声发射技术在锅炉泄漏检测中的应用.pdf

科技与质量 Science and technology and quality 189质量管理 【文章摘要】 本文主要分析了声发射技术的基本 概念和特点， 介绍声发射泄漏检测的 仪器， 以及声发射技术在锅炉泄漏检 测中的应用。 【关键词】 声发射技术 ； 锅炉泄漏 ； 检测应用 随着科学技术的进步和发展， 不断 研究声发射技术， 能够克服传统泄漏检测 技术的缺陷， 可以实时监测出缺陷部件的 动态信息， 在检测锅炉泄漏中的地位变得 更加重要。 利用声发射技术来监控承载设 备， 可以及时定位和检测材料结构动态信 息， 保证完整性进行评价结构， 相比较以 往技术来说， 声发射检测技术不需要逐一 扫描和解决缺陷， 仅仅只是固定一定的传 感器就能够完整评定设备， 能够检测泄漏 程度， 分析实际应用情况。 1 声发射检测技术 声发射检测实际上是无损动态检测 的一种方式， 根本检测原理就是依据灵敏 的设备来处理和接收声发射信号， 然后合 理研究和分析声发射源基本特点， 以此来 判断结构或者材料内部实际发展趋势、 状 态变化以及缺陷位置， 相比较其他无损检 测方式来说， 声发射技术的根本区别就是 能够被动检测， 因为材料自身来发射出声 发射信号， 十分敏感缺陷变化， 具备很高 灵敏度， 大部分材料都具备一定规定声发 射特征， 因此， 材料不会限制声发射检测 技术， 能够对对安全性、 缺陷、 超限报警进 行连续监视， 依据实际情况， 对管道进行 泄漏检测不仅可以定位泄漏部位， 还能够 及时检测打孔盗油现象进行分析， 确保阻 止出现泄漏问题。 2 声发射检漏的特点 泄漏形成的激发应力并不是声发射 现象， 基于此管壁仅仅只是波导， 但是不 能释放能量， 但是能够依据此来对结构变 化进行描述， 声发射技术检测泄漏的特点 是 ： 第一， 低频是泄漏摩擦信号主要激发 应力， 基本上都是处于低于 60kHz 范围的 频率， 存在比较陡的频谱， 声发射技术检 测锅炉泄漏的时候能够为其提供一定抗 干扰条件， 在噪音中可以十分容易分离出 声发射技术在锅炉泄漏检测 中的应用 张 宏 黑龙江省泰来县市场监督管理局特种设备检验所 162400 信号。 第二， 泄漏速率平方根值和泄漏应 力波信号均方根值成正比 ： 其中，VL 是泄漏速率，K 是系数，t 是积累采集信号的时间，U 是应力波信 号强度。 依据此公式， 可以对信号均方根 值设置不同积累界限， 以便于起到泄漏报 警的作用。 第三， 比较小的泄漏速率， 和压 力没有一定关系， 还是能够符合上述公 式， 因此在设计上诉公式多时候具备灵敏 度比较高的检漏仪。 第四， 连续型泄漏激 发应力信号。 通过上述分析可以发现， 声 发射检测技术在实际应用的时候能够极 大程度上克服传统方式的缺陷和不足， 存 在比较高灵敏度和抗干扰性。 3 声发射泄漏检测仪 锅炉泄漏检测过程中使用检测设备 是 WaveAE2000 声发射泄漏检测仪， 这种 检测设备实际上就是全数字三十二通道 波形采集系统， 能够定位面线、 智能输出、 智能采样， 采样频率是 20MHz， 设置系统 软硬件的时候需要合理应用键盘， 键盘能 够设置系统参数， 可以无机调节放大器放 大增益， 以便于能够在不同环境中进行测 量， 还能够依据这种方式提高设置系统参 数的门槛， 方便过滤干扰信号。 声发射泄 漏检测技术不仅可以定位缺陷部位， 还具 备一定监测泄漏的功能， 在对缺陷进行定 位的时候， 可以在显示器上准确显示系统 缺陷信号位置， 并且在打印机上对系统位 置、 能量值、 振幅、 振铃数进行打印， 存在 相对比较小的误差， 经过一段时间采样以 后， 可以合理绘制不同形式的采样曲线， 神经网络识别以及小波分析波形信号。 测 量锅炉泄漏的过程中， 能够对探头曲线以 及均方根值进行测绘， 如果出现连续的不 是零的能量波均方根值， 经过一定累计以 后能够输出极限报警数据。 上述声发射 泄漏检测设备可以长时间存储相关数据 信息， 降低系统重复输入的概率， 方便进 操作， 对增益倍数进行合理设置， 自动转 换系统线路， 保证可以进行无人工干扰采 样。 4 锅炉管泄露检测中应用声发射技术 常规方式检测锅炉的时候存在周期 长、 环境差、 工作量大等缺陷， 声发射技术 可以依据多通道来接收系统内部缺陷由 于裂纹、 开裂、 屈服等因素影响造成的荷 载形成的声波信号， 采集、 处理、 分析上述 信号以后， 可以获得锅炉系统实际参数， 例如， 应力波缺陷位置、 应力波个数、 应力 波幅度、 应力波荷载等以便于能够合理评 定缺陷。 声发射技术定量定位系统活动发 展情况， 这种技术具备费用低， 速度快等 特点， 比较适合应用在锅炉泄漏检测中。 相比较传统检测泄漏技术来说， 实际应用 声发射技术的时候具备一定优势， 国内 外， 已经在锅炉泄漏检测中大量应用声发 射检测技术， 有的电厂在再热器、 省煤器、 水冷壁以及过热器中安装上述检测系统， 保证所有面都能够覆盖传感器， 不但可以 分辨泄漏信号和噪音， 还可以分开泄漏信 号和低频声波信号， 此技术在实际应用中 已经得到一定突破， 某电厂在应用此检测 技术以后， 已经连续五次准确预测锅炉内 部泄漏的实际情况。 现阶段， 国外开始大 量研究声发射检测泄漏技术， 并且首先在 锅炉泄漏检测中应用声发射检测急速， 并 且与此同时美国正在逐渐合理制定符合 情况的锅炉泄漏检测标准。 5 结束语 综上， 在锅炉泄漏中应用声发射检 测技术能够达到可行、 安全、 稳定在线检 测的目的， 但是现阶段不少相关工作人员 还在不断分析和研究声发射检测技术， 例 如， 提高识别缺陷信号能力、 去除噪音能 力、 接受缺陷信号能力、 准确定位系统缺 陷等方面技术， 国内经过多年发展声发射 技术以后， 随着不断发展电子技术以及计 算机技术， 促使进一步快速发展声发射技 术， 并且已经大量应用在锅炉泄漏检测 中， 实际监测点时候， 近泄漏源具备比较 强信号。 【参考文献】 1 孙志涛 , 张延兵 . 基于声发射技 术的压力管道泄漏监测 J. 中国特 种设备安全 ,2015,31(3):32-37. 2 林彤 , 汪文有 , 许风旌等 . 声发 射在超临界电站锅炉检测中的应用 C./ 第十三届全国声发射研讨会 论文集 .2012:244-249. 3 原 天 龙 , 毕 贵 红 , 王 华 等 . 管 道泄漏检测支持向量机的方法 实 验 研 究 J. 计 算 机