声发射技术在压力容器检测中的应用
声发射检测技术的原理及应用
鄣
ρ 鄣
鄣 鄣 鄣 鄣
鄣2η
2
鄣t
=(λ+μ)鄣鄣Y
+μ
2η
鄣
鄣 鄣
2
鄣 ζ 鄣
ρ 鄣
2
鄣 鄣
鄣t
=(λ+μ)鄣鄣Z
+μ
2ζ
(1) (2) (3)
图 4 声发射检测基本原理示意图
图 5 典型裂纹声发射频谱图
式中:Δ=εxx+εyy+εzz
2
=
鄣 鄣X2
+
鄣 鄣Y2
+
鄣 鄣Z2
(4) (5)
可以得出固体弹性介质中两种不同类型波的波动方程。首
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。
述声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、是否有泄漏,并 获知泄漏程度。
(2)旋转和往复运动机械。特别是高速旋转机械,由于运 行过程中不平衡、不对中、热弯曲等,会发生转子碰磨,此时金 属内部晶格将发生滑移或重新排列,这个过程中能量的变化以 弹性波的形式释放出来,即产生了声发射信号。 3.2 声发射信号的处理
图 3 检测系统构成示意图
50
在预期产生缺陷的部位放置声发射传感器ae源产生声发射信号通过耦合界面传到ae传感器ae传感器采集包含ae源的状态信息的ae信号通过放大滤波器等对采集的ae信号进行放大滤波转换等处理并将转换后的ae信号传输到信号采集处理系统对采集的信号进行比对及特征分析通过外端显示设备输出
2010 年 3 月 第 3 期(总第 136 期)
针对支持向量机的声发射压力容器检测
针对支持向量机的声发射压力容器检测发布时间:2021-09-06T11:05:06.900Z 来源:《科学与技术》2021年第4月第11期(中)作者:李赵付红栓金立玺[导读] 压力容器在我国的多个领域中都有广泛的应用,这是一种特种设备,具有较李赵付红栓金立玺上海市特种设备监督检验技术研究院上海 200062摘要:压力容器在我国的多个领域中都有广泛的应用,这是一种特种设备,具有较大的危险性,所以,针对压力容器需要定期进行无损检测,以便及早发现压力容器中的缺陷类型、位置等。
而声发射检测在无损检测技术中属于动态检测方法,可以对压力容器中可能存在的缺陷、故障进行预测,更好的保障压力容器的安全运行。
因此,本文主要对支持向量机的声发射检测在压力容器检测工作中的应用进行了分析。
关键词:声发射检测;支持向量机;压力容器在工业领域中,压力容器是非常重要的设备之一,在多个行业中都有应用。
然而由于压力容器属于特种设备,具有极大的危险性,容器存在缺陷和故障会对人们和周围环境产生较大的损害。
因此,针对压力容器需要定期进行检测,以保证其使用的安全性。
使用宏观的检测方法不能完全掌握压力容器当下的具体使用状态,需要通过无损检测来精准判断。
其中声发射检测技术能够发挥巨大的作用,针对支持向量机的声发射检测,可以实现对压力容器的良好检测。
1.声发射检测原理声发射检测技术原理主要是指通过传感器对声发射信号进行接收,然后利用特征参数对声发射信号进行分析,进而判断被检测材料、结构内的缺陷类型、部位、变化趋势、缺陷程度等。
在检测过程中需要综合考虑背景噪声的识别和其他温度、荷载、应变等因素。
声发射检测技术原理图如下表示。
2.针对支持向量机的声发射压力容器检测2.1声发射信号分类及特征参数声发射信号的动态变化范围较广,位移变化范围在10-15m-10-9m之间。
而且声发射信号的产生也存在较大的变化,依照信号的不同波形主要分为突发型和连续型。
在进行检测时,为了能够对不同的信号加以区分,需要对信号进行特征提取,先对阈值进行设定,然后将阈值范围外的信号量提取出来,通过有效参数表示信号特征。
低温压力储罐检测新方法探讨
低温压力储罐检测新方法探讨摘要:对于压力容器的使用而言,声发射检测技术是一种全新的无损检测技术。
利用这一技术,能够对设备内部的材料和构件的受力情况进行检测和分析,也能够及时判断各种材料和构件的受损程度。
声发射检测技术的应用前景非常的良好,能够真正实现低温压力储罐不开罐检验的目标。
关键词:低温压力;储蓄监测;方法研究引言:低温压力储罐是设计温度为-20℃以下的压力容器,压力容器中包含很多的化学物质,既包含一些液化的天然气,也包含液氢和液氮。
操作人员在对压力储罐进行应用的过程中,要仔细观察这些容器的具体使用情况,观察压力容器的内部是否承受着较大的压力。
如果内部压力过大,就可能会导致出现泄漏或者爆炸等安全事故。
1低温压力储罐检测原理声发射检测技术是一种新型的无损检测技术,这一技术可直接对设备本身的材料和构件进行检测,也能够检查设备在应用过程中的内部损伤情况。
这项技术能够在在线状态下,不破坏设备的零部件,而且能够持续性的对材料和构件的使用情况进行监测。
