声发射技术检验

声发射技术检验（精选9篇）

声发射技术检验 篇1

河南省目前拥有大型在用压力容器1000多台,其中有很多压力容器储存大量易燃、易爆、有毒、有害介质,并且这些容器中有相当数量存在着各种“先天性”和“后天性”缺陷,且不能得到及时发现和处理。因此,寻找能够快速、经济、有效的在用压力容器检测评定方法是特种设备管理和检测人员的迫切愿望。

1 声发射现象与声发射源

材料中如果存在局部缺陷,这些局部缺欠会在高应力条件下快速扩展,并且迅速释放能量产生瞬态弹性波的现象称为声发射(Acoustic Emission),有时也称为应力波发射。材料在应力作用下的变形与裂纹扩展,是结构失效的重要机制。这种直接与变形和断裂机制有关的源,被称为声发射源[1]。

2 声发射检测技术的基本原理

声发射检测技术的基本原理就是利用藕合在材料表面上的压电陶瓷探头将材料内声发射源产生的弹性波转变为电信号,然后应用电子设备将这些电信号加以放大和处理使之特性化,并加以显示和记录,从而获得材料内声发射源的波形及特征参数。通过分析检测过程中声发射仪器获得的声发射信号波形及各种参数,可以知道材料内部的缺陷情况。如果用多通道声发射检测系统,还可以确定声发射源即缺陷的具体部位。用仪器探测、记录、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检测技术。

声发射技术是一种动态无损检测方法, 它区别于常规无损检测如超声波、X-射线等其它无损检测技术,是压力容器定期检验的一种新方法。

声发射检测原理如图1所示。

3 国内外声发射技术进展情况

声发射的研究工作开始于上世纪五十年代,德国人Kaiser首先提出了材料在重复加载时具有“Kaiser效应”,后来Felicity经反复试验,在Kaiser效应的基础上进行了完善,提出了材料同时具有“Felicity效应”,声发射技术的研究就是基于这两个基本原理展开的。声发射技术作为压力容器的无损检测方法始于20世纪60 年代末期。通过近40 年的发展, 目前在欧美一些发达国家已经成为成熟的无损检测手段。

我国于20世纪70 年代开始声发射技术的研究和应用,但由于当时的声发射仪器不太完善以及其它影响因素,使我国70年代末80年代初压力容器的声发射检测应用处于低潮。随着80年代后期我国在声发射技术应用领域内的投入加大,使我国的声发射技术得到较快发展。特别是90年代末期,随着具有我国自主知识产权的声发射检测仪器的开发和应用,使得我国声发射检测技术得到前所未有的快速发展。近几年来,声发射技术在压力容器检测方面的成功应用,为该项技术的发展提供了宝贵经验[2]。在声发射专业委员会的推动下,我国已经开始颁布和执行了一些新的声发射检测及评定标准。

4 声发射检测技术的特点

声发射技术已成为金属压力容器的重要无损检测方法之一,由于该方法能对活动性缺陷进行动态检测,因此在压力容器水压试验过程中经常用该技术进行监测。与其它常规无损检测方法相比,声发射检测技术的主要优点如下:

(1)声发射是一种动态检测方法,声发射探测到的能量来自被测试物体本身;

(2)声发射检测方法对线性缺陷较敏感,它能探测到在外加结构应力下这些缺陷的活动情况;

(3) 在一次试验过程中,声发射检测能够整体探测和评价整个结构中缺陷的状态;

(4)可提供缺陷随载荷、时间、温度等外变量而变化的实时或连续信息,适用于工业过程在线监控及早期或临近破坏预报;

(5)对被检件的接近要求不高,适用于其他方法难于接近环境下的检测,如高温、核辐射、极毒等环境。

(6)声发射检测方法可以缩短检测的停产时间或者不需要停产,可以进行设备的在线检测;

(7)声发射检测方法可以预防由未知不连续缺陷引起系统的灾难性失效和限定系统的最高工作压力。

由此可见,与其它的常规检测手段相比,声发射技术有着更好的科学性和更高的实用性。但是同其他无损检测方法一样,声发射检测同样具有一定的局限性,它依然需要其它无损检测方法进行补充。

主要原因是:

(1)声发射检测容易受到外部噪声信号的干扰,因此对噪声信号的屏蔽和分析成为我们检测的前提。

(2)声发射检测时一般需要适当的加载程序,有时还需要特别准备加载工作。

(3)声发射检测目前只能给出声发射源的部位、活性和强度,不能给出声发射源内缺陷的性质和大小。

5 声发射检测技术在压力容器检验中的应用

由于声发射技术的优越性,使得它在众多领域得到广泛应用。声发射技术压力容器中的应用,主要是对大型构件的完整性进行检测和评价,或者对大型设备进行在线安全监测。

5.1 声发射技术在化工压力容器定期检验中的应用

我们对试件做拉伸试验时,当应力达到材料的塑性变形区域时,声发射的发射率急剧增加,经过最大值后又逐步减少。一般认为这一声发射是由于材料的位错移动而产生的。在被检设备中存在裂纹等危害缺陷情况下,裂纹顶端产生应力集中,致使该部位比其他部位更早的进入塑性变形区域而引发声发射信号,这为我们对压力容器定期检验发现一些裂纹等危害性缺陷提供了一个前提条件。

经过材料的反复加压和卸载,人们发现当加了一次载荷使材料产生声发射信号之后卸去载荷,第二次再加载载荷时则在所加载荷未超过第一次加载时的应力值之前,便没有声发射信号产生。这一不可逆的现象就称为“凯赛尔效应” [3],它也常被用于压力容器的定期检验。

根据声发射不可逆效应——凯赛尔效应,对在用压力容器因已承受过一定的压力,故在定期检验中再次进行水压试验时,当压力不超过使用时的最高工作压力,则不出现声发射信号。有可能造成缺陷的漏检。因此我们在做加载试验时一定要高于压力容器的最高工作压力才不会造成缺陷漏检。若压力容器在长期使用过程中,产生了疲劳裂纹或应力腐蚀裂纹等缺陷,则在较低的压力下就会产生声发射信号。这样,在压力容器定期检验的水压试验中用声发射监测就能发现裂纹的扩展信号。

5.2 声发射技术在核电站压力容器中的应用

为了解决能源问题,同时也是出于对环保问题的重视,世界各国核能工业正在迅速发展,目前我国有几百座核电站正在运转,并且新的核电站还正在兴建。但事情往往存在两面性,当一次次核电事故发生时,又使得人们对核电站的安全更为担忧。因此,如何保障核电站尤其是反应堆等核心压力容器的安全成为核电发展的重中之重。通过声发射在线监控系统可以使得我们对核反应堆等核心设备安全状况进行监测和评价。声发射在核反应堆中的应用主要有如下几个方面:

(1)核压力容器及回路系统水压试验时的监测;

(2)定期检修后水压试验的监测;

(3)放射性物质泄漏的监测;

(4)开停机及失水事故紧急停堆时对热冲击的监测;

(5)对某些重点部位的实时在线监测;

通过这些监测对核反应堆压力容器的安全状况进行整体评价,以便早期做出反应,防止事故发生。

6 我国常用声发射检测评定标准和检测结果评价

随着我国的声发射检测技术的不断完善,我们已经形成了一些检测评定标准,比较常用的标准有:

(1)GB/T12604.4-2004《无损检测术语 声发射检测》;

(2)GB/T18182-2000《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》;

(3)GJB2004-94《钛合金压力容器检测方法》;

(4)JB/T7667-95《在役压力容器声发射检测评定方法》;

(5)JB/T6916-93《在役高压气瓶声发射检测和评定方法》。

在这些标准中,用于我们石油化工领域内承压类特种设备定期检验的最新标准是GB/T18182-2000《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》。

根据标准GB/T18182-2000对声发射检测结果的评价应该分别对声发射源进行活度、强度和综合等级进行划分[4]。声发射源的活度划分可按照下面方法进行:

(1)如果源区的事件数随着升压或保压呈快速增加时,则认为该部位的源具有强活性;

(2)如果源区的事件数随着升压或保压呈连续增加时,则认为该部位的源具有活性;

(3)如果源区的事件数随着升压或保压呈间断出现时,则认为该部位的源具有弱活性;

(4)如果源区的事件数随着升压或保压呈不出现时,则认为该部位的源具有非活性。

对于一次加压循环,源的活度等级划分方法可参照表1进行。

注:○表示有声发射源;×表示无声发射源。

声发射源强度的划分可用能量、幅度或计数等声发射特征参数来表示。源的强度计算取源区前5个最大的能量、幅度或计数参数的平均值,根据这些平均值参照表2进行强度划分。

注:表中a、b参量值应由试验来确定

根据源区的活度和强度等级就可以进行综合等级的划分,综合等级划分按照表3进行。

综合等级为A级的声发射源不需要复验,B、C级声发射源由检验人员决定是否需要复验,其它级别的声发射源必须采用常规无损检测方法进行复验。

7 结 语

声发射检测是无损检测的新技术,作为在役压力容器定期检验的一种主要方法是非常有效和完全可行的。我们应该大力推广这一高新技术,使声发射检测这一方法更广泛地应用到我们的检验工作中,以提高检验、检测水平及效率,确保设备的安全和正常运行。随着工艺技术发展,结构复杂、运行条件苛刻的压力容器将会越来越多,这对检测技术和水平必然提出更高的要求,为适应这一快速发展的需要,开展声发射检测技术在压力容器检测中的应用研究已经成为一种势在必行的趋势。

摘要：介绍了声发射技术的原理及凯赛尔效应,声发射检测技术的发展情况、检测特点、评定标准和评价方法。并在此基础上提出了声发射检测技术在压力容器定期检验中的重要性。

关键词：声发射检测技术,压力容器,定期检验,凯赛尔效应

参考文献

[1]沈功田.声发射检测[M].北京:特种设备无损检测委员会,2005:5-6.

