声发射检测技术论文(2)
声发射检测技术论文篇二
声发射技术在压力容器检测中的应用
摘要：声发射技术是一种新的无损检测方法。本文就声发射技术在压力容器检测中的应用进行了探讨，简要介绍声发射技术的基本原理和优点，并结合了具体的工程实例，详细阐述了声发射检测技术的实施过程，并对检测结论进行分析。以期能为声发射技术更好地应用于压力容器的检测提供参考。
关键词：声发射技术;压力容器;检测;应用
所谓声发射，就是贮存在构件内部的能量释放时所产生的弹性应力波。换句话说，当物体受外力或内应力作用时，缺陷处因应力集中而产生塑性形变，其贮存能量的一部分以应力波的形式释放出来，这种现象就叫做声发射。而声发射技术，就是用仪器探测、记录、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的一种技术。随着科学技术的发展，这种技术逐渐广泛地应用在了金属压力容器检验和安全评定。本文就声发射技术在压力容器检测中的应用进行了探讨，并结合了具体的工程实例，介绍了声发射技术的基本原理和优点和阐述了声发射检测技术的实施过程，以期能为声发射技术更好地应用于压力容器的检测提供参考。
1 声发射技术的主要优点和使用特点
声发射技术是根据结构内部发出的应力波来判断内部损伤程度的一种新型动态无损检测方法。在许多方面不同于其它常规无损检测技术，其优点主要是：(1)声发射是一种动态检验方法，声发射探测到的能量来自被测试物体本身，而不是像超声或射线探伤方法一样由无损检测仪器提供;
(2)声发射检测方法对线性缺陷较为敏感，它能探测到在外加结构应力下这些缺陷的活动情况，稳定的缺陷不产生声发射信号;
(3)在一次试验过程中，声发射检验能够整体探测和评价整个结构中缺陷的状态;
(4)可提供缺陷随载荷、时间、温度等外变量而变化的实时或连续信息，因而适用于工业过程在线监控及早期或临近破坏预报;
(5)由于对被检件的接近要求不高，而适于其它方法难以或不能接近环境下的检测，如高低温、核辐射、易燃、易爆及极毒等环境;
(6)对于在役压力容器的定期检验，声发射检验方法可以缩短检验的停产时间或者不需要停产;
(7)对于压力容器的耐压试验，声发射检验方法可以预防由未知不连续缺陷引起系统的灾难性失效和限定系统的最高工作压力;
(8)由于对构件的几何形状不敏感，而适用于检测其它方法受到限制的形状复杂的构件。
由于声发射检测是一种动态检测方法，而且探测的是机械波，因此具有如下的特点：
(1)声发射特性对材料甚为敏感，又易受到机电噪声的干扰，因而，对数据的准确解释要有更为丰富的数据库和现场检测经验;
(2)声发射检测，一般需要适当的加载程序。多数情况下，可利用现成的加载条件，但有时还需要特别作准备;
(3)声发射检测目前只能给出声发射源的部位、活性和强度，不能给出声发射源内缺陷的性质和大小，仍需依赖于其它无损检测方法进行复验。
2 应用实例
某液化气充装站需检验一台液化石油气储罐，由于日常居民的液化气充装量较大，希望能尽量缩短检验时间。由此制定了以声发射检测为主，其他常规无损检测进行复验的方案。
2.1 设备情况
2.4 试验过程
将探头布置于容器后实测系统的背景噪声<39dB，门槛电平设置为40dB。以HB?0.5mm的铅笔芯折断为模拟声发射信号，对8个探头进行灵敏度标定，实测距探头100mm处的模拟源信号幅度大于90dB。然后进行水压试验条件下的声发射监测。
在第一次升压过程中，表现为在整个容器筒体上产生分散分布的声发射定位源信号，同时有两处筒体部位出现大量声发射定位源形成的集团AE1、AE2，如图2所示。
降压后的第二次升压过程中，无声发射定位源信号产生，满足Kaiser效应。
2.5 分析
依据文献[2]按声发射定位源在升压和保压的不同阶段出现的次数，先将声发射定位源分为强活性、活性、弱活性和非活性声发射定位源。然后再按声发射定位源信号的幅度和能量大小，将其分为高强度、中强度和弱强度声发射源，最终即可将所有的声发射定位源分为A-F6个级别。一般认为，D、E、F三级为危险的声发射源，C级源如仅在第一次升压过程中出现，则认为是非危险声发射源，如在第二次加压过程中出现，则认为是危险的声发射源，需要采用常规的无损检测方法复验。B、C级源由检验人员决定是否需要复验。A级声发射源不需复验，被认为是安全的。
该台容器的材质为16MnR。根据文献[2]声发射信号的强度，按信号的幅度划分为：弱强度<60dB，中强度60～80dB，高强度>80dB;声发射定位源的活性按不同升压保压阶段出现的次数来划分。
AE1、AE2(如图3所示)只在升压过程中出现，且强度均<60dB，为非活性，弱强度，定为A级声发射源，不需复验。
AE3(如图4所示)在第一次加压循环中的升压、保压阶段出现，为弱活性源，强度<60dB，为弱强度，定为B级声发射源。为进一步确定缺陷是否存在，采用表面磁粉级超声波检测进行复验，未发现超标缺陷。
3 结语
综上所述，压力容器在制造中采用焊接连接的部位很多，这些部位存在的焊接缺陷在高温、高压下很容易因产生腐蚀、裂纹而损伤，若因此而发生泄漏或爆炸，后果将不堪设想。因此，必须对压力容器进行定期的检测，避免意外的发生。而声发射技术因其自身独特的优点，已经广泛的应用在了压力容器的检测中，相信在以后这种技术可以更加的利于检测压力容器，防止安全事故的发生。
参考文献：
[1]冯璧、朱泽霆、李正玉.声发射技术及其在压力容器检测中的应用[J].中国设备管理.1990(03).
[2]朱玉明.声发射技术在大型压力容器检验中的应用研究[J].南京林业大学.2006.
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