从而根据声发射定位信号找出各项材料和构件发展应用过程中存在的一些缺陷,并且对缺陷进行及时的解决[1]。
研究发现系统中包含很多声学理论基础,主要包含声源发射、声波传播、信号转换和处理技术。
这些技术能够对现有的数据进行及时的判定,还能够对数据进行存储和显示。
了解各项检测技术和检测系统的具体使用情况,按照硬件的使用要求对存储数据进行分配。
了解各项参数的基本划分情况,使用不同的声发射探头、工艺规程进行设计。
2低温压力储罐检测新方法的应用2.1选择设备仪器进行设备检测的过程中,要保证检测的科学性,同时要分析具体的定位。
保证定位的精准度,还有各种信息的检出率。
在对设备仪器进行选择时,首先要对设备生产厂家的资质进行严格的审核,要求生产厂家具有一定的生产资质和销售资质,还要对公司生产制造的数字化检测分析仪器的使用情况进行检查。
采用不同的方式对设备的整体质量进行系统化的检查,同时分析检测仪传感器的使用频率。
压力容器声发射检测技术概述
声发射波 的频率范 围很宽 ,从次声频 、声频 、直到超声 频 ,可包括数 H 到数 MH ;其幅度从微观的位错运动到大规 z z 模宏观断裂在很大的范围内变化。用最灵敏 的传感器,可探测
到 约为 1 mt的表 面振 动 。 0 i t
法 是 用 激 光 直 接 或 间 接 冲 击 试 样 表 面 来 产 生 声 源 。 美 国
AS M 标准规定声发射系统检测 灵敏度标 定采用 断铅试验 T 法 。针对管线泄漏的声发射检测装置的搭建和评价 ,Mie lr l 建立 了一种参考标准一 。 在检测仪器及专业机构方面 ,通过 4 O多年 的发展 ,声 发射检测仪器从全模拟式到全数字式 已经更新 了 5代 以上 。
始 创 于 17 年 的美 国物 理 声 学 公 司 ( A ) 是 最 大 的声 发 98 P C
声发射检测技术的基本原理为 :声发射源发出的弹性波, 经介质传播到达被检体表面,引起表面的机械振动 ;声发射传
射技术研发公 司和公认 的声发 射技术 的领 导者 ,目前 ,其 声发射产 品和技术服务 占全球市场份额的 8 以上 。 5
关 键词 :发 声射 ;无损检 测 ;压 力容 器 中图分 类号 :N 4 3 文献 标 识码 :A
0 声发射技术简介
材料中局域源 陕速释放能量产生瞬态 弹性 波的现象称 为 声发射 ( cut mii )1 A oscE so [ 。现代声发射 技术 的开始 以 2 i sn ] O 世纪 5 O年代初 K i r a e在德国所作 的研究 工作为标志,他观察 s 到铜、锌、铝、铅 、黄铜、铸铁和钢等金属和合金在形变过程 中都有声发射现象。2 世 纪 6 O O年代初 ,G en等人首先 开始 r e 了声发射技术在无损检测领域方面 ( 焊接延迟裂纹监视与固体 发送机壳体检测)的应用 ,D ngn u ea 首次将声发射技术应用于 压力容器的检测l 。2 世纪 7 年代 ,随着现代多通道声发 2 ] O O 射检测仪器系统的研制成功,声发射技术在化丁容器 、核容器 和焊接过程控制方面的应用取得了初步成功 。从 2 世纪 8 年 O O 代开始 ,随微机技术 、基础研究的进展 ,声发射技术获得迅速 发展,在金属与玻璃钢压力容器、贮罐 、管道等结构件中,进
声发射检测技术在压力容器检验中的应用
c usi miso e tn e h o o y wa mp ra ti he p e s r e s lr g a n p cin. o tc e s in t si g t c n lg s i ot n n t r s u e v se e ulri s e to K e r s:a o si miso e tng tc oo ;p e s e v se ;pe o i n p c in;Kas refc y wo d c u t e si n t si e hn l g c y r sur e s l i r dcis e t o ie fe t
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
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… 。
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 , 国人 K i r 德 a e s 首先提出 了材料 在重 复加载 时具有 “ a e 效应 ” 后来 F li Ki r s , ect iy 经反复试验 , K i r 在 as 效应 的基础上进行 了完 善, 出了材料 同 e 提 时具有“ e cy效应” 声 发射技术 的研究就是 基于这 两个基 本 Fli it , 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 2 0 世纪 6 0年代末期 。通过近 4 O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 加 世纪 7 0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 , 我 国 7 使 0