[2]何泽云,关卫和,周宗海,等.在用承压设备声发射评价技术进展[J].承压设备,2002(9):41-42.

[3]GB/T12604.4-2004《无损检测术语声发射检测》[S].北京:国家标准委,2004:2-3.

[4]GB/T18182-2000《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》[S].北京:国家标准委,2000:3-4.

声发射技术检验 篇2

通过对飞机平尾大轴疲劳试验过程中声发射信号的分析,发现了异常的声发射集中部位,综合分析认为这是由于异常摩擦机制造成的声发射,分析结果得到了卸载目视检查结果的`验证.

作 者：范靖 吴惠勇 刘哲军 FANG Jing WU Hui-yong LIU Zhe-jun 作者单位：范靖,吴惠勇,FANG Jing,WU Hui-yong(沈阳飞机设计研究所,辽宁,沈阳,110035)

刘哲军,LIU Zhe-jun(航天材料及工艺研究所,北京,100076)

声发射技术检验 篇3

关键词:声发射检测技术;声发射泄漏检测技术;锅炉压力容器检测

中图分类号:TH878 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)27-0024-02

随着科学技术的快速发展,声发射检测技术得到了广泛的应用。声发射又称应力波发射,当材料或零部件受到外力作用发生变形、断裂或内部应力超过屈服极限而进入不可逆的塑性变形阶段,都会以瞬间弹性波形式释放出应变能,这种现象称为声发射(AE)。在外部条件作用下,材料或零部件的缺陷或潜在缺陷改变状态而自动发出瞬间弹性波的现象亦称为声发射。由于这种声发射弹性波能反映出材料的一些性质,故采用检测声发射信号的方法,可以判断材料或设备的某种状态。运用仪器检测、记录、分析声发射信号,并利用声发射信号诊断发射源状态的技术称为声发射检测技术。

1声发射检测技术

一般常规的无损检测方法,都只能检测“静态”缺陷,而发展中的缺陷才是锅炉压力容器中最危险的隐患。声发射检测基于金属材料在应力作用下发生塑性变形和缺陷扩展时会发出声信号的物理现象为原理,采用多通道换能器并利用现代的电子处理技术进行信号采集和分析,从而得到部件在加载时缺陷的动态信息。用声发射对承载设备的监听、对结构材料中的“动态”缺陷进行检测和定位,以评定结构的完整性。声发射检测不必像其他常规探伤方法“必须充分接近缺陷位置”和“逐一扫描”才能进行检验,而是靠有限的几个“固定不动的”传感器就有可能对整个设备的完整性做出评定。

事实上,大多数压力容器事故是由焊接缺陷引起的。因此,有效地进行焊接缺陷的检验和缺陷评定在相当程度上是有效地进行了压力容器的检验。常规压力容器检测方法是焊缝的全面常规无损检测,如超声波探伤、x射线、v射线、磁粉探伤和着色探伤等。一般情况要对压力容器的所有焊缝进行不少于20%比例的x射线焊缝内部探伤,有时甚至要进行100%焊缝常规无损探伤(超声波或射线探伤),必要时还要对焊缝缺陷部位进行断裂力学评定,工作量大、检测时间长、劳动强度大。而声发射技术检测是由多通道换能器接收受压部件受载时材料内部缺陷因屈服、开裂、裂纹扩展等强烈变形现象所发出的声波信号(应力波或能量波),从而对这些信号进行采集、处理、分析,以得到产生声发射信号缺陷的情况参数,如应力波幅度大小、次数或个数的多少、应力波缺陷源的部位、出现应力波的载荷等,从而达到缺陷评定的目的。

2声发射检测技术原理与应用

2.1声发射检测技术基本原理

声发射(ACOUSTIC EMISSION,简称AE)是指材料局部因能量的快速释放而发出瞬态弹性波的现象,也称为应力波发射。声发射是一种常见的物理现象,大多数工程材料变形和断裂时都有声发射产生,如果释放的应变能足够大,还可产生人耳听得见的声音。例如坐在椅子上晃动身体时,可以听见嘎吱声。

在检测实践中,通常我们需要借助灵敏的电子仪器来探测从缺陷处发出的声发射信号,这种利用仪器探测、记录、分析声发射信号并利用声发射信号进一步推断声发射源性质的技术称为声发射检测技术。该技术涉及声发射源、波的传播、声电转换、信号处理、数据显示与记录、解释与评定等基本概念。

由于声发射的产生机制不同,传统意义所讲的声发射检测技术主要是采集并分析突发型声发射信号来推断结构损伤严重性的技术。而分析由于泄漏介质与漏孔摩擦产生的连续型声发射信号推断泄漏的部位、大小的技术称为声发射泄漏检测技术。

2.2声发射泄漏检测技术原理

声发射泄漏检测技术是声发射技术应用的重要分支之一。其原理是:当气体或液体在一定压力作用下从漏孔泄漏时会在漏孔处激发出连续的机械波,通过示波器观察泄漏激发的声发射波形,其形状为幅度波动很小的、连续的、几乎无任何规律的波动。泄漏声发射波的频带范围分布随漏孔大小、泄漏速度、泄漏介质不同可从几Hz到几百kHz不等。利用适合的声发射传感器接收这些来自泄漏部位的声发射波,然后将机械波转变成电信号并放大后传送至声发射主机,经过分析处理就可以确定并得到泄漏的位置和泄漏量的大小等信息。

一般而言,泄漏量越大,激发的声发射信号幅度也越高。对于声发射泄漏检测技术而言,所用的传感器频率越低,则能监听更远距离的泄漏源。由于受到环境噪声的影响,声发射泄漏检测的频率范围多数在几十kHz至几百kHz之间。资料显示,目前声发射泄漏检测的灵敏度最高可以达到10-2～10-3 P.m3/S。因此,可以看出声发射泄漏检测技术是一种相对灵敏度较低的检测技术,目前其主要应用在航空航天、石油化、电力、核电等行业的管路、阀门、容器、罐等。

2.3声发射检测技术的应用

声发射检测通常与压力容器水压试验过程同步进行,以确定活动发展性焊接缺陷可能存在的区域。第一步检测所需的时间大约是水压试验所需时间,检测结果数据保存在计算机的磁盘和有关图表上,并在容器壳体上可推算出声发射源的位置。由于声发射检测是计算机控制缺陷自动数据采集,数据可靠性高,人为因素干扰小,数据可长期保存,结果显示简单明了,对查出的声发射源定位性能极佳。应用声发射技术进行缺陷检测与评定的第二步是对已查出的声发射源进行常规无损检测复验。根据定位结果通过复验来确认哪些声发射源是与焊接缺陷有关的,哪些是噪声干扰源和其他原因产生的源。第二步工作量一般较小,例如某50 m3储罐仅需对l1个声发射源共约3 m长的焊缝进行常规无损复验。应用声发射技术进行焊接缺陷检验与评定的第三步是在第一步声发射检测结果和第二步常规无损检测复验结果的基础上进行缺陷评定。第三步的具体内容就是根据声发射压力容器检测数据和有关标准以及常规无损检测数据、有关标准和压力容器事故失效分析的数据对声发射源焊接缺陷进行评定。

以往的静态常规无损探伤技术,如射线、超声波、磁粉等均只能检查材料已产生的缺陷,并常有漏检的现象,而且不能及时全面地检查、评价容器在受压过程中裂纹的产生、发展以到断裂的趋势,不能在容器发生灾难性爆炸前及时报警。然而,声发射检测由于技术上的特点,具有在动态条件下活动性缺陷主动参与检测的独到之处,可以整体全方位进行,从而可以预测缺陷的有害度和发展的趋势,做出准确的安全评定,具有广泛的客观性,“不受操作者主观臆断的干扰”。同时,在声发射检测结果的基础上进行常规无损检测复验,大大减少了常规无损检测抽查的局限性,提高了检验效率和可靠性,减少了漏检的可能,减轻了劳动强度。

3声发射检测技术在我国的发展

在我国,声发射检测技术已越来越多地被应用于压力容器的检测方面。有一些声发射技术研究应用机构,从事声发射技术的引进、消化、吸收、研究和应用推广,其目的就是采用高

新技术,改善压力容器现场检验的繁重劳动,提高检验质量,更快、更好地为广大用户服务。声发射是材料在受载情况下,主动反映材料内部缺陷活动信息,一次性对结构进行整体检测,并且无须使探头(传感器)在被测结构表面扫描,变传统无损检测方法的“被动”检出为“主动”检出。从检查范围看,声发射是全方位检测,缺陷所处的位置和方向不会影响声发射对缺陷的检出率。

4结束语

声发射检测技术是一种动态无损检测方法,它可以对检测对象进行实时监测,且检测灵敏度高。此外,几乎所有材料都具有声发射特性,所以声发射检测不受材料限制,且不受检测对象的尺寸、几何形状、工作环境等因素的影响。我们应该大力推广这一高新技术,使声发射检测这一方法更广泛地应用于我们的检验工作中,提高检验、检测水平及效率,确保设备的安全和正常运行。

Application of the Sound Launches Examination

Technology Principle in Boiler Pressure Vessel Examination

Wu Congrong

Abstract:Along with science’s and technology’s fast development, the sound launch examination technology obtained the widespread application, the article mainly introduced the sound launch examination technology in the boiler pressure vessel examination principle and the application.

