性的盐融于水后产生H+，H+的活泼性比铁强，发生下述化学反响，呵斥管道腐蚀：2H+Fe2Fe+H2煤气管道在发生化学腐蚀后，破坏了管道外表的原有维护膜，杂质渗入铁晶体内部，从而构成原电池，进而发生电化学腐蚀。电化学腐蚀金属电化学腐蚀是由于金属与其他杂质之间存

34、在电位差，在有电解质溶液的情况下构成原电池而发生的金属腐蚀，煤气管道材质普通是碳钢，碳钢主要是由铁素体和渗碳体两种组织构成的机械混合物。管道接触同一电解质溶液拎凝水，由于金属本身存在着电化学的不均匀性，即在金属外表或内部的不同区域具有不同的电极电位，它们与铁元素组成许多对电极，当杂质电极电位高于铁的电极电位时就会发生腐蚀反响。其主要过程可简单表示为：在阳极区，铁溶解变成铁离子进入电解质溶液(凝结水)中并产生电子，而在阴极区，阳极区产生的电子被电解质溶液(凝结水)中能吸收电子的物质(离子或分子)所接受。当阳极反响与阴极反响等速进展时，腐蚀电流就不断从阴极区流经电解质溶液(凝结水)进入阳极区，在阳

35、极区产生Fe(OH)2，其反响式为：Fe2+20H-Fe(OH)2因有少量的氧存在，Fe(OH)2会继续反响，生成Fe(OH)2如由于氢氧化铁在水中的溶解度低于氢氧化亚铁，在管道上沉淀析出，开场时是非晶态，并在管壁外表构成多孔的结合较差的腐蚀产物。该腐蚀产物对管壁并无维护作用，相反起着传送铁离子和氧的作用，使腐蚀继续蔓延，腐蚀产物与氢氰酸发生络合生成六氰合铁，进一步加速了管壁的腐蚀。普通以为，电化学腐蚀机理分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，析氢腐蚀发生在金属外表水膜的酸性较强时，反响方程式为： 正极：2H+2e-=H2 电池反响：Fe2H2O=Fe(OH)2H2 总反响：Fe2+2H2O= Fe(OH)

36、22H+ 吸氧腐蚀发生在管道外表吸附水膜酸性较弱时，反映方程式如下：负极：Fe2e=Fe2+ 正极：O22H2O4e=4OH-总反响：2FeO22H2O=2Fe(OH)2 给水管道中由于饮用水的 pH都在 6-8之间，主要发生的是吸氧腐蚀。 生物化学腐蚀金属的微生物腐蚀机理尚不明确，目前有以下几种实际： 阴极去极化实际浓差电池实际堆积物下的酸腐蚀实际阳极区固定实际部分电池作用代谢产物腐蚀实际微生物腐蚀是一种参与电化学腐蚀的过程，因此，微生物腐蚀也是一种电化学腐蚀，由于微生物是一种生命体，因此，研讨微生物腐蚀的机理是一个复杂的过程，想要确定机理的本质还需求化学学科，腐蚀科学，生命科学，有机科学等

37、各个学科相互协助 ，共同努力。 磨损与应力腐蚀煤气中普通含有一定浓度的灰尘和其他固体杂质，灰尘等杂质随煤气在管道内部流动时，将会对煤气管道内壁构成冲刷和磨损，固体杂质含量越大，煤气流动速度越快，对管道的冲刷和磨损越严重。管道在焊接制造和安装过程中产生的剩余内应力，或者是管道在运用过程中所接受的各种应力，使金属品格歪扭，从而降低了应力部分的金属电极电位，使它变成腐蚀电池阳极，构成裂纹。河北结合大学机械工程学院河北结合大学机械工程学院第3章 焦炉煤气管道剩余壁厚的管内的检测方法管道发生腐蚀后，通常表现为管壁变薄，出现部分的凹坑和麻点。管道内腐蚀检测技术主要是针对管壁的变化来进展丈量和分析的。在没有

38、开挖的情况下进展的管道内腐蚀检测。普通有漏磁通法、超声波法、涡流检测法、激光检测法和电视丈量法等。其中目前国内外运用较广泛的是漏磁通法和超声波法，它们可以提供管道沿线的焊缝、支管接口、阀门、管壁厚度变化、防腐层剥离、裂痕等信息。检测方法的比较选择3.1涡流检测技术原理：将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外见图。这时线圈内及其附近将产生交变磁场，使试件中产生呈旋涡状的感应交变电流，称为涡流。涡流的分布和大小，除与线圈的外形和尺寸、交流电流的大小和频率等有关外，还取决于试件的电导率、磁导率、外形和尺寸、与线圈的间隔 以及外表有无裂纹缺陷等。因此，在坚持其他要素相对不变的条件下，