声发射技术在锅炉压力容器检测中的应用
不能少于 X射 线内缝 的 2 %,有 时甚至要对 O 其进行 lO 无损检测 ,并且对焊接 存在 的 O% 缺 陷部位进行 断裂力学评定 ,这项工作往往 需要较 大 的 工作 量 并且 需要 较 长 的检 测 时 间。声发射技 术检测时发 出信 号是 由换 能器 的多通道对受 压部件产 生受 载时材料 内部缺 陷变形现象所 发出,进而对 这些信号实行 搜 集 和整理 ,最 终获得信 号产 生的缺 陷参数 。 例如应力 的波 幅大小 ,个数 或次数 以及应 力 缺陷的部位 ,出现应力缺 陷的荷载等 ,最 终 达到评定缺 陷的 目的 。因为声发射技术 能对 焊接缺 陷实行 全面 的定 量定位, 同时声发射 检测速度较快 ,资金较 低,声发射 已发 展成 为压力容 器缺 陷检测 的重要手段之一 。 声发射检 测技术经 常和 压力容 器水压试 验过程 同时进 行 ,这样 是为 了确定 发展性焊 接缺 陷有 可能 出现 的区域。第一步检 测需要 的 时 间 大 概 是 水 压 试 验 需 要 的 时 间 。检 测 结 果得 出的数据 在计算机 硬盘 中进行 保存 ,同 时 在容 器壳 表 体上 对 发射 源 的位 置 进行 预 测 。因为声发射检测利 用计算机来控 制 自动 缺 陷数据 采集 ,数据 的可靠性较 高,人为 因 素造成 的干扰 小 ,数据 可 以长期进 行保存 。 结 果表 明 了对 查 出 的声 发射 源定 位 性 能极 佳 。在 我国声发射检 测技术被广泛 的用于检 测压力 容器方面 。一些研究声发射 技术机构 将发射技 术进行 了引进 、消化 、吸收、研究 和应用 ,最终 目的是采用高新技 术 ,将压力 容器现 场检验 的劳动 量进行 改进 ,更快 、更 好地服务于广大用户。声发射在 受载状况下 , 主动对 材料 内部缺陷进 行信 息反映 ,无需 使 用探头在 被测 的表面进行扫描, 这种 方式将传 统无损 检测方法 的被 动检测变 为主动检测 。 从检 查范围来看 ,声发射是全方位 进行 的检 测 , 缺 陷位 置 和 方 向不 会 影 响声 发 射对 缺 陷 , 的检 出率 。声发射检测是一种动态损检测, 它 同应 力相结合 ,在应力 的影响下 ,能够判 断这个缺 陷的严重性 。
声发射技术在压力容器检验中的应用探讨
声发射技术在压力容器检验中的应用探讨摘要:现代工业向着更好的方向发展和前进,压力容器在其中扮演着重要“角色”,但是如果压力容器出现介质泄漏问题,那么极有可能会影响工作人员的生命安全,更是会对自然环境带来非常严重的影响与污染。
工作人员需要针对压力容器的质量检验加强关注与重视,将声发射技术加入压力容器检验过程中。
此项技术在提高检验水平和效率等多个方面起到了重要的作用,也是相关工作人员最得力的“助手”,保证压力容器在应用的过程中可以更加安全,满足现代工艺生产过程中所提出的要求。
基于此,本文主要对声发射技术在压力容器检验中的应用展开了深入的探讨。
关键词:声发射技术;压力容器检验;应用1声发射技术的概念声发射技术是一种无损检测方法,用于评估材料或结构中的缺陷、裂纹或应力等问题。
该技术利用材料内部的声波信号的特征,并通过检测和分析这些声波信号的传播和反射情况来判断材料的健康状况。
在声发射技术中,一个或多个传感器被放置在材料的表面或内部。
当材料受到应力或加载时,如果存在缺陷、裂纹或其他问题,这些问题会导致能量的积累和释放,产生声波信号。
传感器会记录这些声波信号,并将其转换为电信号进行进一步分析和处理。
通过分析声发射信号的幅值、频率、时域和频域特征,声发射技术可以确定缺陷的类型、位置、尺寸和严重程度。
这对于评估结构的完整性、监测材料的疲劳和性能退化等方面非常有用。
通过对声发射技术进行仔细的分析,发现其自身包括的较多的优势。
(1)声发射技术归属于动态检测技术范围内,主要汇集测试设备所发出来的能量信号。
(2)敏感性高是它最具代表性的优势之一。
可以全面探测外加应力的缺陷设备存在问题,通过一次测量就可以得到最终的结果,并且保证最终的结果更加真实与准确。
(3)检测结果不易受到外界接触所带来的影响,即使将此项技术加入恶劣环境检测过程中,也能够呈现出更好的效果,而且还可以降低检测中恶劣环境对检测工作人员身体所带来的伤害。
(4)针对压力容器进行检测,无须设备停止工作,设备在正常的运行状态下即可接受检验,而且最终的检测结果准确性高。
