聲發(fā)射檢測技術(shù)論文(2)
聲發(fā)射檢測技術(shù)論文篇二
聲發(fā)射技術(shù)在壓力容器檢測中的應(yīng)用
摘要：聲發(fā)射技術(shù)是一種新的無損檢測方法。本文就聲發(fā)射技術(shù)在壓力容器檢測中的應(yīng)用進行了探討，簡要介紹聲發(fā)射技術(shù)的基本原理和優(yōu)點，并結(jié)合了具體的工程實例，詳細闡述了聲發(fā)射檢測技術(shù)的實施過程，并對檢測結(jié)論進行分析。以期能為聲發(fā)射技術(shù)更好地應(yīng)用于壓力容器的檢測提供參考。
關(guān)鍵詞：聲發(fā)射技術(shù);壓力容器;檢測;應(yīng)用
所謂聲發(fā)射，就是貯存在構(gòu)件內(nèi)部的能量釋放時所產(chǎn)生的彈性應(yīng)力波。換句話說，當物體受外力或內(nèi)應(yīng)力作用時，缺陷處因應(yīng)力集中而產(chǎn)生塑性形變，其貯存能量的一部分以應(yīng)力波的形式釋放出來，這種現(xiàn)象就叫做聲發(fā)射。而聲發(fā)射技術(shù)，就是用儀器探測、記錄、分析聲發(fā)射信號和利用聲發(fā)射信號推斷聲發(fā)射源的一種技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這種技術(shù)逐漸廣泛地應(yīng)用在了金屬壓力容器檢驗和安全評定。本文就聲發(fā)射技術(shù)在壓力容器檢測中的應(yīng)用進行了探討，并結(jié)合了具體的工程實例，介紹了聲發(fā)射技術(shù)的基本原理和優(yōu)點和闡述了聲發(fā)射檢測技術(shù)的實施過程，以期能為聲發(fā)射技術(shù)更好地應(yīng)用于壓力容器的檢測提供參考。
1 聲發(fā)射技術(shù)的主要優(yōu)點和使用特點
聲發(fā)射技術(shù)是根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)出的應(yīng)力波來判斷內(nèi)部損傷程度的一種新型動態(tài)無損檢測方法。在許多方面不同于其它常規(guī)無損檢測技術(shù)，其優(yōu)點主要是：(1)聲發(fā)射是一種動態(tài)檢驗方法，聲發(fā)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(fā)射檢測方法對線性缺陷較為敏感，它能探測到在外加結(jié)構(gòu)應(yīng)力下這些缺陷的活動情況，穩(wěn)定的缺陷不產(chǎn)生聲發(fā)射信號;
(3)在一次試驗過程中，聲發(fā)射檢驗?zāi)軌蛘w探測和評價整個結(jié)構(gòu)中缺陷的狀態(tài);
(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(xù)信息，因而適用于工業(yè)過程在線監(jiān)控及早期或臨近破壞預(yù)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(huán)境下的檢測，如高低溫、核輻射、易燃、易爆及極毒等環(huán)境;
(6)對于在役壓力容器的定期檢驗，聲發(fā)射檢驗方法可以縮短檢驗的停產(chǎn)時間或者不需要停產(chǎn);
(7)對于壓力容器的耐壓試驗，聲發(fā)射檢驗方法可以預(yù)防由未知不連續(xù)缺陷引起系統(tǒng)的災(zāi)難性失效和限定系統(tǒng)的最高工作壓力;
(8)由于對構(gòu)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(fù)雜的構(gòu)件。
由于聲發(fā)射檢測是一種動態(tài)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(fā)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(shù)據(jù)的準確解釋要有更為豐富的數(shù)據(jù)庫和現(xiàn)場檢測經(jīng)驗;
(2)聲發(fā)射檢測，一般需要適當?shù)募虞d程序。多數(shù)情況下，可利用現(xiàn)成的加載條件，但有時還需要特別作準備;
(3)聲發(fā)射檢測目前只能給出聲發(fā)射源的部位、活性和強度，不能給出聲發(fā)射源內(nèi)缺陷的性質(zhì)和大小，仍需依賴于其它無損檢測方法進行復(fù)驗。
2 應(yīng)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(fā)射檢測為主，其他常規(guī)無損檢測進行復(fù)驗的方案。
2.1 設(shè)備情況
2.4 試驗過程
將探頭布置于容器后實測系統(tǒng)的背景噪聲<39dB，門檻電平設(shè)置為40dB。以HB?0.5mm的鉛筆芯折斷為模擬聲發(fā)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(fā)射監(jiān)測。
在第一次升壓過程中，表現(xiàn)為在整個容器筒體上產(chǎn)生分散分布的聲發(fā)射定位源信號，同時有兩處筒體部位出現(xiàn)大量聲發(fā)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(fā)射定位源信號產(chǎn)生，滿足Kaiser效應(yīng)。
2.5 分析
依據(jù)文獻[2]按聲發(fā)射定位源在升壓和保壓的不同階段出現(xiàn)的次數(shù)，先將聲發(fā)射定位源分為強活性、活性、弱活性和非活性聲發(fā)射定位源。然后再按聲發(fā)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(fā)射源，最終即可將所有的聲發(fā)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(fā)射源，C級源如僅在第一次升壓過程中出現(xiàn)，則認為是非危險聲發(fā)射源，如在第二次加壓過程中出現(xiàn)，則認為是危險的聲發(fā)射源，需要采用常規(guī)的無損檢測方法復(fù)驗。B、C級源由檢驗人員決定是否需要復(fù)驗。A級聲發(fā)射源不需復(fù)驗，被認為是安全的。
該臺容器的材質(zhì)為16MnR。根據(jù)文獻[2]聲發(fā)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(fā)射定位源的活性按不同升壓保壓階段出現(xiàn)的次數(shù)來劃分。
AE1、AE2(如圖3所示)只在升壓過程中出現(xiàn)，且強度均<60dB，為非活性，弱強度，定為A級聲發(fā)射源，不需復(fù)驗。
AE3(如圖4所示)在第一次加壓循環(huán)中的升壓、保壓階段出現(xiàn)，為弱活性源，強度<60dB，為弱強度，定為B級聲發(fā)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(fù)驗，未發(fā)現(xiàn)超標缺陷。
3 結(jié)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(chǎn)生腐蝕、裂紋而損傷，若因此而發(fā)生泄漏或爆炸，后果將不堪設(shè)想。因此，必須對壓力容器進行定期的檢測，避免意外的發(fā)生。而聲發(fā)射技術(shù)因其自身獨特的優(yōu)點，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在了壓力容器的檢測中，相信在以后這種技術(shù)可以更加的利于檢測壓力容器，防止安全事故的發(fā)生。
參考文獻：
[1]馮璧、朱澤霆、李正玉.聲發(fā)射技術(shù)及其在壓力容器檢測中的應(yīng)用[J].中國設(shè)備管理.1990(03).
[2]朱玉明.聲發(fā)射技術(shù)在大型壓力容器檢驗中的應(yīng)用研究[J].南京林業(yè)大學(xué).2006.
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