39、用一探测线圈丈量涡流所引起的磁场变化，可推知试件中涡流的大小和相位变化，进而获得有关电导率、缺陷、材质情况和其他物理量(如外形、尺寸等)的变化或缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流，具有HYPERLINK baike.baidu/view/498906.htm集肤效应，所检测到的信息仅能反映试件外表或近外表处的情况。漏磁通法漏磁通法检测的根本原理是建立在铁磁资料的高磁导率这一特性上，钢管腐蚀缺陷处的磁导率远小于钢管的磁导率，钢管在外加磁场作用下被磁化，当钢管中无缺陷时，磁力线绝大部分经过钢管，磁力线分布均匀，当钢管内部有缺陷时，磁力线发生弯曲，一部分磁力线走漏出钢管外表。检测被磁化钢管外表逸出

40、的漏磁量，就可以判别缺陷能否存在。超声波法超声波检测原理：超声波探伤是利用资料及其缺陷的声学性能差别对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验资料内部缺陷的无损检测方法。脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜射探伤时用横波。脉冲反射法有纵波探伤和横波探伤。在超声波仪器示波屏上，以横坐标代表声波的传播时间，以纵坐标表示回波信号幅度。对于同一均匀介质，脉冲波的传播时间与声程成正比。因此可由缺陷回波信号的出现判别缺陷的存在；又可由回波信号出现的位置来确定缺陷距探测面的间隔 ，实现缺陷定位；经过回波幅度来判别缺陷的当量大小。涡流检测优缺陷：涡流检测时线圈不需与被测物直接接触，可进展高速检测,易于实

41、现自动化,但不适用于外形复杂的零件,而且只能检测导电资料的外表和近外表缺陷,检测结果也易于遭到资料本身及其他要素的干扰。漏磁通法漏磁通法检测具有以下特点：丈量原理简单，构造容易实现，丈量精度较高；检测时无需耦合剂，可实现非接触丈量；不易漏检；受环境温度影响较小；信号反响快，易于采集和处置优缺陷：漏磁通法普通只限于管道外表和近外表的检测，管壁太厚，抗干扰才干差，空间分辨力低。另外，小而深的管壁缺陷处的漏磁信号要比外形平滑但很严重的缺陷处的信号大得多，所以，往往需求校验，特别是当管材中混有杂质时，还会得到虚伪数据。而漏磁通丈量法具有原理简单、构造易于实现、传感器顺应性强、可实现非接触式丈量等特点倍

42、受关注。虽然该方法有诸多优点，但由于实践磁路计算繁杂，影响磁路参数的非确定要素较多，设计时计算量大、精度受限制，目前关于漏磁通法丈量厚度的研讨较少，主要集中在缺陷检测。超声波的特点：超声波声束能集中在特定的方向上，在介质中沿直线传播，具有良好的指向性。超声波在介质中传播过程中，会发生衰减和散射。超声波在异种介质的界面上将产生反射、折射和波型转换。利用这些特性，可以获得从缺陷界面反射回来的反射波，从而到达探测缺陷的目的。 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 超声波的能量比声波大得多。 = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 超声波在固体中的传输损失很小，探测深度大，由于超声波

43、在异质界面上会发生反射、折射等景象，尤其是不能经过气体固体界面。假设金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷缺陷中有气体或夹杂，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。反射回来的超声波被探头接纳，经过仪器内部的电路处置，在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距的波形。可以根据波形的变化特征判别缺陷在工件重的深度、位置和外形。超声波探伤优点及缺陷：超声波探伤优点是检测厚度大、灵敏度高、速度快、本钱低、对人体无害，能对缺陷进展定位和定量。超声波探伤对缺陷的显示不直观，探伤技术难度大，容易遭到主客观要素影响，以及探伤结果不便于保管，超声波检测对任务外表要求平滑，要求富有阅历的检验人员才干区

44、分缺陷种类、适宜于厚度较大的零件检验，使超声波探伤也具有其局限性。涡流法主要用于消费线上的金属管、棒、线的快速检测以及大批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传送的机械安装、材质分选和硬度丈量，也可用来丈量镀层和涂膜的厚度。河北结合大学机械工程学院第4章 焦炉煤气管道腐蚀延续检测的详细实施方案4.1 超声波检测技术根本原理超声波检测步骤1、检测前的预备熟习被捡工件工件称号、材质、规格、坡口方式、焊接方法、热处置形状、工件外表形状、检测规范、合格级别、检测比例等；选择仪器和探头根据规范规定及现场情况，确定探伤仪、探头、试块、扫描比例、探测灵敏度、探测方式仪器的校准在仪