声发射技术检验 篇4

(一) 声发射技术概述

1. 声发射技术的原理。

材料中局域源快速释放能量产生瞬态弹性波的现象称为声发射, 声发射技术是当设备在役增压, 如液压试验时, 通过在设备外表面的声发射传感器组来监测裂纹的扩展、破裂等缺陷释放声能而发出的声发射波, 从而监测这些缺陷的技术。

2. 声发射技术的优点。

与射线、超声等其它无损检测方法相比, 声发射技术在大型压力容器检测方面具有以下优点: (1) 由于提供缺陷在应力作用下的动态信息, 适于评价缺陷对结构的实际有害程度; (2) 实现连续在线监测, 适用于工业过程在线监控及早期或临近破坏预报; (3) 由于对被检构件的接近要求不高, 可适应复杂的检测环境, 如高低温、核辐射、易燃、易爆及有毒等环境; (4) 由于对构件的几何形状不敏感, 因而适用于其它检测方法受到限制的形状复杂的构件; (5) 利用多通道实现整体或大范围的快速检测, 保温层的最少量拆除 (只需拆除很小的面积安装传感器) , 经一次加载或试验过程, 就可确定缺陷的部位, 检测效率高 (直径为15米的球罐检测时间约为3天) , 可以大大地节省时间和资金, 有的还可以避免开罐等过程, 经济效益十分明显。

3. 声发射技术的局限性。

声发射技术的局限性在于: (1) 仅用于检测活性缺陷, 用此方法没有检测出裂纹, 并不能肯定该设备没有缺陷, 同时, 为使裂纹处于活跃状态采取的增压, 使本来可能带有未知危险缺陷的设备, 处于一种可能的更不安全中, 须慎重对待; (2) 声发射检测一般需要适当的加载程序, 多数情况下, 可利用现成的加载条件, 但有时还需要特别准备; (3) 不能确定缺陷的性质和大小, 有时仍需依赖于其它无损检测方法复验; (4) 检测灵敏度非常高, 因此背景噪声 (如电噪声、机械摩擦等) 给检测带来的干扰难以避免, 因而, 对数据的解释需要有更为丰富的数据分析和现场检测经验。

(二) 声发射技术在国内大型压力容器检验中的应用

1. 检测应用情况。

自1963年美国人Dunegan首次将声发射技术应用于压力容器的检验, 通过四十多年的发展, 目前声发射技术已成为成熟的无损检测手段, 在国内外压力容器检验中得到广泛应用。上世纪70年代中期合肥通用机械研究所在国内最早开展了压力容器的声发射检测应用工作, 80年代中国特种设备检测研究中心、冶金部武汉安全环保研究院和大庆石油学院等, 对金属压力容器的声发射检测和评定方法进行了较深入的研究和广泛的应用。90年代初燕山石化、天津石化、大庆油田、胜利油田、辽河油田和深圳锅炉压力容器检验所等石油、石化企业检验单位和专业检验所, 相继进口大型声发射仪器广泛开展压力容器的检验。进入21世纪至今, 许多技术监督系统和军队系统的锅炉压力容器检验所购买多通道声发射仪开展压力容器的检验工作。2003年8月国家质量监督检验检疫总局颁布的《特种设备检验检测机构管理规定》和《特种设备检验检测人员考核与监督管理规则》, 正式将声发射技术作为压力容器检测常用的无损检测方法之一, 专业的无损检测公司可以从事压力容器的声发射检测工作。2004年颁布《压力容器定期检验规则》正式把声发射技术列为压力容器定期检验的无损检测方法之一。2007年, 《固定式压力容器安全技术规范》征求意见稿第一百三十一条也强调了应当采用在线检验等方法降低大型成套装置中的在用压力容器对于装置运行期间风险位于可接受水平之上的压力容器风险。自此, 压力容器的声发射检测工作已正式纳入我国政府的特种设备安全监察法规体系。据统计, 我国目前约有70多个特种设备检验机构购买了美国PAC公司的设备, 其中宁波市特种设备检验中心的单台设备的通道数达到72个。据粗略统计, 我国目前约有60多个科研院所、大专院校和专业检验单位在各个部门和领域从事声发射技术的研究、检测应用、仪器开发、制造和销售工作, 从业人员200多人。目前国内有近30家拥有声发射仪器的单位从事压力容器的声发射检测, 这些单位每年采用声发射检测大型压力容器200~300台。目前已有在8000m3的大型球罐上声发射检验的成功经验。

2. 检验标准。

在制定检测标准方面, 除声发射检测术语和检测仪性能测试两个基础标准之外, 我国现有的声发射检测标准几乎均为压力容器的检测方法, 这些标准相互配套, 基本上满足了国内的压力容器检测需求。目前国内已颁布的现行压力容器声发射标准有:GB/T18182—2000《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》;GJB2044—1994《钛合金压力容器检测方法》等。

3. 声发射检测仪器。

随着电子计算机技术的发展, 声发射检测仪器从全模拟式到全数字式更新了5代以上。完整的声发射系统包括:声发射卡、声发射主机系统、声发射传感器、声发射前置放大器、声发射处理软件, 声发射系统核心部件为声发射卡。目前国内应用的声发射仪器主要是以下公司提供的仪器, 其中PAC公司产品占世界声发射仪器和传感器市场份额的85%以上, 占中国进口声发射市场的90%以上。美国PAC公司声发射产品依据其声发射卡型号不同而构成三个声发射系统, 即:Di SP系统、SAMOS系统、PCI-2系统。德国VALLEN公司拥有AMSY系列声发射仪器, 最新为AMSY5ASIP-2型。国内的北京声华公司拥有SAEU2和SDAES数字声发射系统。北京科海恒生科技有限公司也于2007年3月正式推出KAISER-I (开瑟尔1型) 数字化波形声发射仪器。以上这些声发射产品最新机型都为数字声发射系统, 能够实时采集和显示声发射信号波形和参数 (可以同时采集参数和波形, 也可以只采集存储参数数据, 还可以只采集存储波形数据) , 具有强大的实时和事后声发射参数和波形信号处理功能, 具有强抗干扰能力;同时通道数可扩充至单机容量100通道以上, 具有强大的整体检测能力。PAC公司的MONPAC技术更是基于5000多台容器多次试验经验, 符合ASME的声发射金属压力容器检测标准, 用于压力容器 (金属压力容器和复合材料压力容器) 检验和安全评估, 全球独有的专家系统。能解决中国于2001年颁布了压力容器声发射检测的国家标准GB18182-2000缺乏量化方法的不足。

4. 人员培训。

在检测人员资格认证方面, 已有5人以上以声发射检测技术的有关研究内容为论文题目获得博士学位, 有50多人获得硕士学位。国家质量监督检验检疫总局特种设备无损检测人员资格考试委员会于2002年开始每年进行资格认证培训考核, 到2008年已颁发Ⅲ级检测人员资质证书16人, 仅2008年就颁发Ⅱ级检测人员资质证书78人。

5. 研究进展。

在仪器更新发展方面, 目前PAC公司正在致力于多通道 (Multi-Channel AE Products) 、便携式电池供电操作 (Portable, Battery Operated AE Products) 、无线探头连接 (Wireless AE Products) 、在线监测 (On-Line Monitoring Products) 等声发射产品的研究。

在金属压力容器的声发射信号处理和分析方面, 我国处于世界的领先地位, 刘时风、沈功田和戴光在其博士论文中开发和采用了现代谱分析、小波分析、模式识别、人工神经网络模式识别、灰色关联分析和模糊分析等先进技术, 其结果可以在不进行复验的情况下, 直接给出压力容器声发射源的性质及危险程度。

(三) 声发射技术在我区的应用前景

1. 我区目前的大型压力容器状况。

随着广西经济的快速发展, 大型压力容器越来越多, 今年年初广西北部湾经济区获得国务院批准后, 广西中石油钦州港1000万吨炼油项目就安装了21台3000m3的球罐, 两台650m3液氨罐, 两台400m3空气罐。据粗略统计, 目前北部湾经济区四市已有200m3以上球罐超过85台, 其中还有目前国内最大的10000m3球罐两台, 我区其它的大型压力容器主要是分布全区80多个县市区液化石油气站的液化石油气储罐, 仅北部湾经济区四市150m3以下的大型液化石油气储罐和液氨储罐就已超过250台。已开始前期准备工作的广西钢铁集团防城港1000万吨钢铁基地项目也将安装许多大型压力容器, 包括大型球罐。

2. 检验经济效益分析。

大型压力容器是重大的危险源, 按照《特种设备监察条例》的要求, 在使用3~6年时, 必须要实施定期检验, 以确保安全。而常规检验就必须停产、清洗、介质置换、拆除保温和附属设施等, 不但导致整套装置或整个企业长时间停产, 损失巨大, 而且还会损耗大量的人力物力, 增加检验费用。如某厂8000m3液氨球罐如采用常规无损检测方法检验, 为检验拆除和恢复球罐外表面保温层、架设球罐内外部检验辅助设施、常规无损检测耗材等约需130万元, 检验周期要1个月左右, 应用声发射技术检验不需拆除保温层, 仅需架设外部检验辅助设施, 检验耗材也才5万元左右, 费用仅是前者的10%左右, 检验时间仅为10天时间, 间接费用节约更多, 经济效益显著。再以100m3液化石油气气储罐为例进行分析, 因液化石油气储罐并不是在现场组焊, 而是在制造条件很好的工厂中制造焊接并经热处理, 因此制造质量比较好, 而且储罐设计压力一般为1.77MPa, 实际上使用的工作压力不到0.8MPa, 根据多年来的定期检验结果表明, 储罐极少发现超标缺陷。这样应用声发射技术检测将不用进行开罐检验, 每台设备仅开罐、清洗、置换、焊缝打磨、封盖等辅助工作及更换人孔垫片的费用就可节省超过2300元, 同时还可节省两到三天的时间。因此, 声发射技术在区内大型压力容器检测中的推广应用, 在及时排除了带缺陷运行的压力容器的爆炸隐患的同时, 也为广大压力容器用户带来了巨大的经济效益。

