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声发射检测在压力容器无损检测中的应用

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:用仪器检测、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射技术。3)目前的声发射检测仪器大致可分为两个基本类型,即单通道声发射检测仪和多通道声发射源定位和分析系统。②多通道声发射检测仪器,最少通道数不少于2。、72通道声发射检测仪器或系统,均采用功能组件组合方式,根据不同需要组成不同功能的系统。图6-15 单通道声发射检测仪方框图目前,声发射技术在结构完整性的探查方面已获得十分广泛的应用。

声发射检测在压力容器无损检测中的应用

声发射检测是根据检测受力时材料内部发出的应力波判断检测内部结构损伤程度的一种无损检测方法,它是1种动态无损检测方法,能连续监视检测内部缺陷发展的全过程。

1)声发射检测。金属材料由于内部晶格的位错、晶界滑移,或者由于内部裂纹的发生和发展,均要以弹性波的形式释放出应变能。这种现象称为声发射。各种材料声发射的频率范围很宽,从次声频、声频到超声频,所以声发射也称为应力波发射。声发射是一种常见的物理现象,如果释放的应变能足够大,就产生听得见的声音。例如,在耳边弯曲锡片,就可以听见噼啪声,这就是锡受力产生孪生变形的发射声。大多数金属,特别是钢、铁材料,其声发射的频带,均在超声范围内,需要借助电子仪器才能检测出来。用仪器检测、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射技术。

2)声发射检测与多数无损检测方法的区别:a.多数无损检测方法是射线穿透检查,被检零件处于静止、被动状态,而声发射检测是动态无损检测,只有被检零件受到一定载荷,有开放性裂纹发生和发展的前提下才会有声发射可以接受;b.多数无损检测方法是射线按一定途径穿透试件,而声发射是试件本身发射的弹性波,由传感器加以接收。因此,接收到的信号,其幅值、相位、频率不能直接表征声发射源发出的信号。

3)目前的声发射检测仪器大致可分为两个基本类型,即单通道声发射检测仪和多通道声发射源定位和分析系统。

①单通道声发射检测仪一般采用一体结构,其原理如方框图6-15所示。也可以采用组件组合结构,它由换能器、前置放大器衰减器、主放大器、门槛电路、声发射率计数器、总计数器以及数模转换器

换能器是接收声发射信号并转换成电信号的传感器,它通常采用锆钛酸铅、钛酸钡和铌酸锂等作压电元件,输出电压信号。在前置放大器中信号得到放大,提高信噪比。一般要求前置放大器具有40~60dB的增益,噪声电平不超过5μV。

这类仪器已有多种型号,如丹麦B&K公司生产的8312、8313、8314高灵敏度压电换能器、配套使用的2637型前置放大器,2638型宽度适调放大器和4429型脉冲分析仪。(www.xing528.com)

②多通道声发射检测仪器,最少通道数不少于2。目前有双通道、3通道、……、72通道声发射检测仪器或系统,均采用功能组件组合方式,根据不同需要组成不同功能的系统。如美国Dunegan/Endevco公司生产的3000、6000、8000及1032系统,美国声发射技术公司生产的AET5000组件系统。多通道声发射检测系统组成,如图6-16所示。它除了包括单通道声发射仪器模拟量检测和处理系统外,还包括数字量测定系统(时差测量装置等)及计算机数据处理系统和外围显示系统。这样的系统不仅可以在线实时确定声发射源的位置,而且还可以实时评价声发射源的有害度。

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图6-15 单通道声发射检测仪方框图

目前,声发射技术在结构完整性的探查方面已获得十分广泛的应用。对于运行状态下压力容器裂纹缺陷的发生和发展进行在线监测,声发射方法已成为不可缺少的手段。其主要的应用场合有压力容器裂纹的发生和发展、压力容器水压试验的指示、氢脆和应力腐蚀裂纹、中子辐射脆化、周期性超载和应变老化、焊接质量的监测及声图像分析等。

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图6-16 多通道声发射检测系统组成示意图

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