探讨压力容器无损检测技术运用
探讨压力容器无损检测技术运用摘要:压力容器的无损检测技术在我国已经应用了一段时间,在应用的过程中出现了一些问题,为了更好的保障产品的质量和检测容器的安全性,本文通过对无损检测技术的分析,更加合理的解释了无损检测技术的综合利用,从而更好的体现正确运用压力容器的无损检测在现代生产中的积极作用。
关键词:压力容器;无损检测;应用1、无损检测技术无损检测是一项新型的科学技术,它的使用可以对材料的内部结构和存在的异常或缺陷进行检测,这种检测是在不破坏和损坏检测对象的前提下进行的。
随着压力容器应用范围的不断发展和产品安全性控制的不断增强,无损检测能够探测零部件、工程材料等的内部结构和表面的缺陷,并通过对缺陷的类型、数量和性质等进行相应的判断和评价。
因此,无损检测在产品生产的安全控制上发挥着巨大的作用。
2、无损检测技术的分类2.1利用物质渗透现象的无损检测技术利用物质渗透现象的无损检测技术是一种最普遍的检测方法,主要包括两种检测方法,有渗透检测和磁粉法检测,主要的特点有成本低、操作流程简单、检测灵敏度较高等,那么能够检测的材料与缺陷的范围较广。
渗透检测和磁粉法检测各自有不同的原理,其中渗透检测的原理是基于毛细管现象来揭示固体材料的表面开口缺陷,在应用过程中依照的方法是将渗透液从工件的表面渗入到表面的开口缺陷中去,然后在用去除液清理掉多余的渗透液,最后在用显像剂将缺陷表现出来,该方法的检测灵敏度相对较高。
而磁粉法检测的方法依照的原理是基于缺陷处的漏磁现象进行的检测方法,因为漏磁处会与磁粉发生作用,从而显示出磁性材料表面和接近表面处的漏磁现象,这种方法主要应用于近表面处的裂纹和折叠现象。
2.2利用物质辐射特性的无损检测技术利用物质辐射特性的无损检测技术是利用射线的一种检测方法,其原理是根据被检测件吸收不同射线的类型进行的对零件的内部缺陷的检测方法,射线检测方法一般应用于工业生产中。
这种方法可以将缺陷的影像直观的显现出来,并且可以通过射线的底片对缺陷进行更进一步的分析,包括定性和定量分析,不仅可以长期的保存,对于体积型的缺陷敏感程度也较高,但由于射线对于人体是有害的,需要做出特殊的防护。
声发射技术在大型压力容器检验中的应用研究
声发射技术在大型压力容器检验中的应用研究
随着工业化,大型压力容器在化工、石油、煤化等领域得到广泛应用。
对于这些容器的可靠性和安全性的检验变得越来越重要。
传统的压力容器检验方法包括钻孔检查、超声波探伤等技术,这些技术不仅需要耗费大量的人力和物力,而且容易在检验过程中对压力容器造成无法预料的损伤。
声发射技术是一种利用物体自身声音发射的瞬时信号来检测物体内部损伤的技术。
该技术的基本原理是,当物体受到外部力的作用时,其内部就会产生应力集中,从而导致微裂纹、疲劳损伤等损伤。
这些损伤会在物体内部产生应力波,传播到物体表面,产生声波信号。
声发射技术通过对这些声波信号的分析,可以判断出物体内部的损伤情况并进行定位。
声发射检验技术有许多优点,如对检测物没有侵入性、检测速度快、检测灵敏度高、无需加压和取样等。
同时,与传统的超声波探伤技术相比,声发射技术可以检测到更小的损伤,且可以对复杂的结构进行非破坏性检测。
在大型压力容器的检验中,声发射检验技术一般需要通过放置传感器或超声波探头在容器外侧进行检测。
由于压力容器的结构复杂,声发射信号被物体本身的噪声和干扰信号覆盖,因此信号的处理和分析是声发射检验技术中至关重要的一步。
在信号处理和分析方面,目前主要采用了峰值检测法、时域分析、频域分析、小波分析等方法。
在定位损伤方面,利用传感器的不同布置方式和声波信号的传播时间差,可以进行准确定位。
总之,声发射技术在大型压力容器检验中的应用具有广泛的前景。
随着技术的不断发展和完善,该技术将成为压力容器检验的重要手段之一,得到更加广泛的应用。
锅炉压力容器检测中的声发射技术应用
检测
声发射技 术 定 与发现 的 目的。
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 。
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
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
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 。
声发射技术及其应用
声发射技术及其在检测中的应用学号:姓名:摘要:介绍了声发射检测技术原理及其发展历程和现状,综述声发射信号处理的困难、降噪方法、信号分析方法、源定位和在检测中的应用。
关键词:声发射技术;信号处理;源定位;安全评定1声发射技术发展现代声发射技术的开始上世纪50年代初Kaiser在德国所作的研究工作为标志。
