冷却板厚度无损检测方法的研究进展

摘要

现代高炉的冷却系统采用由铸铁、铜或铜板制成的冷却板。在某些情况下，高炉炉膛采用喷水冷却。目前，大多数现代高炉都配备了铜和铸铁的组合板。在大多数新的高炉设计中，铸铁板被用于炉子的不太活跃的区域，如上部烟囱或炉膛，而铜板被用于炉子的更活跃和热的区域，如炉膛，腹部和下部烟囱。为了对剩余的壁厚进行无损测量，信号必须通过不同的材料层进行传输:钢炉壳、浇注料或冲压料和壁厚。浇注料的厚度，如碳化硅，可以从100到280毫米不等。这些材料显著地衰减了超声波信号，因此传统的超声波技术无法通过在炉壳上发送信号来检测剩余的壁厚。

此外，测量的分辨率必须很高(约+/- 2毫米)，以便识别肋和根区域之间的差异。由于这些严格的要求，传统的超声技术无法达到目的，除非安装超声探头¹，或铜/复合棒²是在熔炉上制成的。由于测量位置的限制，这些超声波技术也不灵活。

鉴于传统超声检测的局限性，2013年开发了一种称为低频脉冲超声(LFPU)的技术。通过将结果与预先安装的铜棒位置的常规超声测量结果进行比较，现场验证了该技术。LFPU的优点是可以在炉壳上进行测量，而无需预先安装棒和探头。它是一种宽带回波系统，能够从冷侧测量多层、薄(小于半米)和复合炉壁的厚度。该系统旨在产生测量隔层厚度所需的信号频率和功率^3、4，精度约为+/-2毫米。

LFPU测量的重点是确定壁板的厚度。棒材可处于四种可能的物理状态:全厚且受耐火材料保护、部分磨损的肋部和耐火材料、完全磨损的肋部和耐火材料以及根部磨损(图1)。⁴．