数据解释与评价简介

1.数据解释

数据解释是指从所测得数据中分离出与检测目的有关的数据。除简单情况外，多采用事后分析方法进行。数据解释的主要步骤如下：

1）在记录的数据中，识别出有关数据或噪声与无关数据，识别方法包括分布图、关系图和定位图分析。

2）采用数据滤波方法剔除噪声或无关数据，包括时差滤波或空间滤波，撞击特性参数滤波，外参数滤波。

3）绘制出与检测有关的数据图表。

接下来重点介绍缺陷有害度评价及分类方法。

（1）按升压过程声发射频度分类按升压过程声发射频度分类是声发射检测对缺陷有害度评价中最早提出的方法。它只考虑升压过程声发射信号出现的频度，而不顾及声发射信号的强度。按这种分类方法将缺陷的有害度分为三级，见表3.1-14。

表3.1-14 升压过程声发射频度分类

（2）按声发射源活动性和强度分类在按升压过程声发射频度分类方法基础上，美国材料试验学会提出了按声发射源活动性和强度评价缺陷危险性的方法。所谓声发射源活动性是指声发射事件计数或振铃计数随压力变化出现的频度，如图3.1-32所示。随着压力的增大，声发射计数以比较快的速度连续增大，则属于危险的活动性缺陷（见图3.1-32曲线1）；如果随着压力增大，声发射计数增大的速度较慢，则可看成活动性缺陷（见图3.1-32曲线2）；如果变化不大，则表明缺陷是稳定的（见图3.1-32曲线3）。

所谓声发射强度是以声发射事件（或每个事件的能量）的平均幅度（或反映幅度的其他参量）作为声发射源强度的量度，如果是活动性缺陷，其强度超过活动性声源的平均强度，则此声源是强的，如果声发射强度随着压力增大而连续增大，则此缺陷是危险的。图3.1-33是声源强度表示方法的一个例子，在压力p₀以下，声源是不活跃的；压力在p₀和p₁之间，声源属于低强度；压力在p₁和p₂之间，声源是强的；压力在p₂和p₃之间时，该声源则属于危险强度。

（3）按保压期间的声发射特性分类对于某些材料制成的压力容器，在升压过程中其声发射特性变化不明显时，则可按在某一压力下保压期间的声发射特性来评价该压力容器的完整性。这是一种特殊的分类方法，目前只适用于Ti-6Al-4V合金球形容器的脆性亮带缺陷。这一方法的原理以保压时的声发射持续特性为主要依据，结合升压的声发射特征，将容器分为四类。

第一类：升压过程中没有或只有少量随压力升高而分散出现的低幅度声发射信号，在保压时没有声发射。如图3.1-34a所示。通过容器爆破试验表明，此类特性的声发射源是稳定的，容器属于完整的。

第二类：升压至低、中压力时有较强的声发射，而保压时没有声发射。如图3.1-34b所示。这种类型声发射源也比较稳定，试验表明，属于较完整的容器。

第三类：不论升压时声发射的强烈程度如何，但在保压初期，声发射快速收敛，如图3.1-34c所示。这种类型的声发射源不够稳定，应视保压时声发射收敛速度的快慢来决定对容器的取舍、报废或缩短使用期限。

第四类：无论在升压过程中声发射的强烈程度如何，在保压时声发射收敛缓慢或持续出现或越来越强烈，如图3.1-34d所示。这类容器具有很不稳定的缺陷，爆破压力低于设计压力，属于很不完整的容器。

图3.1-32 缺陷活动性图解

1—临界活动源 2—活动源 3—安静源

图3.1-33 声源强度表示方法

图3.1-34 球形容器保压过程中声发射特性

图3.1-34 球形容器保压过程中声发射特性（续）

应当指出，用这一方法评价压力容器结构完整性时，确定保压压力是非常重要的，应根据容器的使用压力、检测压力和设计压力综合考虑。

（4）缺陷有害度综合评定法为了有效地应用声发射检测技术进行压力容器有害度评定，避免人为主观因素，提高精确度，实现实时检测，近年来日本建立并发展了缺陷有害度综合评定方法，并将这一方法作为日本高压容器声发射检测时缺陷有害度分类的标准方法。

