聲發射檢測技術論文(2)
聲發射檢測技術論文篇二
聲發射技術在壓力容器檢測中的應用
摘要：聲發射技術是一種新的無損檢測方法。本文就聲發射技術在壓力容器檢測中的應用進行了探討，簡要介紹聲發射技術的基本原理和優點，并結合了具體的工程實例，詳細闡述了聲發射檢測技術的實施過程，并對檢測結論進行分析。以期能為聲發射技術更好地應用于壓力容器的檢測提供參考。
關鍵詞：聲發射技術;壓力容器;檢測;應用
所謂聲發射，就是貯存在構件內部的能量釋放時所產生的彈性應力波。換句話說，當物體受外力或內應力作用時，缺陷處因應力集中而產生塑性形變，其貯存能量的一部分以應力波的形式釋放出來，這種現象就叫做聲發射。而聲發射技術，就是用儀器探測、記錄、分析聲發射信號和利用聲發射信號推斷聲發射源的一種技術。隨著科學技術的發展，這種技術逐漸廣泛地應用在了金屬壓力容器檢驗和安全評定。本文就聲發射技術在壓力容器檢測中的應用進行了探討，并結合了具體的工程實例，介紹了聲發射技術的基本原理和優點和闡述了聲發射檢測技術的實施過程，以期能為聲發射技術更好地應用于壓力容器的檢測提供參考。
1 聲發射技術的主要優點和使用特點
聲發射技術是根據結構內部發出的應力波來判斷內部損傷程度的一種新型動態無損檢測方法。在許多方面不同于其它常規無損檢測技術，其優點主要是：(1)聲發射是一種動態檢驗方法，聲發射探測到的能量來自被測試物體本身，而不是像超聲或射線探傷方法一樣由無損檢測儀器提供;
(2)聲發射檢測方法對線性缺陷較為敏感，它能探測到在外加結構應力下這些缺陷的活動情況，穩定的缺陷不產生聲發射信號;
(3)在一次試驗過程中，聲發射檢驗能夠整體探測和評價整個結構中缺陷的狀態;
(4)可提供缺陷隨載荷、時間、溫度等外變量而變化的實時或連續信息，因而適用于工業過程在線監控及早期或臨近破壞預報;
(5)由于對被檢件的接近要求不高，而適于其它方法難以或不能接近環境下的檢測，如高低溫、核輻射、易燃、易爆及極毒等環境;
(6)對于在役壓力容器的定期檢驗，聲發射檢驗方法可以縮短檢驗的停產時間或者不需要停產;
(7)對于壓力容器的耐壓試驗，聲發射檢驗方法可以預防由未知不連續缺陷引起系統的災難性失效和限定系統的最高工作壓力;
(8)由于對構件的幾何形狀不敏感，而適用于檢測其它方法受到限制的形狀復雜的構件。
由于聲發射檢測是一種動態檢測方法，而且探測的是機械波，因此具有如下的特點：
(1)聲發射特性對材料甚為敏感，又易受到機電噪聲的干擾，因而，對數據的準確解釋要有更為豐富的數據庫和現場檢測經驗;
(2)聲發射檢測，一般需要適當的加載程序。多數情況下，可利用現成的加載條件，但有時還需要特別作準備;
(3)聲發射檢測目前只能給出聲發射源的部位、活性和強度，不能給出聲發射源內缺陷的性質和大小，仍需依賴于其它無損檢測方法進行復驗。
2 應用實例
某液化氣充裝站需檢驗一臺液化石油氣儲罐，由于日常居民的液化氣充裝量較大，希望能盡量縮短檢驗時間。由此制定了以聲發射檢測為主，其他常規無損檢測進行復驗的方案。
2.1 設備情況
2.4 試驗過程
將探頭布置于容器后實測系統的背景噪聲<39dB，門檻電平設置為40dB。以HB?0.5mm的鉛筆芯折斷為模擬聲發射信號，對8個探頭進行靈敏度標定，實測距探頭100mm處的模擬源信號幅度大于90dB。然后進行水壓試驗條件下的聲發射監測。
在第一次升壓過程中，表現為在整個容器筒體上產生分散分布的聲發射定位源信號，同時有兩處筒體部位出現大量聲發射定位源形成的集團AE1、AE2，如圖2所示。
降壓后的第二次升壓過程中，無聲發射定位源信號產生，滿足Kaiser效應。
2.5 分析
依據文獻[2]按聲發射定位源在升壓和保壓的不同階段出現的次數，先將聲發射定位源分為強活性、活性、弱活性和非活性聲發射定位源。然后再按聲發射定位源信號的幅度和能量大小，將其分為高強度、中強度和弱強度聲發射源，最終即可將所有的聲發射定位源分為A-F6個級別。一般認為，D、E、F三級為危險的聲發射源，C級源如僅在第一次升壓過程中出現，則認為是非危險聲發射源，如在第二次加壓過程中出現，則認為是危險的聲發射源，需要采用常規的無損檢測方法復驗。B、C級源由檢驗人員決定是否需要復驗。A級聲發射源不需復驗，被認為是安全的。
該臺容器的材質為16MnR。根據文獻[2]聲發射信號的強度，按信號的幅度劃分為：弱強度<60dB，中強度60～80dB，高強度>80dB;聲發射定位源的活性按不同升壓保壓階段出現的次數來劃分。
AE1、AE2(如圖3所示)只在升壓過程中出現，且強度均<60dB，為非活性，弱強度，定為A級聲發射源，不需復驗。
AE3(如圖4所示)在第一次加壓循環中的升壓、保壓階段出現，為弱活性源，強度<60dB，為弱強度，定為B級聲發射源。為進一步確定缺陷是否存在，采用表面磁粉級超聲波檢測進行復驗，未發現超標缺陷。
3 結語
綜上所述，壓力容器在制造中采用焊接連接的部位很多，這些部位存在的焊接缺陷在高溫、高壓下很容易因產生腐蝕、裂紋而損傷，若因此而發生泄漏或爆炸，后果將不堪設想。因此，必須對壓力容器進行定期的檢測，避免意外的發生。而聲發射技術因其自身獨特的優點，已經廣泛的應用在了壓力容器的檢測中，相信在以后這種技術可以更加的利于檢測壓力容器，防止安全事故的發生。
參考文獻：
[1]馮璧、朱澤霆、李正玉.聲發射技術及其在壓力容器檢測中的應用[J].中國設備管理.1990(03).
[2]朱玉明.聲發射技術在大型壓力容器檢驗中的應用研究[J].南京林業大學.2006.
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