DE2307833A1

DE2307833A1 - Korrosionsermittlung durch radiometrietechnik

Info

Publication number: DE2307833A1
Application number: DE19732307833
Authority: DE
Inventors: James Stuart Charlton; John Francis Ross
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1972-02-17
Filing date: 1973-02-16
Publication date: 1973-08-30
Also published as: FR2172341A1; DE2307833B2; NL7302058A; FR2172341B1; US3872310A; GB1406489A; DE2307833C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Ermittlung von Korrosion in Röhren unter Verwendung eines Radioisotopenverfahrens und auf ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bekanntlich ist die Korrosion von Metallrohren, beispielsweise Boilerrohren, bei einem Bötrieb mit den Rohren gefährlich.Es wurden Verfahren entwickelt zum überwachen der Korrosion und zur Abgabe einer Warnung entweder beim Einsetzen der Korrosion oder bei einem Punkt, bei dem die Korrosion so weit fortgeschritten ist, daß ein Weiterer Betrieb unerwünscht und/oder möglicherweise gefährlich wäre. Ein Verfahren, das eine Anzeige der Korrosion geben kann, ist die Bestimmung der Wandstärke des Rohrs. Ein Vergleich der Stärke der Rcfrrenwandung nach deren Gebrauch für eine gewisse Zeit mit der Stärke vor dem Gebrauch oder der Stärke einer identi-

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sehen nicht benutzten Röhrenwand gibt ein Maß des Grades der aufgetretenen Korrosion. Zur Messung der Stärke von Röhrenwänden wurden Radioisotopentechniken benutzt. Beispielsweise wurde eine radioaktive Quelle und ein Detektor auf gegenüberliegenden Seiten der Röhrenwand angeordnet und die Absorption der Radioaktivität durch die Wand bestimmt. Die Absorption ist eine Funktion der Wandstärke.

Bei den gegenwärtig angewendeten Strahlungsabsorptionsverfahren kann nur eine Röhre auf einmal getestet werden. Sind ferner eine Anzahl von Röhren in einem Stück der Einrichtung auf Korrosion zu untersuchen, beispielsweise Röhrenbündel in Boilern, ist es nötigι die Röhren einzeln von dem Bündel für die Prüfung zu entfernen, um Zugang für die Quelle und den Detektor in den Innenraum und den außerhalb der Röhre liegenden Raum zu schaffen. Es wurde nun ein Verfahren und ein Gerät zur Durchführung dieser Methode geschaffen, die die Bestimmung der StärXe der Wand einer Röhre an Ort und Stelle ermöglichen, selbst wenn diese durch andere Röhren umgeben ist.

Demgemäß wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Stärke der Wände einer oder mehrerer Röhren in einem Bündel geschaffen, das aus zumindest zwei parallelen Röhren besteht; danach wird eine radioaktive Quelle in eine erste Röhre eingesetzt und ein Strahlungsdetektor für Radioaktivität in eine der ersten Röhre benachbarte zweite Röhre eingesetzt; es wira dann die Strahlungsabsorption durch die

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dazwischen liegenden Wände des Röhrenpaars gemessen und die Meßgröße mit einer StandardmeÄgröße verglichen, die eine bekannte Stärke des Materials repräsentiert, aus dem die Röhren gebildet sind.

Die radioaktive Quelle kann ihrerseits in jeder Röhre des Bündels angeordnet sein, wobei der Strahlungsdetektor nacheinander in jede der unmittelbar benachbarten Röhren eingeführt wird und die Absorption in jeder benachbarten Röhre gemessen wird. Auf diese Weise kann eine beträchtliche Anzahl an Absorptionsmessungen erhalten werden - in Abhängigkeit von der Anzahl der Röhren in dem Bündel. Es wird ein Diagramm gezeichnet, das die Form des Bündels veranschaulicht! und jede Absorption wird auf dem Diagramm so markiert, daß diese Markierung den Korrosionsgrad veranschaulicht, der durch die Absorptionsmessung angezeigt wird. Beispielsweise kann eine Linie zwischen den beiden Röhren gezogen werden, die von einer Absorptionsmessung betroffen werden; die Farbe der Linie entspricht dem durch die Absorptionsmessung angezeigten Xorrosionsgrad. Beispielsweise können schwarze, blaue und rote Linien verwendet werden zum Anzeigen geringer oder keiner Korrosion, mittlerer Korrosion bzw. schwerer Korrosion. Eine Röhre in dem Diagramm, die vorherrschend durch rote und blaue Linien umgeben ist, beeitzt eine Wand, die zumindest mäßig korrodiert ist. Eine Vollständig von schwärzen Linien umgebene Röhre besitzt eine Wand, die wahrscheinlich fast unkorrodiert ist.