大型压力容器声发射检测时，通常按阵列进行声发射源定位。这样，在容器水压试验过程中可以得到两方面声发射数据。一方面是声发射源定位数据，即从该声源接收到的信号数目和信号集中的程度。另一方面是来自该声发射信号随压力的变化情况。通过对许多球形压力容器水压试验的声发射检测表明，在容器水压试验时，声发射的产生与压力容器中缺陷所处状态之间存在下列关系：

1）有害缺陷多出现突发型声发射，且位置集中。

2）缺陷的不稳定性或有害性一般取决于：①突发型声发射信号的数量及其集中程度；②声源释放的声发射总能量；③突发型声发射产生的时间。即在高压下产生声发射的缺陷比低压下频发产生的声发射缺陷更有害。(www.xing528.com)

缺陷有害度综合评价法的基本原理如图3.1-35所示，它既考虑到声发射事件数和每个声发射事件的能量，又考虑到声源位置的集中度和升压过程的声发射特性，可由计算机实时处理这四方面数据并发出报警信号，具体方法如下：

根据容器水压试验时得到的声发射参数随压力变化的图形，把缺陷的不稳定性质分成四种“类型”，如图3.1-36所示，它也是每一组声源能量释放的综合结果。将缺陷在加压过程中产生的声发射行为特征分为安全、较安全、不安全和特别不安全四类，分别以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示。最后，根据已定出的声源强度“等级”和缺陷的“类型”，按表3.1-15排列方法评定缺陷的有害度。

图3.1-35 缺陷有害度声发射评价法原理图

图3.1-36 声发射“类型”说明图

表3.1-15 缺陷有害度分类表

缺陷有害度共分A、B、C、D四级，A和B是需要注意的缺陷，在容器水压试验后需用其他无损检测方法验证，C和D是无危险性的缺陷。由于全部数据是由声发射系统计算机实时处理的，所以可以根据缺陷的有害度顺序自动发出警告信息。

2.数据评定

（1）验收/拒收式评定法在现行的构件检测规程中，多采用简便的验收/拒收式判据。这种判据主要指示结构缺陷的存在与否，而不指示缺陷的结构意义，但可为验收或后续复检及其处理提供依据。

表3.1-16列出了一些现行检测规程中常用的评价判据。金属和纤维增强塑料压力容器的评价判据实例分别见表3.1-17和表3.1-18。

表3.1-16 常用评价判据

表3.1-17 金属压力容器评价判据一例

注：1.E_H、N_T、E_T、E_A分别表示专用规范规定的验收基准值。

2.V_TH表示规定的检测门槛值。

3.T_H表示规定的恒载时间。

表3.1-18 增强塑料压力容器评价判据一例

注：A_H、E_A、E_H、F_A、N_C，分别表示专用规范中规定的验收标准。

验收标准的量化基准，取决于构件的材料、类型、受载历史、加载方式及检测系统等多种因素，因而对具体情况要作具体规定。一般而言，验收标准来自有关试样和构件的破坏试验数据和大量的现场检测经验，包括声发射与其他无损检测方法的对比验证结果。

（2）声发射源严重性分级法与简便的验收/拒收式评价判据不同，声发射源的多级分类法还可提供缺陷的结构意义，即缺陷的严重程度，可为声发射源的后续处理提供更为具体的指南。例如，基于不同的严重性级别，可提供注意监视、立即降载复检、事后复检、复检的次序等信息。

严重性分类法，通常基于声发射区（通常为检测通道或事件集中区）的活动性、强度、恒载声发射和集中度等特性，且根据具体情况可选择单一特性或组合特性。

表3.1-19列出了近年来采用或改进中的声发射源多级分类法实例。

表3.1-19 声发射源的严重性分类级方法