液体输送管道泄漏的声发射检测方法研究.pdfVIP

学兔兔 第2期 蒋向辉等：液体输送管道泄漏的声发射检测方法研究 45 液体输送管道泄漏的声发射检测方法研究 蒋向辉 ，苏 杭 ，张清懿 (1．柳州职业技术学院，广西柳州 54 500 6； 2．华南理工大学机械与汽车工程学院，广州 5 1 0 640) 摘要：在对声发射检测技术和信号分析方法进行理论研究的基础上，建立了液体管道泄漏的声发射检测系统，采集液体输 送管道泄漏的声发射信号，运用频谱分析和小波分析等方法，对采集到的信号进行分析比较，判断有无泄漏和声发射信号与距 离等因素的关系。实验研究结果证明了液体管道泄漏的声发射检测技术的有效性，而且对于长距离管线的检测具有很好的应 用前景。 关键词：声发射；液体输送管道；泄漏；检测 中图分类号：rQ 055．8 文献标识码：A 文章编号：1001—9219(2009)一02—45—03 管道运输作为重要的交通工具之一，在我国国 流体的噪声信号并分析处理，就可以分析是否存在 民经济和国防工业发展中发挥着越来越重要的作 缺陷。如果采用多通道声发射检测系统，还可以确 用，但管道却常常发生泄漏事故。据统计，我国的油 定声发射源即缺陷的具体部位。声发射技术是一种 田管道穿孔率为0．66次／(km·a)左右I】】。而管道在线 动态无损检测方法，它区别于超声波、x射线、涡流 无损检测技术是管道工业发达国家竞相研制的高 等其它无损检测技术。AE的频率范围从次声(频率 新技术，在国际上属于垄断技术，我国对此也高度重 低于20Hz)，可听声(20Hz-20kHz)，直至几十MHz的 视并跟踪了2O多年，有关部门对此立过项，但尚未 超声波，其幅度(传感器输出电压)，大约从几微伏到 研制成实用性检测装置。目前，国外公司原则上对我 几百伏。但AE信号的强度一般比较弱，人耳不能 国不出售设备(即使出售，每套标价几百万至上千万 直接听见，需要借助敏感的传感器和电子仪器才能 美元)，仅提供检测服务，其检测费每公里约 l万美 检测出来【3_。 元。而现时实用的管道无损检测方法(如超声等)对 管道泄漏检测有很大的效用但同时也有很大的局 限性，因为其逐点采集数据的检测方法并不能适用 于成千上万km的管道检测。而声发射作为一种动 态无损检测方法，对于压力管道的泄漏检测具有潜 解释与评定 在的特殊效果，因此，对于声发射检测技术在液体 图1 声发射检测原理图 管道泄漏检测中的应用研究具有重要的意义 。 Fig．1 Schematic diagram of acoustic emission testing system 1 声发射检测技术 1．2 声发射技术的特点 1．1 声发射的机理 声发射(AE)检测方法在无损检测技术中占有 当材料或内力作用产生变形或断裂，以弹性波 重要地位，它是声学无损检测中的重要方法。它必 的形式释放出应力应变能的现象称为声发射，也称 须有外部条件，如力、电、磁、温度等因素的作用，使 为应力波发射。当压力容器存在缺陷时，随着压力 材料或构件发声；另一方面，由于这些因素的作用， 的变化在泄漏点会产生大量声发射信号，系统接受 使材料内部结构发生变化，如晶体结构变化、滑移 收稿日期