第7章 声发射检测技术的应用-1.doc

第7章 声发射检测技术的应用 7.1 压力容器 压力容器声发射检测是目前声发射技术应用最成功和普遍的领域之一，压力容器的声发射检验的步骤一般包括对被检容器进行资料审查、现场勘察、检验方案的制定、声发射探头的安装、声发射仪器的调试、加载试验过程中的声发射监测和信号采集、声发射数据的分析和源的分类及检验报告的编制等过程，下面分别加以介绍。 7.1.1 资料审查 资料审查应包括下列内容： (1) 产品合格证、质量证明书、竣工图； (2) 运行记录，开停车记录，有关运行参数，介质成份，载荷变化情况，以及运行中出现的异常情况等资料； (3) 检验资料、历次检验报告和记录； (4) 有关修理和改造的文件。 通过资料审查了解压力容器的结构、几何尺寸、材料、设计压力、日常操作压力、加载史、存在缺陷的情况等，为制订检验方案做好准备 7.1.2 现场勘察 检测开始前，应进行现场勘察，具体进行如下方面的工作： (1) 观察压力容器表面具体情况和周围环境条件，确定传感器的布置阵列； (2) 找出所有可能出现的噪声源，如电磁干扰、振动、摩擦和流体流动等，应对这些噪声源设法予以排除； (3) 确定加压方式、最高试验压力和各个保压台阶等加压程序； (4) 建立声发射检测人员和加载人员的联络方式。 7.1.3 检验方案的制定 在资料审查和现场勘察的基础上制定声发射检验方案，最终确定采用的通道数、传感器阵列布置图、探头在压力容器上的安装部位和加载程序，并准备好检验记录表格。 构件声发射检测所需传感数量，取决于压力容器的大小和所选传感器间距。传感器间距又取决于波的传播衰减，而传播衰减值又来自用铅笔芯模拟源实际测得的距离一衰减曲线。时差定位中，最大传感器间距所对应的传播衰减，不宜大于预定最小检测信号幅度与检测门槛值之差，例如，门榄值为40dB，预定最小检测信号幅度为70dB，则其衰减不宜大于30dB。区域定位比时差定位可允许更大的传感器间距。在金属容器中，常用的传感器间距约为1～5m，多数容器的检测需布置约8～32个探头。 应根据有关规范与用户协商确定最高试验压力和加压程序。升压速度一般不应大于0.5MPa/min。保压时间一般应不小于10min。新制造压力容器或压力管道和在役压力容器或压力管道检测，一般应进行两次加压循环过程，第二次加压循环最高试验压力PT0应不超过第一次加压循环的最高试验压力PT，建议PT0为97%PT。在役压力容器或压力管道检测，一般试验压力不小于最大操作压力的1.1倍；当工艺条件限制声发射检测所要求的试验压力时，其试验压力也应不低于最大操作压力，并在检测前一个月将最大操作压力至少降低15%，以满足检测时的加压循环需要。应尽可能进行两次加压循环。 7.1.4 传感器的安装 传感器的安装程序如下： ① 在压力容器壳体上标出传感器的安装部位； ② 对传感器的安装部位进行表面打磨去除油漆、氧化皮或油垢等； ③ 将传感器与信号线连接好； ④ 在传感器或压力容器壳体上涂上耦合剂； ⑤ 安装和固定传感器。 7.1.5 仪器的调试 (1) 仪器硬件工作参数设置 在仪器开机后，应根据被检测对象，首先设置仪器硬件的工作参数，这些参数一般包括增益、门槛、峰值鉴别时间（PDT）、撞击鉴别时间（HDT）、撞击闭锁时间（HLT）、定位闭锁时间、采样率、外接参数采样率等。 背景噪声测定和检测门槛设置 在开始检测之前进行背景噪声的测定，然后在背景噪声的水平上再加5到10dB作为仪器的门槛电平值。多数检测是在门槛为35～55dB的中灵敏度下进行，最常用的门槛值为40dB。 通道灵敏度校准 为确认传感器的耦合质量和前置放大器与仪器主机各通道处于良好的工作状态，检测前后应检查各信号通道对模拟信号源的响应幅度。模拟信号—般采用直径0.5mm的HB（或2H）笔芯断铅信号，其伸长量约为2.5mm，笔芯与构件表面夹角为30(左右，响应幅度取三次响应的均值。多数金属压力容器的检测规程规定，每通道对铅笔芯模拟信号源的响应幅度与所有传感器通道的平均值偏差为土3dB或±4dB。 (4) 衰减测量 对被检容器采用模拟声发射信号进行衰减测量，画出距离—声发射信号幅度衰减曲线。 (5) 源定位校准 多通道检测时，应在构件的典型部位上，用模拟源进行定位校准。通过实测探头之间的时差，计算出实际声速并输入定位计算软件，最终达到每一模拟信号，均能被—个定位阵列所接收，并提供唯一的定位显示，定位精度应在两倍壁厚或最大传感器间距的5%以内。区域定位时，应至少被一个传感器接收到。 7.1.6 加载试验过程中的声发射监测和信号采集 检测时及时存储采集到的声发射信号数据并做好记录，应实时观察声发射撞击数随载荷或时间的变化