3. 人员设备状况。

广西特种设备监督检验院已有一人获得国家质量监督检验检疫总局颁布的AE-Ⅱ级证书, 并购买了一台PAC公司的16通道声发射检测仪, 已经具备开展声发射检测工作的条件, 特别是先对我区数量众多的50 m3和100m3液化石油气储罐开展声发射检验工作, 掌握在大型压力容器检验中, 应用声发射技术采集数据的方法和如何正确获取声发射数据。并通过研究, 结合国家有关压力容器检验规范, 寻求依据声发射检测结果准确对压力容器进行安全性能评价的可靠方法, 让压力容器定期检验避免置换、开罐等工序, 减少使用单位的停产时间, 降低检验造成的损失, 同时也为检验人员积累声发射的检测经验, 提高检验人员的检测水平。随着仪器通道数的扩充, 还可对大型球罐进行声发射检测, 也可应用到相关的领域, 比如应用于管道的泄露, 大型油罐的腐蚀泄露检测等等, 产生更大的经济效益。

(四) 结束语

声发射技术已在国内成功推广应用, 并产生了巨大的社会和经济效益。我区已经适合在大型压力容器上开展声发射检测, 可继续加强人才的培养, 加大对设备和科研的投入, 提高我区的声发射检测水平, 同时尽快组织开展此项工作, 早日为广大压力容器用户带来良好的经济效益, 为我区经济的又好又快发展做贡献。

参考文献

[1]GB/T18182-2000, 金属压力容器声发射检测及结果评价方法[S].2000.

[2]沈功田, 李金海.压力容器无损检测——声发射检测技术[J].无损检测, 2004 (9) .

[3]沈功田, 戴光, 刘时风, 等.中国声发射检测技术进展——学会成立25周年纪念[J].无损检测, 2003 (6) .

阀门泄漏率的声发射测定技术研究 篇5

关键词：阀门,泄漏率,声发射

阀门是火电厂和核电站中使用最多辅助设备, 阀门在使用中, 如果出现内漏或关闭不严密, 会造成系统很大程度的能量损失, 大大降低了火力发电机组的效率, 而且阀门会在短时间内损坏, 使工作人员和设备处于极其危险的境地。为了尽量减少这种情况发生, 就要对电站的重要阀门进行实时的状态监测, 并对阀门的泄漏量进行定量测定, 这样就可以获得阀门实时的工作数据, 以判断阀门泄漏的程度, 并预测其发展趋势。近些年来, 越来越多的人致力于研究将声发射技术应用到阀门泄漏率的监测和测定中, 开展电站阀门在线状态监测和泄漏率定量测定研究具有重要意义和广泛的应用前景[1]。

1 声发射检漏原理[2]

金属材料或构件在力的作用下会发生摩擦、裂纹或塑性变形, 此时能量会以弹性波的形式被释放出来, 这一现象被称之为声发射。声发射检测属于动态无损检测的范畴, 它的灵敏度和准确度都很高, 抗外界干扰的能力也很强, 通常被用于金属材料制品的早期故障检测。发电机组中的阀门在长时间、高强度的使用下, 会发生磨损、腐蚀或者变形, 这些都会严重影响阀门的密封性, 引起阀门内漏。而泄漏孔前后会存在极大的压力差, 阀体内的介质就会从泄漏孔处高速喷射而出, 产生声发射源信号。泄漏孔处产生的声发射源信号属于连续型声发射信号, 通过声发射传感器可以检测出来。只要将声发射传感器安装在阀门上或者阀体附近, 就可以得到阀门泄漏的相关数据, 从这些数据就可以判断出被检测阀门是否存在泄漏以及泄漏的程度。

2 基于声发射的阀门泄漏率检测系统

基于声发射的阀门泄漏率检测系统分为硬件和软件两大部分。

1) 硬件部分包括微处理器、声发射传感器、滤波器和放大器以及门槛电路、耳机等几个部分。声发射传感器负责采集前段的声发射信号, 经过放大和滤波的声发射信号会进入到微处理器进行处理, 其中的音频部分经过处理以后被送到耳机, 其他的部分通过接口电路送入到上位机。当阀门出现泄漏时, 一方面可以通过上位机界面观察到;另一方面, 可以通过耳机判别, 泄漏程度不同, 耳机里面听到的声音的强弱也不同[3]。

2) 软件部分依据基于声发射的阀门泄漏率检测系统功能要求和组态软件Lab VIEW的编程特点进行设计开发。在上位机界面可以对系统进行参数设置、区域数据采集、不同时段的数据保存和回放以及数据的分析处理等, 并具备故障报警的功能, 从而完成阀门泄漏故障的在线监测与泄漏率计算[4]。

3 阀门泄漏率的测定过程

利用声发射技术检测阀门的内漏有一个前提, 那就是只有在阀门出现泄漏时才能检测出来, 在阀门前后没有压差的时候, 阀门内漏是检测不出来的, 此时及时阀门有内漏, 仪表也会显示正常值。这是因为声发射检测属于动态无损检测的范围, 阀门里的高速射流才会产生声发射信号。因此, 将阀门泄漏率的测定过程分为以下三个阶段[5]:

1) 在发电机组启动前, 从抽真空到暖机这一过程中, 要对抽汽止回阀、主汽阀等关系到整个发电系统安全性的阀门进行仔细的检测。

2) 在发电机组正常运行时, 要定期或不定期对设备中的阀门进行抽检。

3) 在发电机组停机前, 尤其是机组设备大修前, 要对设备中所有的主要阀门进行检测。

上述三个阶段的阀门前后有一定的压差, 如果阀门的密封存在问题, 就会产生内漏, 从而产生声发射信号。在上述三个阶段对阀门进行检测, 可以及时发现内漏阀门, 并予以修复, 从而避免了不必要的介质损失和能源的浪费。

4 试验研究

为了验证基于声发射的阀门泄漏率检测系统的实用性, 将此系统应用到某电厂的发电机组当中。这次试验主要检测了发电机组当中的主汽阀、调节汽阀和中联阀、止回阀以及锅炉事故放水阀和疏水阀等。为了尽量减少其他因素对试验带来的影响, 试验过程中对每个要检测的阀门都作了5次检测。从检测记录的数据中发现, 锅炉事故疏水阀和放水阀的声发射值不为0, 高出很多, 因此可以判断出这两个阀门存在问题。对发电机组的锅炉进行停炉检查后发现, 锅炉事故的疏水阀阀体出现了裂纹, 对阀体的裂纹进行处理后, 仪表上面的指示值降为0, 也就是声发射值降为0。从上述实验结果可以看出, 一旦阀门出现泄漏问题, 基于声发射的阀门泄漏率检测系统就可以检测出来, 这对火电厂或者核电站的安全运行提供了有力保障。

5 总结

上面的试验证明基于声发射的阀门泄漏率的测定方法是可行的, 利用该方法可以大幅度地减少不必要浪费。基于声发射的阀门泄漏率的测定技术奠定了实时在线监测阀门泄漏故障和测定阀门泄漏率的研究基础。但是, 现在的声发射技术还不是很成熟, 有很多需要完善的地方, 在后续的实践研究中, 要不断的总结经验, 以便使该方法更加可靠、适用。

参考文献

[1]袁振明, 马羽宽, 何泽云.声发射技术及其应用[M].北京:机械工业出版社, 1985:56.

[2]方学锋, 梁华, 夏志敏, 等.基于声发射技术的阀门泄漏在线检测方法[J].化工机械, 2007, 34 (1) :52-54.

[3]王新颖.承压阀门内漏声学检验方法研究[D].黑龙江:大庆石油学院安全技术及工程学院, 2004.

[4]姜亚洲.阀门内漏的声学在线监测[J].油气田地面工程, 2010, 29 (6) :98-99.