45、器开场运用时，在对比试块或其他等效试块上对扫描线、灵敏度进展校验，对仪器的程度线性和垂直线性进展测定。探头的校准进展前沿、折射角、主声束偏离、灵敏度余量和分辨力校准。仪器的调整时基线刻度可按比例调理为代表脉冲回波的程度间隔 、深度或声程。2、检测操作母材的检验：检验前应丈量管壁厚度，至少每隔90丈量一点，以便检验时参考。将无缺陷处二次底波调理到荧光屏满刻度做为检测灵敏度；焊接接头的检验：扫查灵敏度应不低于评定线EL线灵敏度，探头的扫查速度不应超越150mm/s，扫查时相邻两次探头挪动间隔应保证至少有10%的重叠。3、检验结果及评级：根据缺陷性质、幅度、指示长度根据相关规范评级。4、出具检测报告

46、注：有超标缺陷的焊接接头，其返修部位及返修时受影响的区域，均应按原检验条件进展复检超声波的普通特性：机械振动在介质中的传播过程叫做波，人耳可以感遭到频率高于20赫兹，低于20000赫兹的弹性波，所以在这个频率范围内的弹性波又叫声波。频率小于20赫兹的弹性波又叫次声波，频率高于20000赫兹的弹性波叫做超声波。次声波和超声波人耳都不能感受。超声波探伤仪的种类繁多，但脉冲反射式超声波探伤仪运用最广。普通在均匀资料中，缺陷的存在将呵斥资料不延续，这种不延续往往有呵斥声阻抗的不一致，由反射定理我们知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的界面上会发生反射。反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差别和交

47、界面的取向、大小有关。脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。脉冲反射式超声波探伤仪大部分都是A扫描式的，所谓A扫描显示方式即显示器的横坐标是超声波在被检测资料中的传播时间或者传播间隔 ，纵坐标是超声波反射波的幅值。譬如，在一个工件中存在一个缺陷，由于缺陷的存在，呵斥了缺陷和资料之间构成了一个不同介质之间的交界面，交界面之间的声阻抗不同，当发射的超声波遇到这个界面之后就会发生反射，反射回来的能量又被探头接纳到，在显示器屏幕中横坐标的一定的位置就会显示出来一个反射波的波形，横坐标的这个位置就是缺陷波在被检测资料中的深度。这个反射波的高度和外形因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性质。超声波检测

48、法主要利用超声波的脉冲反射原理丈量管壁腐蚀后的厚度。检测时将探头垂直向管道内壁发射超声脉冲，探头首先接纳到由管壁内外表反射脉冲，然后超声探头又会接纳到管壁外外表的反射脉冲，这个脉冲与内外表反射脉冲之间的间距反映了管壁的厚度。这种检测方法是管道腐蚀缺陷深度和位置的直接检测方法，检测原理简单，对管道资料的敏感性小，不受管道杂质的影响，可以实现对厚壁大口径管道进展准确检测，还能分辨管道的内外壁腐蚀、管道的变形、应力腐蚀破裂和管壁内的缺陷，如夹渣等。管壁厚度检测普通采用数字式超声波测厚仪，其原理是利用超声波脉冲在资料中的往返传播时间与声速、声程的关系来计算被检工件的厚度。检测时，可利用与被测管道材质一

49、样的对比试块进展声速校准，也可在同一管段上材质一样且厚度知的法兰上进展声速校准。超声波测厚仪轻便、小巧、丈量速度快，尤其适用于登高作业及需求采集大量数据的场所。但超声波测厚仪对管壁减薄的测定也有一定局限性，实验证明无论何种方式的壁厚减薄，其反射声能如小于2mm当量缺陷，那么用测厚仪很难检测出。对喷煤管道进展壁厚检测时，测点附近很能够存在较深的部分减薄，由于测厚仪的点式检测特点有能够产生漏检。对于存在较严重非均匀磨损减薄的程度弯管段试件，在知最薄点的情况下，以超声波测厚仪在管壁外外表进展测试，只需最薄点位于探头晶片中心位置时才可发现，探头略微挪动，示值即发生明显变化。实验证明，现场测试时找到该点

