声发射技术在闸门水压试验安监中的应用

程国栋

（山东水总机电工程有限公司，山东 济南 250000）

声发射检测技术是一种动态的无损检测技术，利用它可以确定声发射源的部位、鉴别声发射源的类型、确定声发射发生的时间以及与载荷的关系，与常规无损检测技术综合应用，可评价声发射源的严重性。依据有关标准和技术，可对被检对象的安全性进行科学评估。在弧形闸门水压试验过程中，通过声发射监控检测，可及时发现闸门重要构件（本次监控检测重点是上下主梁区域和支臂与闸门连接区域）中是否有危险的声发射源，从而对闸门水压试验安全起到保障作用。

1 传感器布置

根据弧形闸门状况及其结构特点，声发射检测的范围是：闸门上下主梁区域和支臂下臂柱与闸门连接区域。其中闸门上下主梁区域，共布置9个传感器（采用简化平面定位方式，其中上主梁附近布置4个传感器，下主梁附近布置5个传感器）排列上下主梁两边进行整体监测。左右下臂柱与主梁连接区域，共布置6个传感器（采用简化平面定位方式，其中3个传感器分布在左下臂柱与下主梁连接区域内，另3个传感器布置在右下臂柱与下主梁连接区域内）排列成三角网络形式对下臂柱与下主梁区域的焊缝进行整体监测。

2 监控时段及被检对象基本情况

监控时段为相对水位从闸底板（0.0 m）升至正常蓄水位（8.20 m）的升压过程和保压过程（10 min）。被检弧形闸门基本情况和声发射检测工艺技术条件见表1。

表1 被检弧形闸门基本情况和声发射检测工艺技术条件

3 通道灵敏度校验

声发射检测系统通道灵敏度校验结果见表2。

4 检测程序和数据文件、加载程序

WAE2000型检测系统的检测软件、数据文件、加载程序见表3。

5 声发射信号分析

水位从闸底板0.0 m升至正常蓄水位的升压过程和保压时段：在监控弧形闸门上下主梁区域和支臂下臂柱与闸门下主梁连接区域的过程中，未发现有意义的声发射源。

弧形闸门在整个水压试验过程中，部分典型声发射信号源的相关图、参数图和定位图，如图1～图5所示。

表2 WAE2000型声发射监测系统灵敏度校验结果

表3 WAE2000型检测系统检测软件、数据文件、加载程序

图1 整个水压试验过程中时间与信号幅度相关图

图2 整个水压试验过程中时间与撞击次数相关图

图3 水压试验过程中某一时段的声发射参数图

图4 校准水位保压阶段上下主梁区域声发射源定位图

图5 校准水位保压阶段时间与撞击次数相关图

6 结论

由声发射在不同检测时段中采集的信号分析可知，在水压试验从最开始的充水加压到水位达到正常蓄水位后的保压过程中，未发现有意义的声发射源。根据GB/T18182-2000《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》声发射源为弱强度和非活性，综合评定为A级，说明该弧形闸门在整个水压试验过程中的安全性良好。