声发射技术在球罐检验检测中的应用

声发射技术在球罐检验检测中的应用

摘要：介绍了声发射检测的原理，总结了声发射技术在球罐检测中应用时的要点，声发射检测的步骤及注意事项，以及声发射数据的分析方法。

关键词：声发射球罐检测评价方法

一、声发射检测技术的原理

声发射技术，是一种动态非破坏检测技术，涉及声发射源、波的传播、声电

转换、信号处理、数据显示与纪录、解释与评定等基本概念，基本原理如下图所

示

声发射检测技术原理图

广义而言，声发射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，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

和断裂机制有关的弹性波源，通常称为典型声发射源;流体泄漏、摩擦、撞击、燃烧、磁畴壁运转等与变形和断裂机制无直接关系的另一类源，称为其它或二次声

发射源；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Hz

到数MHz；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,灵敏的声发射传感器将表面的瞬态位移转换成电信号声发射信号在经放大、处理后，其波形和特性参数被纪录与显示；最后经数据的分析与解释，评定出声

发射源的特性。

二、声发射检测在球罐检测中的应用现状

球罐定期检验是确保球罐安全运行的重要途径之一，目前声发射技术在球罐

定检中应用较为成功，经声发射检测后，一般采取无损检测的方法对可疑声发射

源进行复检，用以确定声发射的性质，从而判断球罐的安全状况。

三、球罐声发射检测的步骤

球罐声发射检验的步骤一般包括资料审查、现场勘察、检测方案的制定、声

发射探头的安装、声发射仪器的调试、加载试验过程中的声发射监测和信号采集、声发射数据的分析和声发射源的分类及报告的编制等过程。

3.1资料审查

3.1.1资料审查应包括下列内容：产品合格证、质量证明书、竣工图；运行记录，开停车记录，有关运行参数，介质成份，载荷变化情况，以及运行中出现的

异常情况等资料；检验资料、历次检验报告和记录；有关修理和改造的文件。

3.1.2通过资料审查了解球罐的结构、几何尺寸、材料、设计压力、日常操作

压力、加载史、存在缺陷的情况等，为制订检验方案做好准备。

3.2现场勘察

检测开始前，应进行现场勘察，具体进行如下方面的工作：

(1) 观察球罐表面具体情况和周围环境条件，确定传感器的布置阵列，参考如下：

(2) 找出所有可能出现的噪声源，如电磁干扰、振动、摩擦和流体流动等，应

对这些噪声源设法予以排除；

(3) 确定加压方式、最高试验压力和各个保压台阶等加压程序；

(4) 建立声发射检测人员和加载人员的联络方式。

3.3检验方案的制定

3.3.1在资料审查和现场勘察的基础上制定声发射检验方案，最终确定采用的通道数、传感器阵列布置图、探头在球罐上的安装部位和加载程序，并准备好检验记录表格。

3.3.2检测所需传感数量，取决于球罐的大小和所选传感器间距。

3.3.3根据有关规范与用户协商确定最高试验压力和加压程序。

3.4传感器的安装

传感器的安装程序如下：（1）在球罐壳体上标出传感器的安装部位；（2）对传感器的安装部位进

行表面打磨去除油漆、氧化皮或油垢等；（3）将传感器与信号线连接好；（4）在传感器或压力容器壳体上涂上耦合剂；（5）安装和固定传感器。

3.5仪器的调试

仪器调试的顺序如下：(1) 仪器硬件工作参数设置；(2)背景噪声测定和检测门槛设置；(3)通道灵敏度；(4)校准衰减测量；(5)源定位校准。

3.6加载试验过程中的声发射监测和信号采集

四、声发射数据的分析

声发射检测数据的分析是基于时差声发射源定位的基础上进行，声发射源的等级按源的活度和强度划分，划分方法是先确定源的活度等级和强度等级，然后再确定源的综合等级。