声发射技术检验 篇6

1声发射检测技术原理

在对应的材料以及结构受到一定的应力作用时, 因为微观结构件存在的不均匀或者是缺陷现象, 致使相关局部出现应力集中情况, 从而导致极不稳定的应力分布。该类不稳定现象下对应应变能力积聚到了相关程度时, 则其不稳定高能状态务必要想较为稳定的低能状态方向进行过渡, 该种过渡经常是基于对应塑性形变以及相变和裂纹开裂等对应形式来充分实现完成的。在这一过程中的应变能被有效释放, 并且有一部分是基于应力波形式来释放的, 该类基于弹性应力波形式所释放的应变能力情况就是声发射。

相关的固体材料出现局部形变时, 不仅仅会出现体积上的形变, 更是会出现一定的剪切形变现象, 所以这就会出现两种波, 也就是压缩波以及剪切波。出现该类波的相关位置也就是声发射源。该类纵波以及横波是在对应声发射源出现之后经过相关材料介质向四周扩散, 或者是一部分会经过介质直接性的传送至置于对应固体表面上的传感器, 以便于最终形成了检测信号, 并且也会有一部分传送至表面之后就出现一定程度的折射, 有些会形成折射波从而返回至材料的内部, 还有就是形成了表面波, 其相关的表面波是沿着相关介质表面进行传播的, 以至于传达给相关传感器, 形成对应检测信号。最终, 经过所接受的信号展开探测及记录和分析, 则就可以充分的对相关材料实行损伤评价及研究。

2传统混凝土立方体抗压与劈裂实验

2.1实验基本材料

该试验的水泥是使用P.042.5水泥, 其所运用的砂是细度数为2.6的中砂, 对应的碎石最大粒径是20毫米。关于边长为100毫米的立方体进行了对应的抗压与劈裂实验, 并且同时还使用了声发射仪器进行了一定程度的测试。使用声发射仪器记录对应的脉冲撞击数目以及其相关能量及时间之间所存在的关系。相关的结果显示, 混凝土在对应受荷中持续的释放相关声波, 以致被声发射两个传感器充分接受, 并合理转换为电信号有效反应。混凝土的内部破坏程度越高, 其对应撞击数目就会越多及能量越大。

2.2混凝土小梁抗折实验

该试验是制作了一个150mm×150mm×550mm对应混凝土小梁, 并且是一样的配合比, 不过一个是较为完整的小梁, 另一个是具有一定缺口的小梁。对应的具有缺口的小梁抗折度显著低于相对完整的小梁, 并且2毫米相关缺口可以说是在一定程度上降低了大约41%的抗折强度。

3钢筋混凝土梁破坏试验

钢筋混凝土是非常均匀的, 且其是多孔的各项异性复合型结构, 其不仅具备较为复杂的结构形式, 并且力学性质分散性较大。钢筋混凝土梁式结构因为特定受力的形式, 致使其在具体化的运用中总是存在不同的缺陷以及裂纹, 并且在荷载作用之下所存在的缺陷以及裂纹通过持续发展, 导致最终影响着对应结构正常的应用, 或者是突然的出现破坏。所以, 钢筋混凝土对应损伤情况的评估以及研究也是极为关键的。经过钢筋混凝土梁在受力时所出现的对应声发射信号实行详细采集以及分析, 并对其损伤过程中的声发射状况进行实时监控, 这样可以充分的掌握对应结构出现破坏的实际情况, 这对于结构的诊断及养护与加固维修是极为重要的。

3.1实验材料及试件

钢筋混凝土梁的对应尺寸为150mm×180mm×1500mm, 并且其相关的梁中配筋是, 主筋为HRB335, 2Φ12, 相关的架立筋是R235, 1Φ10, 对应箍筋是R235, 11Φ6, 截面的相关配筋率为0.92%, 这符合规范化标准。C30混凝土及对应的坍落度是180毫米, 水泥是42.5级的普通水泥, 砂子是中砂, 石子是5-25毫米的靑碎石。

3.2实验步骤及加载方案

该试验梁是支撑在相关台座上的, 并经过千斤顶以及对应分配梁进行荷载施加, 再借助对应的放大镜来详细观察裂缝的出现, 在使用标准的读数放大镜进行裂缝宽度的测量, 运用直尺来量测裂缝的相关间距。

实验步骤:第一步, 安装实验梁并合理布置安装实验对应仪表。布置相关的声发射探头及充分连接至对应调试仪器。应该运用凡士林来作为其耦合剂, 再使用胶带将其绷紧。依据其实验环境来合理设置对应门槛值为45db, 以及传感器的内置前放是40db, 相关的主放大器增益为30db, 信号的采样频率为2MHz。第二步, 详细的记录对应的试验梁编号以及尺寸和试验梁的配筋数量, 对应材料强度指标以及千分表所安装的部位以及对应标距和经标定电阻应变仪器所示读数以及其荷载传感器之间转换关系等各个方面的数据。第三步, 详细检查对应实验仪表, 并且将其均调式在初读数。第四步, 充分依据对应试验梁相关截面尺寸以及配筋数目, 还有相关材料强度等来有效估算试验梁承载力。不过这也可以在进行实验之前就开始。第五步, 运用相关的荷载传感器对其实行控制, 并依据估算破坏荷载值大约1/10来对试验梁进行分级加载, 在邻近两次加载间隔应该是2至3分钟。并且, 在每个级别的加载之后间歇时间之内, 详细的观察对应试验梁上面有无出现裂缝, 并详细记录百分表以及千分表的相关读数。第六步, 若是对应试验梁上面出现了裂缝, 就在其表面进行裂缝标记, 并记录当下的荷载电阻应变仪器所示的读数。第七步, 再使用对应传感器展开一定的控制, 并依据其估算值破坏荷载值大约1/10来对相关试验梁进行分级加载, 在其邻近的加载间隔时间应该是5至10分钟。在每个级别的加载之后间歇时间之内要详细观察试验梁上原有的相关裂缝发展程度以及新出现的裂缝等状况, 并且对其进行详细的标记, 记录对应电阻应变仪以及百分表和千分表的所示读数。第八步, 进行继续加载, 若是加载值是破坏值的60%至70%时, 使用读数放大镜来量测最大的裂缝宽度, 并使用直尺来测量对应裂缝间距, 再进行详细的记录。第九步, 加载到对应试验梁破坏, 并详细的记录电阻应变仪器所示读数。第十步, 进行卸载。详细的记录对应试验梁在出现破坏时的裂缝分布情况。

4结语

混凝土的内部破坏, 释放声波以及被声发射仪器所转换为电信号反应出来, 其相关的破坏撞击数目与能量等相关参数就会越大。另外, 存在缺口相关小梁抗折强度是低于完整小梁的。在梁加载之后就会即刻出现声发射现象, 该时的对应信号特性时脉冲幅度较小的且能量也是偏低的。在相关的裂纹出现之后, 声发射信号的相关特性就是脉冲技术持续提升, 并且对应的幅度是及应力增加成正比的。在混凝土趋近于破坏时的脉冲计数和相关事件的计数均是极为接近的, 并且均是指数增长的状态, 这时的信号幅度也是较大的。

参考文献

[1]吴华勇, 王翔, 赵荣欣.声发射技术测试混凝土梁损伤发展的试验研究[J].施工技术, 2013 (12) .

[2]姚云秀, 贺豪凯, 郝如江.基于声发射技术的混凝土梁破坏损伤过程的试验研究[J].国防交通工程与技术, 2013 (1) .

声发射技术检验 篇7

在声发射检测中, 常用的处理技术主要为两种, 一种通过多个简化波形特征中的相关参数来表示声发射信号特征, 接着对其实施分析与处理。另外一种则是记录与存储发射信号波形, 并分析波形。其中简化波形特征参数的分析法, 在20世纪50年代的时候应用特别广泛, 使得声发射信号处理技术逐渐向商业化和标准化方向发展。其主要表现在以下几个方面:第一, 通过介质将声发射信号源所产生的相关信号传播到传感器中, 从而得到所需要的相关信息。其整个过程主要包括了声发射源、信号处理、波的传播以及声电传播等各方面。由于在传播过程中容易产生各种不同的噪声, 这些噪声容易造成不良影响, 因此必须要引进一些新型的处理技术, 从而提高其后续处理精度。第二, 在传播过程中, 声发射信号的反射以及折射较为频繁, 且传感器所接收到的相关信号较为复杂, 其主要表现为一种非线性、多模态以及非平稳的信号, 由于这种信号较为复杂, 若利用常用的特征提取方法来进行处理, 很难科学且准确地解释声发射源。因此, 必须研发一种新型声发射信号特征提取方法。第三, 目前我国信息处理发展的方向主要为多传感器信息的融合, 近年来, 随着传感器阵列测量以及多传感器的快速发展, 声发射信号处理技术领域也逐渐需要加大对多传感器融合的研究。

二、声发射信号的去噪处理方法

在声发射信号处理过程中, 其去噪处理是非常重要的一个环节, 去噪处理方法有很多种, 一般可分为使频域法、时域法和频域法。这三种方法每一种均有其不同适用范围以及应用效果, 对于平稳信号, 通常使用频率域分析法来进行, 利用傅立叶变换来进行信号频谱特征的提取, 而对非平稳信号, 一般常用的方法为小波分析法, 由于声发射信号属于非平稳信号, 同时其信号类型也有所不同, 所对应的去噪处理方式也相应有所不同。因此, 对声发射信号实施传播特性分析是选取去噪处理方法的一个重要理论基础以及依据。在该基础上, 所常用的两种信号去噪处理技术为矩阵束算法与小波分析法。在现代信号处理技术中, 小波分析法是一种比较常见的方法, 其处理过程为, 首先选定一种小波基, 并对信号实施N层的小波分解, 通过分解以后再其各个层系数中选择一个相应的阀值, 然后进行阀值处理。通过阀值处理以后的这些系数就会通过小波重新地构建原始信号。矩阵束算法是在奇异值分解的基础上的一种滤波算法, 该方法将相关性作为其依据, 构建一个二维矩阵束, 接着分解该矩阵, 把构建的矩阵非为两个不同的子空间, 即噪声子空间与信号子空间, 最后在信号子空间中获取最终信号。这种方法对于指数类型信号中冲击震荡噪音处理具有很好的效果。

三、独立分量分析法

目前, 这种分析法在很多领域中被广泛地应用, 在声发射信号处理过程中, 首先独立分量和分离声发射信号, 接着将这些互相独立声发射源提取出来并实施后续处理, 最后把相对应的噪声滤除。这种分析方法将统计独立作为其基本原则, 在独立分量分析法中, 统计独立的衡量是其一个关键环节, 在信号与源信号混合的模型未知状况下, 按照统计独立原则, 利用优化算法把多道观测信号分解成为若干个不同且独立的分量, 这些独立分量属于源信号中一种近似估计。

四、声发射信号特征的提取

在信号处理过程中, 人们习惯把信号或者噪声假设成为高斯性或者线性, 但是事实上, 在声发射信号中蕴含了很丰富的非高斯性特征以及非线性特征, 而常规信号处理技术是难以进行这些信息的提取, 因此, 在进行处理声发射信号的时候, 必须要重视其特征问题。目前信号特征提取方法常用的有两种, 即高阶谱特征提取法和分形特征提取法。分形理论是在信号自相似性的基础上, 对信号非线性特征进行分析, 这些自相似特征作为某些信号自身所存在的一些特性, 其反映了该信号自身相似尺度的比例, 由于其和信号的幅度等一些参数并无多大关系, 因此, 在分析过程中, 其结果也会有所不同。而高阶谱特征提取法可以提供比二阶谱更为丰富且有用的信息, 具有抗噪声能力强和分辨率高等特点, 通过该方法分析声发射信号, 可有效地将测量信号中的非高斯特征提取出来, 获取以往在信号分析和测量时没有提取到的一些有用信息。

参考文献

[1]吴小俊, 王怀建.小波去噪在焊接裂纹声发射信号处理中的应用[J].热加工工艺, 2011, 40 (11) :176-178, 181.