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Mit der Erfindung wird ferner ein Gerät zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaffen, das eine radioaktive Quelle und einen Strahlungsdetektor aufweist, die jeweils auf im wesentlichen parallelen Armen angeordnet sind, die an oder nahe benachbarten Enden durch ein Verbindungsstück miteinander verbunden sind. Vorzugsweise haben die parallelen Arme eine einstellbare Länge. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Verbindungsstück ebenfalls selbst einstellbar, so daß der gegenseitige Abstand der Parallelarme geändert werden kann.

Das erfindungsgemäße Gerät erlaubt die leichte Anordnung der Quelle und des Detektors an äquivalenten Stellen in Röhren für eine Reihe von Absorptionsmessungen. Zusätzlich kann der Abstand d?r Quelle und des Detektors längs ihren jeweiligen Röhren in einer vorteilhaften Form gleichzeitig geändert werden. Die Einstellbarkeit des Verbindungsstücks ermöglicht die einfache Verwendung deB Gerätes bei jedem Röhrenbündel unabhängig vom Abstand der Röhren voneinander.

Zusätzlich können Lagefestlegungsabschnitte mit verschiedenen Durchmessern, die sowohl an dem Quellen- als auch an dem Detektorarm befestigt sind, verwendet werden, um das genaue Festhalten der Quelle und des Detektors an axialen Stellungen in Boilerröhren mit unterschiedlichen Durchmessern zu ermöglichen.

Die Einstellbarkeit sowohl des Quellen-Detektorabstan· 309835/0494

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des (Trennung) und der Weite der Arme ermöglicht die Verwendung des Gerätes in einem weiten Bereich- von Röhrenbünde 1-arten.

Eine modifizierte Porm des erfindungsgemäßen Gerätes besitzt eine radioaktive Quelle und bis zu sechs Strahlungsdetektoren; die Quelle und jeder Detektor ist auf im wesentlichen parallelen Armen mit einstellbarer Länge angeordnet; die Arme, die die Detektoren tragen, dind um den die Quelle tragenden Arm als Zentrum herum angeordnet, und alle Detektorarme sind an oder nahe benachbarter) Enden mit dem Quellenarm durch Verbindungsstücke verbunden ι die selbst einstellbar sind, um den Abstand der Parallelarme zu ändern. Die die Detektoren tragenden Arme können einzeln lösbar sein, so daß jede Anzahl bis zu sechs Röhren, die der die radioaktive Quelle enthaltenden Röhre benachbart dind, im Bedarfsfall gleichzeitig untersucht werden kann. Die die Detektoren tragenden Arme sind passend gleich verteilt um den die Quelle tragenden Arm als Zentrum. Die Verwendung eines Gerätes mit , sechs Detektorarmen ermöglicht die Durchführung einer gleichzeitigen Untersuchung von sechs Röhreil, die die die radioaktive Quelle enthaltende Röhre unmittelbar umgeben, - in einem Röhrenbündel mit im wesentlichen Dreiedksanordnung. Die Verwendung dieser modifizierten Form des Gerätes ermöglicht die Herstellung des die Absorption jeder Röhre veranschaulichenden Diagramms schneller als im Fall der Verwendung eines Gerätes mit nur einem Detektorarm.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an AusfUhrungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht eine AUsfUhrungsform des erfindungsgemäßen GeräteB;

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes;

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm eine Gruppe von Röhren, bei denen der Korrosionsgrad der Wände von Röhrenpaaren, der durch die gemessene Absorption gezeigt ist, auf dem Diagramm durch verschiedene gepunktete und gestrichelte Linien repräsentiert ist·

Gemäß Darstellung in Fig. 1 iet eine radioaktive Quelle 1 auf einem verstellbaren Arm 2 entfernbar angeordnet, und ein Strahlungsdetektor 3 ist in gleicher Weise auf einem parallelen einstellbaren Arm λ angeordnet. Die Arme bestehen in geeigneter Weise aus korrosionsfestem Stahl. Die Arme 2 und 1 sind an benachbarten Enden durch ein teleskopisches Verbindungsstück 5 miteinander verbunden, das die Änderung des Abstandes der Arme 2 und k ermöglicht.

