声发射检测技术在压力容器检验中的应用研究

张加恬

摘要：声发射技术是自问世以来逐步发展成熟，是一种被广泛应用压力容器检测工作的无损检测方法,本文通过分析这种新型检测技术的特点和优势，阐述了声发射检测技术在检测压力容器中的重要作用，对声发射检测技术在压力容器检测工作中的应用状况做了具体的分析,并以HD公司液化石油气球罐为例进行声发射检测技术的应用研究。

关键词:声发射技术；检测；压力容器；应用研究

1声发射检测技术的特点和优势

目前，声发射技术广泛应用于金属压力容器的检测工作中，声发射检测技术实现了对材料活动性缺陷的动态检测，比传统的无损检测法具有更多的优势：

（1）对线性缺陷比较敏感，可以检测到材料的活动性缺陷，提供动态信息；（2）可以对大型构件整体进行检测，检测范围大，速度快，效率高；（3）能实时的提供缺陷随载荷、时间、温度等外变量而变化的信息，保证检测信息的连续性，适合用于在线监控、早期或临近破坏预报；（4）对被检件的接近要求不高，适用于高温、核辐射、极毒等环境下的检测工作。

2声发射检测技术在压力容器检验的应用研究

当压力容器承受过一定的压力，且再次进行水压检测试验中，试验压力未超过使用时的最高工作压力时，就不会出现声发射信号，于是就可能造成漏检。当容器经过长期使用产生应力裂痕时，在压力较低的情况下也会产生声发射信号。声发射检测技术在压力容器检验中的应用弥补了其他无损检测技术的缺陷。

国际上最先应用声发射技术检测压力容器的有美国、日本及欧洲等发达国家，美国材料试验协会(ASTM)、美国机械工程协会(ASME)、法国及欧洲声发射工作组(EWGAE)等, 都相继出台了声发射检测的标准， 美国ASTM 标准和ASME 规范是较为详细、科学的。

近年来，我国的声发射检测技术也不断得到完善，也形成了相应的评定标准，我国最早应用声发射检测压力容器的是合肥通用机械研究，自上世纪八十年代以来，中国特种设备检测研究中心、武汉安全环保研究院、大庆石油学院等更深入的研究了声发射检测技术。天津石化、胜利油田、大庆油田等企业都相继进口了大型声发射仪器, 广泛运用于检测压力容器的工作中。目前，我国已有数十所专业检验单位和科研研究所等多达300工作人员，从事压力容器的声发射技术检测工作。

3实验过程

（1）信号的收集。检测工作中，传感器输出的信号有突发型、连续型两种，如图1。

（2）把收集到的信号参数和外变量整理成图表；

（3）根据相关程序规范、操作要求，对压力容器声发射检测；

（4）设置检测门槛，调整通道灵敏度；

（5）安装传感器，进行压力容器的加载工作；

（6）确定声音信息来源。

4声发射技术应用于压力容器中的应用案例

以HD公司的液化石油气球罐为例进行分析，其设计的压力为1.72Mpa，温度约52℃，在常温状态下可以完成操作，最高的操作压力是1.63Mpa，液化石油气球罐在2012年6月投入运行，2014 年11月进行第3次全方面检验，通过进行表面磁粉的检测，共发现有6处的裂纹问题需要解决，在经过打磨处理以后将其全部消除掉，再次运用声发射技术进行复探，发现其为合格状态。下面对具体的检验过程进行分析：

（1）关于检验仪器的应用。准备好检验仪器是检验过程的第一步，需要用到的仪器主要是智能发声仪器。智能发声仪器可以进行储存数据、显示波形并且对信号能够进行处理，在对罐面进行检测时，可以对其表面进行定位设计，精确的对罐面出现的裂纹进行定位。

（2）关于传感器的布置。根据液化石油气球罐实际的容积情况，对传感器数量进行精准确定，即声发射仪通道的数量设置。关于传感器的摆放位置是可以随意的，通过仪器输入球罐的体积以及焊缝的结构等参数，就可以运用软件来完成计算的全过程，而且能够制定出传感器布置图的设置情况。通常可以将传感器尽量地接近焊缝的位置，更为明确缺陷所处的位置，也可以呈三角形进行布置。

（3）关于加载和测试。在对液化石油气球罐进行定期检验的过程中，可以运用声发射技术，但其涉及到加载的过程。在进行球罐检验的时候，一般要求水压试验，所以，就可以运用水压荷载力，并结合液化石油气球罐设计压力指数，来确定水压的试验数值。在进行加压和保压的过程中，就能完成声发射信号采集方面的工作。

（4）关于定位和定量。因为运用智能仪器，就能对检测的结果实时给予显示，所以，在进行信号收集过程中，能够确定缺陷位置以及能量的大小等多个参数，在完成测试以后，就能够系统地分析存储的数据，来进一步就缺陷性质进行判断，有针对性地采取相关措施。

5结束语

声发射检测技术作为一种新型无损检测技术，在我国压力容器的检测中得到了广泛的应用，不仅缩短了检测时间，节省了检测经费更提高了检测的准确性，保证了压力容器的安全运行。虽然我国声发射技术在压力容器检验中的应用取得了很大的成效，但与发达国家相比还有很大的差距，还需要更进一步的研究，以便促进该检测技术的完善、成熟。

参考文献：

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