声发射技术检验 篇8

疲劳失效是材料主要的失效形式之一, 主要是由于材料在长期循环载荷作用下导致其累积损伤超过一定限度后突然失效的现象[1]。由于疲劳失效往往没有明显的先兆, 故常常造成灾难性的事故和重大的财产损失。据统计表明, 在金属结构失效中疲劳失效占90%, 并且在各种机械的断裂事故中, 大约有80%是由于疲劳失效引起的[2]。因此对疲劳失效过程进行监测和寿命评估对减少经济损失和人员伤亡具有十分重要的意义。

随着疲劳失效研究的不断深入, 研究人员发现:当疲劳裂纹扩展到临界长度时, 服役中的构件或材料就会发生失效, 因此疲劳裂纹的长度是衡量材料疲劳寿命的重要指标之一。现阶段对于疲劳裂纹的检测手段主要有:基于电阻法、电磁检测原理的疲劳裂纹检测[3,4];超声波探伤、磁粉探伤和射线探伤等传统无损检测手段[5,6,7];基于红外检测、工业CT、机器视觉疲劳和磁记忆方法的检测手段[8,9,10,11]。上述这些方法虽然都能对疲劳裂纹进行检测, 但是这几种检测方法只能对已产生的疲劳裂纹进行检测, 不能对疲劳裂纹进行在线监测, 故不能提供疲劳失效过程中在线、实时的信息。同时这几种检测方法自身也存在着如下不足:基于电磁检测原理、磁粉探伤和机器视觉疲劳等检测方法只能对材料的表面或次表面的疲劳裂纹进行检测, 并且磁粉探伤对材料的磁性能有很高的要求;超声探伤对形状不规则、小、薄的材料难以检测;射线探伤不仅设备昂贵而且发射出的射线对人体有害;利用磁记忆方法进行检测时因磁记忆信号很微弱而受环境磁场的影响很大。

声发射技术作为一种实时、在线的无损检测手段, 与上述检测手段相比, 其适合进行动态评估、实时诊断, 并具有不受材料种类、几何形状、工作环境等因素限制的特点。同时, 随着声发射技术的不断应用和发展, 国内外学者在利用声发射技术研究材料疲劳失效机理、识别疲劳失效阶段和定位疲劳源这三方面做了大量的工作[12,13,14], 在材料疲劳寿命预测模型的建立方面也进行了相应的研究。

本文在综合国内外研究基础上, 从疲劳裂纹早期萌生的识别、疲劳失效阶段的划分、疲劳裂纹源定位和寿命预测4个方面对声发射技术在疲劳失效领域的研究进展做了详细的总结。

1 声发射检测技术

声发射检测技术起步于20世纪50年代初, 并以Kaiser效应为重要依据, 同时随着科学技术的不断发展其研究与应用从实验室研究扩展到工业工程的各领域[15]。声发射技术主要是对材料破坏时产生的应力波进行记录、分析和处理来获取缺陷信息的一种技术手段。声发射技术的基本原理如图1所示[16]。

现阶段, 随着声发射技术中传感器、信号处理方法和其它电子设备的不断发展, 声发射技术的应用变得越来越成熟。由于声发射信号比较微弱, 并且在信号的传播过程中会导致波形的畸变和噪声的引入, 因此声发射信号的处理是声发射检测技术中的重要环节。近年来, 声发射信号处理方法已包含参数分析法[17,18,19]、模态分析法[20,21]、小波分析法[22,23,24]和神经网络[25]等, 这些信号处理方法在辨别声发射损伤信号、消减噪声和定位声发射源等方面起到了极大的作用。

2 基于声发射技术疲劳失效行为的监测

随着疲劳失效研究的不断深入, 研究人员发现材料疲劳失效问题的研究难点主要在于疲劳裂纹早期萌生的识别、疲劳失效阶段的划分和疲劳源定位三方面。由于声发射技术具有敏感度高和能够实时、在线监测的优点, 故将其应用到材料疲劳失效过程监测来解决上述难点具有重大的意义。

2.1 疲劳裂纹早期萌生的识别

在工业工程领域, 疲劳裂纹的早期萌生也可能导致灾难性的后果。然而由于传统检测手段的局限性和对于疲劳裂纹早期萌生敏感度很低的特点导致了裂纹早期萌生的检测方面存在着很大的不足。然而声发射技术对于疲劳裂纹萌生具有很高的敏感性, 因此利用声发射技术对材料的疲劳过程进行在线监测能够实现对裂纹萌生的较早识别, 这样就可以在很大程度上减小疲劳失效所造成的财产损失和人员伤亡。

20世纪70年代Dunegan[26]开始将声发射技术应用于压力容器, 发现声发射信号对压力容器的疲劳现象具有很高的敏感度。随后美国航空通用公司首次将声发射技术应用于检测北极星导弹的火箭发动机玻璃钢壳体, 并应用声发射信号中的能量、幅度、频率等参数成功地对加压试验时疲劳裂纹的萌生进行了识别[27]。郝如江等[28]发现轴承零件发生早期故障时的振动信号很微弱, 又容易受到周围的噪声信号干扰, 尤其是在低速滚动轴承早期疲劳裂纹诊断中, 由于其幅值较小, 采用传统的振动方法无法有效检测出故障的存在, 而利用声发射技术检测的效果则十分明显, 这说明声发射技术在对轴承零件早期疲劳裂纹萌生进行检测时具有很高的敏感性, 能够有效检测出故障的所在。在此基础上, Mba D等[29]研究了轴承等块体旋转零件疲劳磨损过程中的声发射特征参数, 正式提出声发射技术是比振动分析法具有更高灵敏度的先进无损监测手段。朴钟宇等[30]采用声发射技术对等离子喷涂的铁基涂层疲劳磨损试验进行在线监测, 试验结束后通过对声发射信号和振动扭转信号的对比及涂层表面的SEM分析, 得出声发射技术可以用于涂层表面的接触疲劳的监测并具有很高敏感度的结论。同时, Piao等[31]利用声发射技术对铁基喷涂层在滚动接触时的声发射现象进行了研究, 实验结果显示, 声发射信号的幅值和能量通常对材料的疲劳破坏十分敏感。如图2和图3所示, 当声发射信号所展现的形状上升时, 接触疲劳实验停止, 通过SEM扫描发现涂层上没有明显的材料缺失, 但是有一些裂纹, 这说明当裂纹萌生时其声发射信号主要为突发型信号。曲弋等[32]选用声发射信号的振铃次数、幅值、能量、上升时间、持续时间和平均频率6种参数并利用神经网络的方法对风机叶片疲劳过程进行监测, 实验结果表明:与叶片裂纹扩展和临近断裂时的声发射信号相比, 叶片裂纹萌生时声发射信号具有幅值和能量低、持续时间短、上升慢的特点。S.Yuyama等[33]利用声发射技术对钢筋混凝土的疲劳实验进行了监测, 并选取幅值和撞击率2个参数对实验进行了评估, 实验结果表明:幅值和撞击率对于裂纹的早期萌生具有很高的敏感性, 同时具有幅值和撞击率在疲劳裂纹早期萌生时非常活跃并随着疲劳裂纹萌生密度的增加而逐渐上升的特点。

2.2 疲劳失效阶段的划分

由于声发射技术具有实时、在线监测的特点, 因此利用声发射技术能够获取实时反映疲劳裂纹扩展状态的特征信号。并通过分析得出疲劳失效过程与声发射信号之间的关系, 这对材料疲劳失效的机理研究和材料疲劳失效所处状态的在线识别具有重大意义。