声发射技术在20世纪70年代初引入我国,希望利用声发射进行断裂力学难点裂纹的开裂点预报和测量研究。
20世纪80年代初,国内开始尝试将声发射技术用于压力容器检验等工程,但是由于当时声发射仪器性能和信号处理方面的限制,以及缺乏对声发射源性质和声发射信号传输特性等理论知识,声发射技术陷入低谷。
20世纪80年代中期,从美国PAC公司引进声发射仪器,使我国声发射技术的研究、应用和仪器技术水平不断提高。
20世纪90年代至今,随着声发射仪研制国产化程度不断提高,声发射技术在我国的研究和应用呈快速发展的趋势。
2声发射信号处理分析技术2.1声发射信号及信号处理的困难:从时域形态上,一般将声发射信号分为两种基本类型:突发型和连续型。
突发型信号,指在时域上可分离的波形。
如断续的裂纹扩展。
当声发射频度高达时域上不可分离的程度时,就以连续型信号显示出来,如流体泄漏信号。
突发信号参数包括:波击计数、振铃计数、幅度、能量计数、上升时间、持续时间和时差等;连续信号参数包括:振铡寸数、平均信号电平和有效值电压。
图2常用信号特征参数的定义:声发射信号处理分析是实现声发射源定性识别、定位判断和定量评价。
AE信号处理面临的最大难题,首先是AE源的多样性、信号本身的突发性和不确定性。
不同的AE源机制,可以产生完全不同的AE信号。
其次,AE信号传输途径的影响。
AE传感器所获得的信号至少是声源、传输介质、耦合介质和换能器响应等因素的综合结果。
声发射信号在材料或结构中经多次反射、衰减以及波形转换后,其波形将发生很大畸变。
声源发出的声波可以经多种路径到达传感器,因此,所探测到的声信号波形是不同路径到达传感器声波的叠加,使信号趋于复杂。
压力容器无损检测技术发展现状分析
压力容器无损检测技术发展现状分析摘要:在当今社会,压力容器被广泛应用到工业生产的各个部门,并且随着工业生产的进步,压力容器的应用领域将越来越多。
压力容器在进行分离、换热和贮运时,不可避免地会出现断裂、腐蚀等材质上的缺陷。
基于这种应用现状,加强对压力容器无损检测技术的应用,能有效地减少压力容器存在的缺陷及由此带来的安全隐患。
下面,本文就对压力容器的无损检测技术发展的现状进行具体分析。
关键词:压力容器;无损检测技术;发展现状压力容器是一种在工业中被广泛应用的封闭性容器设备,主要用于盛放液体或气体,根据用途的不同,压力容器具体可分为分离容器、换热容器、反应和贮运容器这四大类。
当前用于压力容器安全性检测的技术主要是无损检测技术,它能在保持容器内物质原有状态的前提下,利用物质的电、磁、光、声等特性,对其进行物理或化学性质进行检测,具体技术主要包括超声检测、声发射检测、射线检测、红外检测、渗透检测、涡流检测、磁粉检测和激光全息检测这几种。
一、压力容器无损检测技术的发展现状(一)超声检测技术基于超声波穿透力强、指向性好的优点,超声检测技术成为压力容器无损检测中使用最多的一种技术。
它对压力容器进行检测的原理主要是:超声波在相同介质中进行传播时信号会越来越衰落,但当遇到新介质或新界面时,超声波会发生折射,即出现回波现象。
就压力容器的检测而言,发射探头向压力容器发射超声波后,如果压力容器存在缺陷,超声波在接触到缺陷界面后就会发生折射,折射回的超声波会被接收探头接收,检测人员通过对发射和接收的超声波数据进行分析,就能发现哪里存在不同界面,该不同界面所处的位置也就是压力容器存在缺陷的具体位置。
另外,由于超声波检测的灵敏度很高,所以能实现对压力容器缺陷界面的准确定位。
(二)声发射检测技术在压力容器无损检测中,声发射检测技术主要用于检测容器的裂纹,其具体操作原理是:当压力容器受到外部碰撞而发生形变时,变形的材料处会迅速释放出大量的能量,这些能量在释放的过程中,会产生弹性波,通过传感器将这些弹性波进行接收,再通过具体分析就能判断出压力容器是否出现撞裂缝隙。
浅谈声发射检测技术原理在锅炉压力容器检测中的应用
浅谈声发射检测技术原理在锅炉压力容器检测中的应用摘要: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,文章主要介绍了声发射检测技术在锅炉压力容器检测中的原理及其应用。
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。
无损检测技术与其应用--声发射检测技术(AE)
材料受外力或内力作用产生变形或断裂,以弹性波形式释 放出应力应变能的现象称为声发射(Acoustic Emission, 简称 AE),有时也称为应力波发射。
声发射是一种常见的物理现象,大多数材料变形和断裂时 有声发射发生,但许多材料的声发射信号很弱,人耳不能直接 听见,需要借助灵敏的电子仪器才能检测出来。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 称为声发射技术。
