10-声发射原理及应用.ppt

可以增加轧辊裂纹试验（***） 穿带辊西侧轴承 应用（1）---轴承故障识别 应用（1）---轴承故障识别 低速重载设备：转炉250t，转速1r/min 轴向布置8个AE传感器 空炉摇炉：0~180，180~0，0~-180，-180~0 现场照片 倾动角度实时数据 应用（2）---轴承故障定位 转炉示意图 定位结果分析 承载区AE信号集中 5号、6号点出现AE信号集中 应用（2）---轴承故障定位 定位结果分析 5、6号测点处应力集中，持续产生声发射信号 其他测点只有当转炉在运转过程中，才会有声发射信号产生 0~180 180~0 0~-180 -180~0 应用（2）---轴承故障定位 定位结果分析 螺栓断裂处的AE信号波形呈现周期性，且幅值较大 其他处的信号波形是典型的AE衰减信号 5号点AE信号波形 1号点AE信号波形 应用（2）---轴承故障定位 高炉送矿皮带实验验证 以2m/s向高炉输送生产原材料，如矿石、焦炭等 张力辊两端的支撑轴承转速60r/min 2010年4月、5月、8月采集AE数据 应用（3）---轴承故障趋势预测 高炉送矿皮带实验验证 特征量 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 特征量名称 上升 时间 计数 能量 持续 时间 幅值 平均 频率 ASL 特征评价指标 0.6290 0.9462 0.5438 0.4259 0.0148 0.2295 0.0006 特征重要性 11 12 9 8 2 3 1 特征量 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 特征量名称 峰值 计数 反算 频率 初始 频率 信号 强度 绝对 能量 频率质心 峰值频率 特征评价指标 0.3141 2.2209 0.3083 0.5566 1.5693 0.3818 0.2571 重要性 6 14 5 10 13 7 4 应用（3）---轴承故障趋势预测 基于AE的检测 4个轴承的趋势图 轴承1-3-4的趋势图 轴承2内外圈存在明显的点蚀坑 其他轴承的内圈滚道上出现压痕 应用（3）---轴承故障趋势预测 与振动检测的比较 AE检测的趋势图 振动检测的趋势图 基于振动的检测，能够正确刻画4个轴承的劣化趋势，但难以体现4个轴承的故障严重程度 基于AE的检测，振动检测能更有效反映设备劣化趋势，且对故障严重程度更敏感 应用（3）---轴承故障趋势预测 概述 声发射的理论基础 声发射信号的检测与分析 声发射在设备状态监测中的应用 主要内容 声发射传感器 声发射特征值 声发射定位分析 声发射波的传播 声发射波的衰减 凯撒效应 费利西蒂效应 * 给出人耳听力范围，声发射范围（****） 磁畴(Magnetic Domain)理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理。所谓磁畴，是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区域内部包含大量原子，这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同。各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。宏观物体一般总是具有很多磁畴，这样，磁畴的磁矩方向各不相同，结果相互抵消，矢量和为零，整个物体的磁矩为零，它也就不能吸引其它磁性材料。也就是说磁性材料在正常情况下并不对外显示磁性。只有当磁性材料被磁化以后，它才能对外显示出磁性。 * 变压器局部放电试验是为了检查变压器的绝缘性能。当变压器在额定电压下运行时，其绝缘的某些薄弱环节（如互感器内铁芯是否装偏，是否有气泡或其他杂质的存在）会发生放电（即局放），长此以往，导致绝缘性能下降，甚至绝缘击穿，影响变压器安全运行。 * 现代的声发射技术的开始以Kaiser五十年代初在德国所作的研究工作为标志。他观察到铜、锌、铝、铅、锡、黄铜、铸铁和钢等金属和合金在形变过程中都有声发射现象。他最有意义的发现是材料形变声发射的不可逆效应即：“材料被重新加载期间，在应力值达到上次加载最大应力之前不产生声发射信号”。现在人们称材料的这种不可逆现象为“Kaiser效应”。Kaiser同时提出了连续型和突发型声发射信号的概念。 进入九十年代，美国PAC公司、美国DW公司和德国Vallen Systeme公司先后分别开发生产了计算机化程度更高、体积和重量更小的第三代数字化多通道声发射检测分析系统，这些系统除能进行声发射参数实时测量和声发射源定位外，还可直接进行声发射波形的观察、显示、记录和频谱分析。 我国于七十年代初首先开展了金属和复合材料的声发射特性研究，八十年代中期声发射技术在压力容器和金属结构的检测方面得到应用，目前我国已在声发射仪器制造、信号处理、金属材料、复合材料、磁声发射、岩石、过程监测、压力容器、飞机等领域开展了广泛的研究和应用工作。 我国于1978年在中国无损检测学会成