Qiong Ai等[34]应用声发射技术对核电站冷却管道的液压试验进行了在线监测, 通过试验发现能量和幅值对压力容器的疲劳裂纹的产生和扩展具有很高的敏感性, 同时还得出幅值和累积事件数这2个参量可以对压力容器上隐藏的裂纹进行表征的结论, 最后以累积事件数和事件率为指标, 根据累积事件数的大小和突变情况成功地将压力管道的疲劳失效过程分成了3部分, 分别为:塑性变形的累积和微裂纹的形成、塑性变形区的扩展和延伸、裂纹的扩展。在此基础上, C.Ennaceur等[35]对压力容器在基体、热影响区和焊缝处发生疲劳失效时的声发射信号进行了分析, 实验发现:以声发射幅值信号为指标时, 裂纹在基体扩展时幅值最低、在热影响区扩展时幅值最高, 而在焊缝处扩展时幅值处于平均水平;并且发现幅值信号可以对材料处于的破坏阶段进行标定, 同时得出声发射计数是塑性变形阶段的主要标志和上升时间是分辨产生裂纹扩展位置的首要因素的结论。张志强等[36]通过声发射信号中的声发射幅值和绝对能量2个参量成功地反映出涂层的疲劳磨损过程。同时用这2个参量的变化趋势将涂层的疲劳磨损过程划分成了5 个阶段, 如图 (4) 所示, 分别为:幅值和绝对能量快速上升, 但持续时间较短的弹塑性变形阶段;幅值和绝对能量比较稳定, 但额度都比较高的裂纹萌生和增值阶段;幅值和绝对能量变化平稳, 额度较低, 其间没有明显的上升产生, 甚至有降低趋势的裂纹稳定存在阶段;幅值和绝对能量间断发生多次脉冲越阶裂纹稳定扩展阶段;裂纹失稳扩展阶段。Yang等[37]利用声发射技术对热障涂层弯曲条件下的破坏情况进行了监测, 当以声发射事件计数为指标并与承受的载荷相结合, 将破坏分成了3个阶段:声发射事件数较低为弹性变形区域;声发射事件数还保持很低但是能够稳定上升说明弹塑性变形区域并没有明显的界面分层和涂层核裂发生, 表明此区域主要产生了表面垂直裂纹;声发射事件数快速的增加并伴有涂层的核裂现象, 因此这么强的声发射活动应该归功于界面间的裂纹扩展。Yang等还得出裂纹扩展时能量释放与声发射信号之间存在着线性关系并且斜率取决于破坏模型和热障涂层显微组织的演化的结论。Yao等[38]对喷涂Y2O3-ZrO2陶瓷涂层的304钢进行了拉伸实验, 并利用声发射技术对实验过程进行了监测, 通过对实验数据的分析发现:只是基体材料时, 即使材料在拉应力的作用下经历着塑性变形但材料声发射信号显示十分微弱。对于涂层材料, 如图 (5) 所示, 可以将实验过程分为5个区域, 通过对以上各阶段声发射数据的提取并与涂层加载过程中的应力-应变曲线相结合, 得到了如图6所示的声发射累积事件数、事件、应力-应变之间和涂层破坏形式之间的关系。Sahir Masmoudi等[39]采用嵌入声发射传感器的方式对夹心式复合材料的弯曲实验全过程进行了监测, 实验结果表明:其中核心层破坏的特点为短的时间、短的上升时间和低幅值与能量;树脂层破坏的特点为短的上升时间和高幅值与能量;界面分离时的信号特点为长的持续时间、短的上升时间和高幅值高能量;纤维层断裂时非常短的上升时间、迅速的上升时间和非常高的幅值与能量。Santosh G.Shah等[40]利用六通道声发射设备对混凝土的疲劳过程进行监测, 实验结果表明, 声发射参数中的事件数、计数、冲击数的数量和能量都能代表疲劳载荷下裂纹的数量和破坏程度, 事件数是预测疲劳裂纹扩展的重要因素;同时发现b值 (幅值随时间变化的斜率) 能够用来监测疲劳裂纹扩展的不同阶段, 且是疲劳失稳扩展的重要标志。

2.3 疲劳裂纹源定位

声发射技术不仅可以实时、在线监测疲劳裂纹形成和扩展, 同时利用多通道的声发射设备还可对疲劳裂纹源进行定位。疲劳裂纹源的定位对于材料的修复和破坏程度的识别具有重大的意义。

Raj等[41]对压力容器的裂纹源的定位进行了实验研究, 并得出了如图7所示的利用多传感器声发射设备对裂纹源进行定位的模型。Ehsan Dehghan Niri等[42]应用这种时差定位与概率分布相结合的方法对压力容器的裂纹源进行定位, 在很大程度上提高了定位的精度。梁伟等[43]利用时差定位的原理对输油管道的泄漏点进行了研究, 成功建立了单模式波双传感器管道泄漏源定位和双模式波单传感器管道泄漏源定位这两种定位模型, 并应用这两种模型进行实验, 得到了泄漏孔的直径与声发射信号频带之间的关系, 同时发现随着传播距离的增大高频衰减的速度较快。为解决实验过程中噪声干扰的问题, 王海生等[44]利用小波变换方法对输油管道泄漏时造成的压力突变信号进行分析, 实现了输油管道的泄漏点诊断;复合材料方面, Prosser[45]基于波形分析技术, 运用板波传播理论和四传感器矩阵定位方法, 区分噪音和由开裂产生的信号, 并成功地对复合材料的疲劳损伤源定位, 这不仅提高了线性定位的准确性, 而且提供了裂纹开始处的侧面位置, 可用于样品内部及沿着样品自由边上产生的裂纹位置的确定。M.Surgeon等[46]对CFRP复合材料拉伸试验过程中的声发射信号进行了模态分析, 发现此方法能够很好地消除噪声, 并且在声发射源定位方面取得了良好的效果。但是Salvan等[47]在对轴承进行故障定位时, 利用了三角定位技术、用于模式识别和分类的神经网络技术、结合小波的时频多分辨率的模糊分析方法, 发现进行疲劳源进行定位时由于声发射信号传播中的衰减和传播速度难以精确确定, 导致了定位的不准确。

3 基于声发射技术疲劳寿命预测模型的建立

现阶段, 应用于寿命预测方面的主要方法有理论法[48,49,50]、模拟法[51,52,53]和实验法[54,55,56]。其中理论法主要对材料失效机理进行描述, 并在Miner线性疲劳损伤累积理论、P-N寿命曲线和P-S-N寿命曲线等理论测基础上建立模型公式, 然后通过试验获取所需参数, 从而达到寿命预测的目的;模拟法主要是利用有限元分析的方法对材料或构件的实际工作情况进行模拟, 从而实现对寿命的预测;实验法主要是在于疲劳数据的分析, 通过试验机得到寿命数据, 通过一些统计模型对数据进行分析, 建立不同寿命影响因素与材料寿命之间的关系。但是这些方法在进行寿命预测时不能对材料的损伤程度进行在线监测, 同时也不能对材料的失效进行提前预警。因此研究人员将声发射技术应用于材料的寿命预测当中主要是通过统计模型、理论模型和有限元模拟的方法在声发射特征信号参数与材料寿命之间建立了相应的关系, 从而实现对寿命的预测。Robin等[57]首次将声发射方法和有限元模型进行结合对涂层的剩余寿命进行了预测, 实验结果表明利用在涂层冷却阶段和加热阶段的声发射计数的比值为指标能够很好地对涂层的疲劳循环寿命进行预测。Mohammad等[58]首先将CM、Morrow和SWT模型预测的寿命与实际寿命进行了对比, 发现上述模型预测的寿命与实际寿命有很大的一致性 (见图8) , 然后通过威布尔模型将以上寿命预测方法与声发射计数进行结合, 得到了声发射计数-威布尔疲劳寿命关系 (见图9) , 并得出了当声发射平均计数达到250~500之间时1045钢容易出现疲劳失效的结论。

Roberts等[59]在S275JR钢板上进行了疲劳实验并利用式 (1) 和式 (2) 相减得到了式 (3) , 根据式 (3) 推导出了的值, 之后由公式得出 ΔK, 由于 ΔK=QF, 则根据得出了其剩余疲劳寿命。

式中:η为声发射信号的总计数;a为裂纹长度;ΔK为应力强度范围;B、p和m均为与材料性质相关的常数。

李光海等[60]对16MnR钢进行疲劳试验并采取放置滤波器等手段进行降噪处理, 然后对测量出的裂纹扩展长度与循环时间的关联图和声发射信号的撞击数率与试验时间的关联图进行对比, 最后通过式 (2) 得到声发射能量与疲劳循环次数的关系, 并通过此关系对构件的疲劳裂纹扩展速率和剩余疲劳寿命进行预测。王向红等[61]以20SiMn为实验材料进行疲劳试验, 并建立了声发射参数中的AE计数率、能量变化率与应力强度因子和裂纹扩展率的关系, 通过这些关系式可预测叶片的疲劳寿命和推算出裂纹扩展率, 从而大致评估叶片的安全性, 避免了实际结构中应力强度因子测量困难的问题。虽然上述办法对钢材的剩余寿命预测起到了很大的作用, 但是其精度偏低。在此基础上, Cao等[62]在对16Mn钢材和焊缝的疲劳裂纹长度和寿命进行预测时引入了神经网络的方法, 并利用BP神经网络模型, 以累积持续时间、累积幅值等为输入层节点, 对母材和焊缝处的应力强度因子范围 ΔK和裂纹长度a进行了高精度的预测, 使实验误差分别在10%和15%以内。

Yu等[63]在进行A572结构钢的疲劳寿命实验时, 认为疲劳的稳定扩展和失稳扩展阶段对于预测材料剩余疲劳寿命是非常关键的, 并将声发射技术、Newton-Raphson模型和疲劳分析理论相结合得出了式 (4) , 然后通过声发射参量中能量率和裂纹之间的关系得出相应的数值代入式 (4) 中来预测材料的疲劳寿命。图10给出了预测寿命与实验寿命之间的关系, 可见二者具有很高的一致性。

式中:aj+1为裂纹长度, N为循环周次, ΔK为应力强度范围。

Momon等[64]利用声发射技术对陶瓷基复合材料在高温下的静载荷疲劳剩余寿命进行了预测, 通过Benioff法则将式 (5) 改写成了式 (6) , 经实验研究发现在得到最小RAE之后的数据对寿命的预测更加准确, 因此收集最小RAE之后的数据并利用式 (6) 得到tc-t的值, 即为陶瓷基复合材料的剩余寿命。