无损检测技术及其应用
--声发射检测技术(AE)
中国特种设备检测研究院
1 声发射检测技术的概念 2 声发射基本原理 3 声发射技术的优势 4 声发射检测实例
中国特种设备检测研究院
1 声发射检测技术的概念 2 声发射基本原理 3 声发射技术的优势 4 声发射检测实例
中国特种设备检测研究院
1、声发射检测技术的概念
中国特种设备检测研究院
4、声发射检测实例 ——储罐声发射检测
中国特种设备检测研究院
4、声发射检测实例 ——储罐声发射检测
中国特种设备检测研究院
4、声发射检测实例 ——储罐声发射检测
中国特种设备检测研究院
4、声发射检测实例 ——压力容器检测
冷高压分离器检验案例
中国特种设备检测研究院
4、声发射检测实例 ——无线声发射
中国特种设备检测研究院
1、声发射检测技术的概念
时间1 裂纹尖端开裂
F 时间2
弹性波Leabharlann 时间3被测工件F
F
中国特种设备检测研究院
1 声发射检测技术的概念 2 声发射基本原理 3 声发射技术的优势 4 声发射检测实例
中国特种设备检测研究院
1、声发射基本原理
凯撒效应 材料的受载历史,对重复加载声发射特性有重要影响。在固定检测灵敏度下, 重复载荷达到原先所加最大载荷以前,不出现可检测到的声发射信号的现象, 这种声发射不可逆性质称为凯撒效应。多数金属材料中,可观察到明显的凯 撒效应。但是,重复加载前,如产生新裂纹,则凯撒效应会消失。
声发射技术在压力容器检测中应用
声发射技术在压力容器检测中的应用【摘要】压力容器被广泛应用于石油化工行业,由于它是一种具有爆炸危险的特种承压设备,因此,它比一般机械设备有更高的安全要求。
而检验是压力容器安全管理的重要环节,为此本文结合压力容器的特性,介绍了声发技术在压力容器检测中的应用,并对其检测原理、检测系统及在国内外的现状加以阐述,可供检测人员参考。
【关键词】压力容器;检测;声发射;原理;检测系统;现状压力容器主要应用于石油、化工等行业,由于压力容器盛装的是易燃或有毒介质,长期承受高温和压力,因此,压力容器也是危险性较高的特种设备。
一旦发生爆炸或泄漏,往往并发火灾和中毒等灾难性事故,造成严重的环境污染,给社会经济、生产和人民生活带来损失和危害,直接影响社会安定。
为了避免和减少压力容器失效事故的发生,最有效的措施就是对压力容器进行检测。
1.压力容器的危险性压力容器是一种可能引起爆炸或中毒等危害性较大事故的特种设备,当设备发生破坏或爆炸时,设备内的介质迅速膨胀、释放出极大的内能,这些能量不仅使设备本身遭到破坏,瞬间释放的巨大能量还将产生冲击波,使周围的设施和建筑遭到破坏,危及人员生命安全。
如果设备内盛装的是易燃或有毒介质,一旦突然发生爆炸,将会造成恶性的连锁反应,后果不堪设想。
所以压力容器比一般机械设备有更高的安全要求。
2.压力容器的检测压力容器检验的目的就是防止压力容器失效事故,特别是危害最严重的破裂事故发生,因此在某种程度上可以说,压力容器检验的实质就是失效的预测和预防。
检验是压力容器安全管理的重要环节。
按工作性质,压力容器检验可分为产品安全质量监督检验和在用检验两大类。
安全质量监督检验的任务是保证压力容器产品质量。
产品质量是安全的基础,是保证压力容器安全投入运行、发挥经济效益的先决条件。
压力容器产品质量的任何失控都可能产生安全隐患和发生事故,给使用管理带来麻烦,甚至导致容器过早失效和报废。
在用检验是指压力容器使用期间的定期检验,它是保证设备长期运行和安全生产的有力措施。
声发射技术在金属材料分析检测中的应用
声发射技术在金属材料分析检测中的应用摘要:金属材料在受力过程中容易产生变形、裂缝等问题,这严重地影响了材料的应用效果。
在材料使用过程中,有必要进行材料动态、无损检测。
声发射技术是金属材料检查中的常用手段,其能在节省时间和人力的基础上,大大提升了金属材料物理状态监测的效率和精准程度。
基于此,文章主要分析了声发射技术在金属材料检测中的应用。
关键词:声发射技术;金属材料检测;应用1声发射技术原理特征1.1声发射技术的检测原理声发射技术是一种无损检测方法,通过检测材料内部的声波信号来评估材料的完整性和结构状况。
当材料内部发生变形、裂纹、破裂或其他损伤时,会产生弹性波或超声波,这些波通过材料的传播会引起微小的振动或声发射。
声发射传感器会捕捉到这些微弱的声波信号,并通过信号处理技术分析,确定材料中存在的缺陷位置、类型和严重程度。
1.2声发射技术的检测特征(1)高灵敏性。
声发射技术能够检测到微小的裂纹、破裂等缺陷,并能提供关于缺陷的详细信息,如位置、尺寸、形态等。
(2)实时性。
声发射技术能够实时监测材料的状况,及时发现和跟踪缺陷的变化,从而做出相应的维修或替换决策。
(3)定位精确。
