锅炉压力容器检测中的声发射技术应用.doc

锅炉压力容器检测中的声发射技术应用【摘要】作为无损动态的一种检测方式，声发射技术不仅具有较高的检测灵敏度，而且还能够做到实时对被检测对象进行监控。在科技水平不断发展的今天，声发射技术已经被广泛应用到各个领域中，本文主要对在检测锅里压力容器过程中声发射技术的应用做出了简单介绍。【关键词】锅炉压力容器；检测；声发射技术0.引言 一般而言，在零部件或材料因外力的作用而产生断裂、变形或其自身的内部应力超出了屈服的极限而处于塑性变形的不可逆阶段时，它们的应变能会通过瞬间弹性波的形式进行释放，此类现象通常被称作声发射或应力波的发射。此外，零部件或材料因自身的缺陷出现状态的改变而自动产生瞬间的弹性波现象也可称为声发射1。1.声发射技术的基本原理 作为常见的一种物理现象，声的发射可能在许多材料产生断裂或变形时都有可能会出现，而且如果其应变能释放的强度达到一定程度时，还会产生能够被人耳所接收声音。由于声发射中弹性波能的释放能够对材料的某些特性进行反映，所以通过声发射的技术进行设备或材料的检测能够有效对其状态做出判断。在实际的检测过程中，声发射技术指的是利用仪器对声发射的信号进行检测、分析与记录，同时根据声发射的信号对发射源进行状态诊断的技术（如图1）。其涉及到的基本概念包括声电转换、波的传播、信号处理、数据的评定和解释、声的发射源、数据的记录和显示等多个方面2。图1：声发射技术原理图 需要注意的是，传统意义中声发射技术指的主要是通过对突发型的声发射信号进行采集与分析，并以此来对结构损伤的严重程度作出推断的技术，而对于锅炉中压力容器的检测来说还需要使用通过对漏孔和泄露介质间因摩擦而出现的连续型的声发射信号进行采集与分析，并以此来对泄露部位与大小进行推断的泄露检测技术。2.声发射技术中泄露检测技术的基本原理 对于声发射技术而言，以其为基础的泄露检测技术是声发射技术在实际应用过程中一项重要的分支。由于在压力的作用下，漏孔处会因为液体或气体从漏孔的泄漏而出现连续的机械波，由示波器所反映出的声发射波形存在连续、无规律和波动幅度较小等特点，而且其频带分布的范围也会随着泄漏程度、介质与速度的不同从几赫兹至几百千赫不等，所以，声发射技术中泄漏检测技术的原理是通过相适应的声发射的传感器对泄漏部位产生的声发射波进行接收后，再将机械波向电信号进行转化并在放大后向发射主机进行传输，最后通过处理与分析对泄漏的程度与位置等有关信息进行确认3。3. 声发射技术在对锅炉内压力容器进行检测中的应用 在对锅炉内的压力容器进行检测的过程中，无损检测的常规方法常常只能对设备静态的缺陷进行检测，但锅炉内的压力容器内动态的缺陷才是造成安全隐患的主要因素，常规的方法已无法对此类检测需求进行满足。因此，利用声发射技术对锅炉设备进行检测和对其材料结构内的实时缺陷进行定位于检测，不仅能够对结构是否完整进行评价，而且还可以对其部件在加载过程中动态的缺陷信息进行收集。 就实际情况而言，由于许多锅炉内因压力容器的事故是因焊接时所存在的缺陷而产生的，因此，对焊接的缺陷进行有效评定与检测在某种程度上来说也是对压力容器的有效检测。一般来说，对压力容器进行常规检测指的是通过例如磁粉探伤、超声波探伤、V射线、着色探伤与X射线等方式对焊缝进行全面常规的无损检测，通常需要以压力容器内全部焊缝的20%为比例进行X射线的内部探伤，有时还需要对全部焊缝进行射线或超声波的无损常规探伤，甚至在必要时还需要对焊缝存在缺陷的部位作出断裂力学的评定，不仅需要耗费大量的时间与人力，而且还会给工作人员带来大量的工作压力。相比较而言，声发射技术仅仅是利用多通道的接收器对受压时受压部件材料因内部问题而出现的裂纹扩展、开裂或屈服等高强度变形所产生的声波信号进行接收、采集、分析与处理，从而获得例如应力波的个数、次数或幅度大小、应力波出现的荷载与缺陷部位等一系列使声发射信号产生的缺陷情况参数，进而达到对问题作出评定与发现的目的。 通常情况下，在声发射检测的过程中，通常需要和压力容器中的水压试验同时进行，并以此对焊接缺陷中可能存在的动态性发展区域作出确定。其具体步骤如下： （1）根据所需水压试验的时间进行声发射技术的检测，并将检测后数据的结果在有关图表与存储介质中进行保存，同时根据声发射的源头位置对容器壳体上存在问题的区域进行推算。由于计算机会对声发射检测中缺陷数据进行自动采集，其显示结果简单易懂，所以数据具有受人为影响小，保存时间长、可靠性较高、对问题位置具有较高定位性能等优点。 （2）对依靠声发射技术超找出来的区域作出常规无损的复验检测。相比较而言，此环节的工作量相对较小，主要是按照定位的结果利用复验检测对问题区域中所反映的声发射源进行类别，判定其产生原因是焊接缺陷、噪声干扰或其他因素等。 （3）声发射技术在对锅炉内压力容器进行检测中的第三步主要是以上述两个步骤中的声发射结果与无损常规的复验检测结构为基础作出缺陷的综合判定，按照压力容器检测中声发射的有关数据与标准、压力容器事故分析出的失效数据和常规无损的复验检测数据与标准等内容对焊接的缺陷作出评判。4.声发射技术的优势与发展 相比较而言，例如磁粉、超声波、射线等常规静态的无损探伤技术，仅仅只能对材料出现的缺陷作出检查，并时常伴有漏检现象的发生，而且无法对压力容器在受压的过程内所出现裂纹的产生于发展进行全面的评价与检查，无法对容器事故发生前的报警做到及时与迅速。而对声发射技术来说，可以根据根据其自身特点在不同动态的条件中对缺陷检测做到主动参与和全方位监控，所以此类技术能够做到对缺陷的发展趋势与有害程度进行预测，对安全程度作出准确评定。此外，由于无损常规的复验检测是以声发射技术的检测结果为基础来进行的，因此通过对声发射技术的应该不仅能够使检测的可靠性与效率得到提高，降低无损常规复验检测中的局限性，而且还能够降低劳动强度，防止漏检现象的发生。 目前，声发射技术已经在对压力容器进行检测的过程中得到了广泛应用，而且还有许多从事声发射技术的应用研究单位仍然致力于此类技术的吸收、消化、研究、引进与应用推广，其目的在于通过对高新技术的应用，以降低压力容器在现场检测过程中劳动的强度，从而达到提升检测效率与质量的目的，以方便为用户提供更好、更快的服务。就其检测范围来说，由于其声发射检测能够对检测区域进行全方位覆盖，所以此类检测技术对问题的检出率不会受到方向与位置等问题的影响，具有良好的推广价值。5.结语 综上所述，由于所有的材料几乎都存在声发射的特点，所以声发射技术在应用的过程中可以不受到材料质地、被检测的对象尺寸、工作环境、几何形状等因素所造成的影响。对于实际的检查工作来说，我们应该将这一技术广泛应用与推广，从而对检测的效率与水平进行提升，为锅炉设备的正常与安全运行提供保障。【参考文献】1赫