式中:为能量的平方根之和;tc为临界时间;为负值;1-γ为指数, Φ 为常量。

综上所述, 在利用声发射技术进行材料的寿命预测时主要的声发射参量为能量和计数并且应用的范围较小。因此要进一步提高声发射技术在寿命预测中的可行性, 就必须结合多种方法对声发射参量与寿命之间的映射关系做更加深入的研究。

4 问题与展望

4.1 存在问题

综上所述, 声发射技术在疲劳失效的监测和疲劳寿命的预测方面已经取得了相应的研究成果, 基本实现了对疲劳失效的预警和疲劳失效各个阶段的定性划分, 同时在一定程度上可以实现对材料疲劳寿命的预测和疲劳源的定位。但是仍存在一些急需解决的问题。

(1) 材料疲劳失效时产生的声发射信号比较微弱, 因此在环境噪声、传播过程中声发射信号的异变和衰减的影响下, 对真实、有效的疲劳失效信号提取将会变得十分困难。

(2) 由于材料疲劳失效过程中会经历弹性变形、塑性变形、裂纹的形成和扩展等几个阶段的状态演化, 产生的声发射信号将会包含突发、连续和混合的类型, 因此对疲劳失效过程进行表征具有多参量、随机和非线性的特点。故对各阶段的特征信号进行识别时变得十分困难。

(3) 利用声发射技术对材料的疲劳寿命进行预测时, 由于声发射信号参数较多, 利用何种参数对何种材料的寿命进行标定还没有统一的标准, 同时如何建立声发射信号和疲劳寿命之间的有效评估模型也是一个亟待解决的问题。

4.2 展望

(1) 针对疲劳失效过程中声发射信号微弱、复杂噪声环境和传播过程中衰减与变异的特点, 分别从频域、时域和时频域对声发射信号的特征信息进行提取, 并且结合参数分析法对这些特征信息进行分析, 实现对疲劳失效过程中真实、有效信息的提取。

(2) 针对材料疲劳失效过程中状态演化、多参量、随机和非线性的问题, 应加深对声发射信号处理技术的研究, 使之能够更好地对疲劳失效的各个阶段进行识别。

声发射技术检验 篇9

声发射又称应力波发射, 是材料或零部件受力作用产生变形、断裂, 或内部应力超过屈服极限σs而进入不可逆的塑性变形阶段, 以瞬态弹性波形式释放应变能的现象。在外部条件作用下, 固体 (材料或零部件) 的缺陷或潜在缺陷改变状态而自动发出瞬态弹性波的现象亦为声发射。

声发射是一种物理现象, 大多数金属材料的塑性变形和断裂时有声发射产生, 但其信号的强度很弱, 需要采用特殊的具有高灵敏度的仪器 (声发射仪通过高灵敏探头可采集) 才能检测到, 利用声发射信号检测、分析声发射信号并利用声发射信息推断声发射源的技术称为声发射技术。

人类对于声发射的认识和应用由来已久, 早在远古时期, 人来就利用声发射来判断结构是否发生了断裂。进入20世纪以后, 声发射技术的研究日益成熟:

1950年, 德国人Kaiser发现Kaiser效应, 为声发射技术奠定了理论基础。

1957年, 美国人Clement A.Tatro做了系统性的声发射技术研究, 并预见声发射将成为重要的无损检测方法。

此后经过30年的实验和研究, 声发射技术得到了迅速发展, 目前, 作为一种新的无损检验方法在美国、欧洲和日本等工业发达国家得到了广泛运用, 特别是在压力容器的检测监测领域。

2 0世纪8 0年代, 美国材料试验协会 (ASTM) 和机械工程师协会 (ASME) 、日本无损检测协会 (NDIS) 、法国及欧洲声发射工作组 (EWGAE) 等, 相继提出了有关声发射检测标准和规范。我国在金属压力容器声发射信号处理和分析方面也取得了显著成果, 进入20世纪90年代以后, 先后出台了压力容器、储罐方面的声发射检测标准。

2 声发射技术特点及作为在线监测技术的优势

2.1 声发射技术具有两大特点

(1) 声发射技术是一种动态无损检测技术, 它利用物体内部的缺陷在外力或残余应力的作用下, 本身能动地发射出声波来判断发声地点 (裂源) 的部位和状况。根据所发射声波的特点和诱发声波的外部条件, 既可以了解缺点的目前状态, 也能了解缺点的形成过程和在实际使用条件下扩展和增大的趋势。

(2) 作为一种声波检测技术, 声发射技术应用声波频率范围很广, 通过采用不同的装置, 可以接收、分析次声频、声频直到超声频的声波。

2.2 以上特点, 使声发射作为在线监测技术有着很大的优势

(1) 可以作为结构等失效的早期预警结构完整性评估手段, 在材料或构件受外力的作用, 且又远在其达到破损以前, 接收来自这些缺陷与损伤开始出现或扩展时所发射的声发射信号, 通过对这些信号的分析、处理来评估材料或构件缺陷、损伤等内部特征, 获得以下的信息:损伤产生的时间、损伤产生的位置、损伤的严重程度及危害性。

(2) 对被测对象环境要求不高, 适用于水下、易燃易爆等环境下的监测

(3) 可以实现整体监测, 作为一种被动监测技术, 对于大型结构、设备, 只需布置足够多的传感器, 就可以实现整体监测

(4) 对构件几何形状不敏感, 可以监测复杂构件

(5) 应用范围广, 可以监测泄露、活性裂纹、腐蚀等

3 声发射监测技术在海上油气生产设施应用前景分析

海上油气生产设施所处环境复杂、结构及设备形式多样、发生事故造成的后果严重, 声发射在线监测技术有着广阔的应用前景。

3.1 单点系泊系统监测

单点系泊系统是海洋石油开发过程中的重要设施之一, 主要的作用是将FPSO定位于预定海域, 起着输送井流、电力、通信等功能, 同时, 使FPSO有着风向标的效应, 在各种风浪流的作用下FPSO的受力为最小, 从而保证FPSO能够长期工作。

作为浮式生产系统中的一种关键设施, 系泊系统长期受到循环载荷的作用, 为避免疲劳失效造成事故, 需对其承力结构、部件进行安全性能监测。目前尚无较为成熟的监测方法, 在渤海地区, 近几年在软钢臂式的单点系泊系统结构开始尝试载荷/应力应变监测的方法, 通过监控系泊系统结构受力状态的方式分析结构安全性, 起到了一定的效果, 但这种方式存在很大的局限性:

(1) 载荷/应力应变测量的应力只能反应构件某些位置的应力水平, 而不能真正反应裂纹的出现和发展, 尤其是应力集中部位和塑形变形区域, 这种方法更是无能为力。而结构失效都是从塑形变形、裂纹开始的。

(2) 这种方式只能测量贴应变片位置的表面应力应变水平, 对内部应力和未贴应变片位置的应力水平和损伤情况无法得知。

应用声发射技术, 通过布置科学的传感器阵列, 不但可以监控所覆盖区域的表面及内部所有损伤, 而且能够监控缺陷、裂纹的萌生和发展过程, 实现结构失效的早期预警及结构完整性评估, 从根本上克服上述局限, 实现系泊系统结构的安全性监测。

3.2 水下结构及采油设备、防喷器监测

平台水下结构在环境等载荷及海洋环境综合作用下, 很容易产生疲劳、腐蚀等缺陷, 各种检测手段受到海洋环境的, 操作费用高, 实行难度大, 特别是60米以下的深水环境, 定期对结构、焊缝进行检验很难实现。采用声发射监测技术, 可以在结构上布置深水传感器, 监测结构裂纹及大面积腐蚀的产生、发展过程, 实现对结构的长期完整性监测。

水下采油设备、水下防喷器的裂纹及腐蚀监测也可以应用声发射技术实现。同时, 水下采油树发生泄漏时, 高压流体由缝隙处向外喷射, 形成高速射流, 对壁面产生激励和摩擦, 发出声发射波, 在水下探头接收后, 可以通过设定特定频率, 通过频谱分析, 确定泄漏位置。

3.3 平台吊车、钻修井机钢丝绳监测

海上平台吊车死绳端钢丝绳, 保养条件较差, 长期受拉力作用, 容易产生内部腐蚀、断丝, 由于处于吊车A字架顶端, 日常检查受到很大程度的限制, 是吊车的使用安全重要隐患之一。钢丝绳断丝、表面腐蚀在拉力作用下的磨损, 都会产生声发射波, 可以采用声发射技术, 监测钢丝绳腐蚀情况、断丝时间、断丝数量等信息, 掌握钢丝绳的安全状况, 及时维修更换。

钻修井机死绳固定器与天车之间的钢丝绳, 工况与平台吊车类似, 也可以应用该项技术进行监测。

4 结论

作为一种教新的无损检测技术方法, 声发射适合于监测材料断裂、正在发生的腐蚀、泄露等的在线监测, 因为其对复杂环境适应性和不受结构形状影响、可以实现整体监测等优势, 在工程领域应用日益广泛。随着声发射信号识别、处理技术的日趋成熟及相关标准规范的进一步完善, 声发射技术将应用到更多的领域。

声发射在线监测技术, 在海上油气生产设施结构、设备安全监测领域, 有着广阔的应用前景。

参考文献

[1]沈功田, 李金海, 等.压力容器无损检测一声发射检测技术[J].无损检测, 2004, 9[1]沈功田, 李金海, 等.压力容器无损检测一声发射检测技术[J].无损检测, 2004, 9