声发射技术可以通过分析声波传播的时间、振幅等参数,精确定位缺陷的位置,有助于针对性地修复或处理。
(4)无损检测。
声发射技术是一种非破坏性检测方法,不会对被测材料造成额外的损伤或影响,适用于许多不同类型的材料。
(5)广泛适用性。
声发射技术可以应用于各种材料,如金属、复合材料、混凝土等,适用于不同行业领域的缺陷检测和结构评估。
2声发射技术在金属材料检测中的应用2.1塑性形变检测金属材料在受到外力作用时、内外温差过大的情况下,其内部结构可能发生一定的变化,进而出现开裂、变形等质量问题。
在这个过程中,金属材料微观层面会产生松弛应力,并通过应力波的形式将能量释放出来,最终表现为声发射现象。
声发射技术主要就是对这一过程中产生的能量波形进行接收分析等,最终达到无损检测的目标。
声发射技术在储罐腐蚀检测中的应用综述
声发射技术在储罐腐蚀检测中的应用综述摘要:在储罐腐蚀检测的过程中,声发射技术发挥着重要的作用。
声发射是一种前景广阔的油罐无损检测方式,具有时间短、成本低、操作方便等优点。
本文首先分析声发射技术检测原理,其次探讨声发射技术的储罐底板泄漏检测方法,然后研究腐蚀机理分析,最后就储罐罐底腐蚀声发射检测技术进行研究,为将来深入开展相关研究提供了一定参考。
关键词:声发射;漏磁;常压储罐;检测引言管道运输作为一种长距离运输方式,由于不需要运输车辆,且具有运输成本低、安全性高、运输能力强的特点,目前已成为油气等化学产品运输的主要方式。
管道运输的介质通常具有腐蚀性,加之自然环境中土壤等的腐蚀作用,会造成管道破坏,威胁在用管道的安全性,严重时甚至引起环境污染。
因此,有必要对在用管道腐蚀情况进行监测。
声发射技术作为一种新型动态无损检测技术,可动态捕捉应力作用下的缺陷信息,并对活动性缺陷安全性进行评价,该方法在检测时不受环境影响,对各种极限恶劣环境(易燃易爆等)均可实现高效率检测。
1声发射技术检测原理声发射是一种动态实时监测和诊断技术,常用于在役长输管道、压力容器及储罐底板腐蚀或损伤的在线检测。
通过合理布置振动传感器,将局部裂纹或缺陷扩展产生的突发弹性波接收并进行声电转换、信号放大、信号分析及处理,判定声源的位置、活性及强度。
通过数模转换,把表面的振动信号转变成电信号,最终经过前放、过滤等处理,会得到材料中声发射源的特征信号,通过分析信号特征对罐底是否存在泄漏及腐蚀做出判断。
并根据声发射事件的密集程度和时差定位系统对腐蚀区域进行定位及严重性评价。
2储罐的常规无损检测技术(1)超声检测。
超声检测被广泛应用于多种行业的无损检测。
超声波的频率大于 20 kHz,人类无法直接听到。
若材料内存在缺陷,会对超声波的传播形成发射作用。
由于材料性质的不同和缺陷声学性能的差异,反射的超声波波形有所差异。
(2)漏磁法。
漏磁检测利用铁磁性材料的高磁导率特性,用外部磁场磁化材料,当缺陷存在于材料表面或内部时,磁导率和磁力线会发生变化,形成漏磁。
声发射技术在压力容器检测中的应用
摘要:介绍了声发射技术的原来、历史与发展情况、与其他无损检测手段相比的优点,并在此基础上对声发射技术具体应用作了简单说明。
关键词:声发射压力容器在线检测1概述在制作压力容器的过程中,压力容器在对很多部位进行连接的时候需要进行焊接,从而导致焊接的部位经常存在缺陷。
在高温高压的作用下,如果这些缺陷部位产生腐蚀和裂纹等受到损伤而发生泄露或爆炸,会导致不堪设想的后果。
因此,只有防止缺陷部位发生泄露或爆炸,才能确保生产能够安全进行,因此,我们需要对在役的压力容器设备进行在线检测。
由于对在役的压力容器设备进行在线检测具有特殊性和危险性大的特点,因此,远程测量是最常采用的方法。
除此之外,对在役压力容器进行在线检测还具有工作量大、难度大以及要求诊断具有一定的前瞻性和预警功能的特点。
根据在役压力设备的在线检测的特点我们可以看出,传统的检测方法是不能够满足这些要求的,因此,在线无损检测技术的声发射技术作为一门新兴技术,经过几十年的发展,已经广泛而成熟的应用于在线检测压力容器领域。
2声发射的历史与发展材料中由于局域快速释放能力而产生的瞬间弹性波的现象就是声发射[1,2]。
20世纪50年代,以德国Kaiser所做的研究工作为代表,标志着现代声发射技术的起步。
根据Kaise的观察,在变形过程中,铜、锌、铅以及铸铁和金属合金等都会发生声发射现象。
而将声发射技术首次应用于压力容器检验的,还要追溯到1963年美国的Dune-gan,到目前为止,用声发射技术检验压力容器已经将近40多年的时间。
声发射检测一起从权模拟式到权数字式的更新在此期间已经达到五代以上,在北美、中国以及欧洲等许多国家,都广泛的应用声发射对在役压力容器进行检验,此外,关于声发射的检验标准,在实际的应用过程中也做了很多的探索。
根据相关文献,我们看出已经有上万台大型压力容器采用声发射技术进行检验,并且介绍压力容器声发射检测技术研究和应用的文章也十分多。