Zylindrische Lagefestlegungsabschnitte 6 und 7 ermöglichen die axiale Lagefestlegung der Quelle 1 und des Detektors 3 in den Röhren. Die Lagefestlegungsabschnitte 6

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und 7 sind einfach lösbar und können durch Lagefestlegungsabschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern ersetzt werden, womit die Aufrechterhaltung eines guten Sitzes der Arme 2 und 4 in Röhren mit unterschiedlichen Durchmessern ermöglicht wird.

Gemäß Darstellung in Fig. 2 ist eine radioaktive Quelle 1 auf einem verstellbaren Arm 2 entfernbar angeordnet, und zwei Strahlungsdetektoren 3 aind in gleicher Weise jeweils auf einem parallelen verstellbaren Arm ^ angeordnet. Die Arme 4 sind mit dem Arm 2 an benachbarten Enden durch teleskopische Verbindungsstücke 5 verbunden, die die unabhängige Änderung der Abstände der Arme M von dem Arm 2 ermöglichen.

Zylindrische Lagebestimmungsabschnitte 6 und 7 ermöglichen die axiale Lagefestlegung der Quelle 1 bzw. der Detektoren 3 in den Röhren.

Die in Fig. 2 dargestellte AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen Gerätes ermöglicht die Bestimmung von Absorptionen in Röhren einigermaßen schneller als das einfachere Gerät nach Fig. 1.

Das Gerät nach Fig. 1 wurde verwendet zur Bestimmung der Wandstärke von Röhren eines Röhrenbündels, wie dies in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. In einer ersten Messungsserie wurde die Quelle in die Röhre 16 eingesetzt, und der

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Detektor wurde seinerseits in Röhren 7, 8, 15, 17, 25 und 2¹J eingesetzt. In jedem Fall wurde die Absorption gemessen und als im wesentlichen gleich für jedes Röhrenpaar festgestellt * entsprechend weniger als 1OK Korrosion der Röhrenwände. In einer zweiten Messungsserie wurde die Quelle in die Röhre 6 eingesetzt und der Detektor seinerseits in Röhren 5* 7» I¹* und 15· In einem Fall, bei dem sich der Detektor in der Röhre 5 befand, war die Absorption erheblich niedriger als in den anderen drei Fällen, was einer Korrosion größer als 50£ in den Wänden der Röhren 5 und 6 entspricht. In den anderen drei Fällen wurde eine Korrosion zwischen 10 und 30? angezeigt. Damit ist eindeutig die Röhre 5 und/oder die Röhre 6 korrodiert. In der nächsten Messungsserie wurde die Quelle in die Röhre I¹J eingesetzt, und der Detektor wurde seinerseits in die Röhren 5, 6, 13, 15» 22 und 23 eingesetzt. Die Absorptionsmessung bei in der Röhre 5 befindlichem Detektor war wesentlich kleiner als in den anderen 5 Fällen und entsprach 30ί bis 50% Korrosion. Bei in der Röhre 6 sitzendem Detektor wurde eine Korrosion zwischen 10 Und 38J angezeigt. Die Messungen wurden auf diese Weise für jede Röhre in dem Röhrenbündel wiederholt. Auf dem Diagramm wurden farbige Linien zwischen jedem Röhrenpaar gezeichnet, um den Korrosionsgrad der Wände dieser Röhren darzustellen, der durch die Absorptionsmessungen angegeben wurde. Der in der Praxis verwendete Farbcode und der in Fig. 2 verwendete entsprechende Strich- und Punktliniencode sind folgendermaßen:

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Kombinierte Korrosion von Röhrenwänden	Farb- code	In Fig. 2 verwendeter Code
10% bis 30% 30% bis 50% >50%	Schwarz Grün Blau Rot

Beim Abschluß der Messungen hatte das Diagramm ein dem in Fig. 2 gezeigten entsprechendes Aussehen, worin die Röhren 5, 28, 10 und Il klar identifiziert wurden als korrodiert in einem größeren Ausmaß als 10%. Weiterhin kann abgeleitet werden, daß die Röhren 5 und 40 mehr als 50} korrodiert sind, die Röhre 28 in einem Maß von 30% bis 50% korrodiert ist und die Röhren 6 und 41 in einem Maß von 10% bis 30% korrodiert sind.