50、的能够性非常小，但在该点周围减薄区域检测时，可发现壁厚显示值在5.0-6.4mm，可判别管壁存在非均匀减薄。对于均匀减薄的管壁，超声波测厚可得到稳定准确的壁厚显示值，但对于非均匀减薄部位，例如存在凹槽状磨损的弯头部位，测厚值很能够在较小的区域中呈现较大的变化，遇到该情况应添加测点数量，提高测点密度，以便较准确地判别管壁情况。采用超声波探伤仪检测壁厚减薄时，探头频率普通选择2.5-5MHz，探头晶片尺寸根据管壁厚度和管径大小选用20-34mm。现场检测时，在完好均匀管壁处调理检测灵敏度，使内壁一次回波高度达满屏的80%左右，此时管壁多次底波应呈有规律的均匀递减。在此灵敏度下扫查管壁，察看反射波形

51、变化，经过波形幅值、间距和包络线外形等要素综合断定管壁减薄情况，并可经过扫查分析确定较严重的减薄区域。采用SCAN340超声探伤仪，以B2S/24mm纵波直探头扫查管壁。河北结合大学机械工程学院河北结合大学机械工程学院第五章 超声波检测方案设计5.1 超声波探头的选择探头数量的选择按探头数目分类定义特点单探头法运用一个探头兼在发射和接纳超声波的检测方法称为单探头法对于与波束轴线垂直的片状缺陷和立体缺陷的检出效果好。与波束轴线平行的片状缺陷难以检出双探头法运用两个探头一个发射，一个接纳进展检测的方法称为双探头法其主要用于发现单探头法难以检出的缺陷。多探头法运用二个以上的探头成对的组合在一同进展检

52、测的方法，称为多探头法例如：相控阵检测方法。选择方案：综合上面几种探头数量之分，探头数量不为一个时检测的比较全面立体。本文研讨的是焦炉煤气管道在线检测系统设计。最精准的不一定是，最经济最适宜，操作最简便的。本文采用单探头，并利用镜面反射安装实现对管壁的周向扫描。任务时，探头的一个晶片发出的宽频超声波经镜面反射，垂直射向管壁，另一个晶片接受反射回的超声波。选择理由：多探头与单探头的比较。从空间的角度思索，多探头可以完成周向丈量，但是探头的数量过多，占用的空间过大。对于一个有限空间的安装来说，占用空间需合理。从节能的角度思索，探头数量多，无疑会使检测安装的质量加大，检测安装完成一次完好的操作，会带

53、动额外的质量而做工，损能严重，耗能量为单探头的十几倍，甚至几十倍。从经济的角度思索，购买的探头越多，开支越大。此外，单探头操作起来简单，比多探头更耐用。至于双探头法虽然也比较经济，也比单探头法准确，但是根据实践的需求，不容易经过安装完成焦炉管道的周向操作。不能完成义务的方案首先要排除。综上，本文选用单探头和一个镜面安装。探头型的选择：原那么为根据检测对象和检测目的的决议：例如：焊缝斜探头，钢板、铸件直探头，钢管、水浸板材聚焦探头线、点聚焦，近外表缺陷双直探头，外表缺陷外表波探头，不锈钢焊缝与螺栓检测纵波斜探头焦炉管道属于普通工件，没有特别的要求。按产生的波型分类的选择纵波探头主要用于探测缺陷与

54、探测面平行的工件，如锻件、钢板等。横波探头主要用于揉测缺陷与探测面成一定角度的工件，如焊缝、钢管等。外表波探头主要用于探测工件外表缺陷，如汽轮机叶片等。本文采用的是脉冲反射法。脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜射探伤时用横波。本文采用的是纵波探头。.按晶片数量分类的选择单晶探头主要用于探测深度较大的缺陷。多晶探头发身功能与接纳功能是由两个晶片分别担当，主要用于探测近外表缺陷。此外，还有可变角探头、各种公用探头。在工业探伤中普通常用的有纵波直探头、横波斜探头、组合探头(双晶探头)和聚焦探头。本方案采用多晶探头，一个晶片出的宽频超声波经镜面反射，垂直射向管壁，另一个晶片接受反射回的超声波非接触式延

55、续丈量物位和流量的探头，适用于易爆危险区。被测介质可以是腐蚀性液体如：酸、碱等，或是粉末和块状。固体如：谷粒、煤、矿石和砂砾。Prosonic FDU系列由不同丈量范围的探头组成，对物位和流量进展延续、非接触式丈量。优点非接触式丈量方法；降低了维护需求集成温度探头用于校正超声波运转时间。即使于温度变化的环境之中，也可得到准确的丈量果变送器能自动识别探头类型，因此调试非常简单探头和变送器能分别安装，最长间距达探头可与变送器分别进展安装，能顺应恶劣的外部任务环境探头的自清洁功能有效地降低了粘附景象发生的能够性探头配备的一体化加热器用于防止探头外表结冰可选，以确保可靠丈量抗侵蚀、防水型经过粉尘防爆认