但是这些文章大多都是对实验室内采用声发射技术检验压力容器的结果进行了报道,很少文章对现场采用声发射技术检验压力容器的结果进行报道,因此,想通过这些资料和信息尽快达到掌握声发射检测技术的需要,对刚从事现场声发射检测的人员而言是十分不现实的。
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声发射技术在压力容器检测中的应用
摘要:声发射技术是一种新的无损检测方法。
本文就声发射技术在压力容器检测中的应用进行了探讨,简要介绍声发射技术的基本原理和优点,并结合了具体的工程实例,详细阐述了声发射检测技术的实施过程,并对检测结论进行分析。
以期能为声发射技术更好地应用于压力容器的检测提供参考。
关键词:声发射技术;压力容器;检测;应用
所谓声发射,就是贮存在构件内部的能量释放时所产生的弹性应力波。
换句话说,当物体受外力或内应力作用时,缺陷处因应力集中而产生塑性形变,其贮存能量的一部分以应力波的形式释放出来,这种现象就叫做声发射。
而声发射技术,就是用仪器探测、记录、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的一种技术。
随着科学技术的发展,这种技术逐渐广泛地应用在了金属压力容器检验和安全评定。
本文就声发射技术在压力容器检测中的应用进行了探讨,并结合了具体的工程实例,介绍了声发射技术的基本原理和优点和阐述了声发射检测技术的实施过程,以期能为声发射技术更好地应用于压力容器的检测提供参考。
1 声发射技术的主要优点和使用特点
声发射技术是根据结构内部发出的应力波来判断内部损伤程度的一种新型动态无损检测方法。
在许多方面不同于其它常规无损检测技术,其优点主要是:(1)声发射是一种动态检验方法,声发射探测到的能量来自被测试物体本身,而不是像超声或射线探伤方法
一样由无损检测仪器提供;
(2)声发射检测方法对线性缺陷较为敏感,它能探测到在外加结构应力下这些缺陷的活动情况,稳定的缺陷不产生声发射信号;(3)在一次试验过程中,声发射检验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,因而适用于工业过程在线监控及早期或临近破坏预报;(5)由于对被检件的接近要求不高,而适于其它方法难以或不能接近环境下的检测,如高低温、核辐射、易燃、易爆及极毒等环境;
(6)对于在役压力容器的定期检验,声发射检验方法可以缩短检验的停产时间或者不需要停产;
(7)对于压力容器的耐压试验,声发射检验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;(8)由于对构件的几何形状不敏感,而适用于检测其它方法受到限制的形状复杂的构件。
由于声发射检测是一种动态检测方法,而且探测的是机械波,因此具有如下的特点:
(1)声发射特性对材料甚为敏感,又易受到机电噪声的干扰,因而,对数据的准确解释要有更为丰富的数据库和现场检测经验;(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,但有时还需要特别作准备;
(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,仍需依赖于其它无损检测方法进行复验。
2 应用实例
某液化气充装站需检验一台液化石油气储罐,由于日常居民的液化气充装量较大,希望能尽量缩短检验时间。
由此制定了以声发射检测为主,其他常规无损检测进行复验的方案。
2.1 设备情况
2.4 试验过程
将探头布置于容器后实测系统的背景噪声80db;声发射定位源的活性按不同升压保压阶段出现的次数来划分。
ae1、ae2(如图3所示)只在升压过程中出现,且强度均<60db,为非活性,弱强度,定为a级声发射源,不需复验。
ae3(如图4所示)在第一次加压循环中的升压、保压阶段出现,为弱活性源,强度<60db,为弱强度,定为b级声发射源。
为进一步确定缺陷是否存在,采用表面磁粉级超声波检测进行复验,未发现超标缺陷。
3 结语
综上所述,压力容器在制造中采用焊接连接的部位很多,这些部位存在的焊接缺陷在高温、高压下很容易因产生腐蚀、裂纹而损伤,若因此而发生泄漏或爆炸,后果将不堪设想。
因此,必须对压力容器进行定期的检测,避免意外的发生。
而声发射技术因其自身独特
的优点,已经广泛的应用在了压力容器的检测中,相信在以后这种技术可以更加的利于检测压力容器,防止安全事故的发生。
参考文献:
[1]冯璧、朱泽霆、李正玉.声发射技术及其在压力容器检测中的应用[j].中国设备管理.1990(03).
[2]朱玉明.声发射技术在大型压力容器检验中的应用研究[j].南京林业大学.2006.。