Dieses Verfahren und das Gerät ermöglichen eine genaue Durchführung der Ermittlung und Messung von Korrosion in Röhrenbündeln. Es handelt sich um ein schnelles Verfahren, da die Zeit für eine einzige Messung sehr kurz ist, und was höchst wichtig ist, es Werden Messungen ermöglicht, bei denen es nicht wie bisher nötig ist, daß das Röhrenbündel zerlegt wird. Sind die Messungen bei dem Röhrenbündel an Ort und Stelle vollendet worden, müssen nur die korrodierten Röhren entfernt werden.

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Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Bestimmung der Stärke einer oder mehrerer Röhrenwände in einem Bündel aus zumindest zwei parallelen Röhren, dadurch gekennzeichnet, daß eine radioaktive Quelle (1) in eine erste Röhre eingesetzt wird, daß ein Strahlungsdetektor (3) für Radioaktivität in eine der ersteren Röhre benachbarte zweite Röhre eingesetzt wird, daß die Ab' sorption der Strahlung durch die zwischenliegenden Wände des Röhrenpaars gemessen wird und daß diese Messung mit einer Standardmessung verglichen wird, die eine bekannte Stärke des Materials repräsentiert, aus dem die Röhren bestehen.

2. Verjfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere - bis zu sechs Strahlungsdetektoren (3) - in Röhren eingesetzt werden, die der ersten Röhre unmittelbar benachbart sind, und daß die Absorption in jeder dieser benachbarten Rühren gleichzeitig gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radioaktive Quelle (1) in mehrere Röhren in einem BUndel eingesetzt wird, daß ein Strahlungsdetektor (3) in jede der unmittelbar benachbarten Röhren eingesetzt wird und daß die Absorption in jeder dieser benachbarten Röhren gemessen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» da-

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durch gekennzeichnet, daß der Korrosionsgrad jeder Röhre in einem Diagramm gezeigt wird, das die Konfiguration des Bündels durch Markierungen veranschaulicht, die der Größe der gemessenen Absorption entsprechen.

5* Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radioaktive Quelle (1) und ein Strahlungsdetektor (3) jeweils auf im wesentlichen parallelen Armen (2, Ό angeordnet sind, die an oder nahe benachbarten Enden durch ein Verbindungsstück (5) verbunden sind.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Arme (2, Ί) einstellbare Länge haben.

7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (5) einstellbar ist und den Abstand der parallelen Arme (2, 1) ändern läßt.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7t dadurch gekennzeichnet, daß Lagefestlegungsabschnitte an dem Quellenarm (2) und dem Detektorarm (¹I) befestigt sind und deren genaue Einhaltung von axialen Lagen in den Röhren ermöglichen.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch eine radioaktive Quelle (1) und bis zu sechs Strahlungsdetektoren (3), wobei die Quelle (1) und jeder Detektor (3) auf im wesentlichen parallelen Armen (2, U) mit verstell-

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barer Länge angeordnet sind, wobei die die Detektoren (3) tragenden Arme (Ί) um den die Quelle (1) als Zentrum tragenden Arm (2) herum verschiebbar sinfl und alle Detektorarme (¹O an oder nahe benachbarten Enden mit dem Quellenarm (2) durch Verbindungsstücke (5) verbunden sind, die ihrerseits verstellbar sind zur Änderung des Abstands der Parallelarme (2,H).

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Detektoren (3) tragenden Arme (¹O einzeln lösbar sind.

11. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Detektoren (3) tragenden Arme (¹O im gleichen Abstand um den die Quelle (l) als Zentrum tragenden Arm (2) herum angeordnet sind.

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