56、证和气体防爆认证丈量原理探头向物料外表方向发射超声波脉冲信号。物料外表反射回波，且这部分回波又会被探头接纳。ProsonicS变送器计算探头发射和接纳超声波脉冲信号的时间差t。由运转时间t和声速c可计算出探头任务面至物料外表间的间隔 ：D=ct/2经过计算出的 值大小，可计算出理想情况下，以下丈量量的数值：物位L体积V经过丈量堰或明渠的物料的流量Q探头频率选择超声波检测灵敏度普通为，对于钢工件用2.5-5MHZ，为：纵波2.361.18，横波1.290.65，那么纵波检测缺陷最小值为0.61.2mm之间，横波检测缺陷最小值：0.30.6mm之间.这对承压类设备检测要求已能满足。对晶粒较细的铸件

57、、轧制件、焊接件等常采用2.5-5MHz。对晶粒较粗的铸件、奥氏体钢等会出现许林状反射，由资料中声阻抗有差别的微小界面反射面，也和资料噪声干扰缺陷检测，故采用较低的0.5-2.5MHz的频率，主要是提高信噪比，减少晶粒反射。另外还要思索以下要素：1、由于波的绕射，使超声波检测灵敏度约为，因此提高频率，有利于发现更小的缺陷。(f= f升高 减少)2、频率高，脉冲宽度小，分辨力高，有利于区分相邻缺陷。=arcsin1.223)、由=arcsin1.22可知，频率高，波长短，那么半分散角小，声束指向性好，能量集中，有利于发现缺陷并定位。4、由N=,频率高，波长短，近场区长度大，对检测不利。5、=C2

58、Fd3f4，频率添加，衰减急剧添加。晶片尺寸选择原那么：1、晶片尺寸要满足规范要求，如满足JB/T4730-2005的要求，即晶片面积普通不应大于500mm2，且任一边长原那么上不大于25mm。 2、其次思索检测目的，有利于发现缺陷，如工件较薄，那么晶片尺寸可小，此时N小。铸件、厚工件那么晶片尺寸可大些，N大、小，发现远间隔 缺陷才干强。3、思索检测面的构造情况如对小型工件，曲率大的工件、复杂外形工件为便于耦合要用小晶片，对平面工件，晶片可大一些。耦合剂的选择耦合剂是一种水溶性高分子胶体，它是用来排除探头和被测物体之间的空气，使超声波能有效地穿入被测物到达有效检测目的。耦合剂的作用超声波耦合剂

59、是指在探头与工件外表之间施加的一层透声介质。耦合剂的主要作用是排除探头与工件外表之间的空气，使超声波能有效地传入工件，保证探测面上有足够的声强透射率，以到达检测的目的。此外，有一定流动性的耦合剂还可以减小摩擦，在用直接接触法检测时对探头在工件上挪动起到光滑的作用。运用超声耦合剂能充填接触面之间的微小空隙，不使这些空隙间的微量空气影响超声的穿透。经过耦合剂“过渡作用，使探头与皮肤之间的声阻抗差减小，从而减小超声能量在此界面的反射损失。另外，还起到“光滑作用，减小探头面与皮肤之间的摩擦，使探头能灵敏的滑动探查。耦合剂的分类：超声波耦合剂按其流动性和运用条件不同可分为液体态耦台剂、胶体态耦合剂和固体

60、态耦合剂。不同的耦合剂运用的场所不同。1)液体态耦合剂。主要在探测面是程度面时运用，常用的液体态耦合剂有机油、甘油(通常是75的甘油+25的水)、较稀的化学糨糊和水等。2)胶体态耦合剂。主要用于探测面是竖而或粗糙的外表运用，常用的胶体态耦合剂有较黏的化学糨糊、凡士林、水玻璃等。3)固体态耦合剂。，主要用于高温检测时运用，如氧化镁、氧化铝、碳化硅等。耦合剂的选择超声波耦合剂是用来作为探头与被测资料之间的高频超声波能量传送的。耦合剂应适量运用，涂抹均匀。假设耦合标志不显示或闪烁表示耦合不良好，假设丈量厚度值跳动表示测试手在动或者耦合不良好。选择适宜种类的耦合剂是重要的，当运用的光滑资料外表时，低粘