聲發(fā)射檢測在壓力容器中的應(yīng)用

摘 要 聲發(fā)射檢測技術(shù)（AE）是20世紀(jì)60年代開始，目前正得到廣泛發(fā)展和應(yīng)用的一種無損檢測方法。本文介紹了聲發(fā)射檢測的原理、在壓力容器檢驗(yàn)中應(yīng)用的優(yōu)勢和不足以及聲發(fā)射檢測技術(shù)的未來。

關(guān)鍵詞 聲發(fā)射檢測；壓力容器；無損檢測；缺陷

中圖分類號 TH49 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)052-0111-01

壓力容器作為特種設(shè)備中的一種，相對于普通容器有更高的危險(xiǎn)性，事故率更高，因此對壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、使用管理、檢驗(yàn)等都有相關(guān)法規(guī)嚴(yán)格的要求，盡量避免出現(xiàn)安全事故。壓力容器的檢驗(yàn)主要有資料審查、宏觀檢查、無損檢測及耐壓試驗(yàn)等手段、運(yùn)用的常規(guī)無損檢測主要有磁粉檢測、滲透檢測、超聲波檢測、射線檢測等。而在對壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)往往需要對設(shè)備進(jìn)行停機(jī)、打磨等準(zhǔn)備工作，而且對于有人孔的壓力容器還需要開罐、置換、打磨，對于大型設(shè)備還需要搭設(shè)腳手架，這些準(zhǔn)備工作以及檢驗(yàn)的過程都需要企業(yè)停產(chǎn)一定的時(shí)間，這對企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)生了很大的影響。而隨著科技的進(jìn)步，檢驗(yàn)手段不斷的更新，有了一些新的不同于常規(guī)的檢測手段，聲發(fā)射檢測就是其中的一種。

1 壓力容器中缺陷的種類

壓力容器中存在缺陷主要有焊縫缺陷和母材缺陷以及熱影響區(qū)缺陷。

焊縫缺陷有氣孔、夾渣、咬邊、錯(cuò)邊、未焊透、未熔合、裂紋、內(nèi)凹等，母材缺陷和熱影響區(qū)缺陷主要有氣孔、夾渣、腐蝕坑、腐蝕溝槽、裂紋等，這類缺陷有些是制造過程中產(chǎn)生的缺陷，有些是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的缺陷，不管事哪種缺陷都有一定的活性，在使用過程中是不會因受力而有所變化的缺陷，稱為非活性缺陷，這種缺陷的危害性相對較小，而在使用的過程中因受力會逐漸擴(kuò)展的缺陷稱為活性缺陷，這種缺陷的危害性就比較大，這種缺陷不斷擴(kuò)展會導(dǎo)致斷裂、泄露等危害，而聲發(fā)射就是檢測活性缺陷最有效的檢測手段。

2 聲發(fā)射原理

材料受到拉應(yīng)力或者壓應(yīng)力的時(shí)候會產(chǎn)生變形或開裂，并以彈性波的形式釋放應(yīng)變能，這就是聲發(fā)射。用儀器檢測、記錄和分析聲發(fā)射推斷出聲發(fā)射源的性質(zhì)的技術(shù)就是聲發(fā)射檢測技術(shù)，在壓力容器檢驗(yàn)中對壓力容器施加載荷，通常是通過加水打壓，在打壓的過程中用聲發(fā)射設(shè)備進(jìn)行檢測，檢測出壓力容器存在的活性缺陷。

3 聲發(fā)射檢測在壓力容器檢驗(yàn)中的特點(diǎn)

1）聲發(fā)射檢測在壓力容器檢驗(yàn)中相對于常規(guī)無損檢測有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①聲發(fā)射檢測檢測檢測的是活性缺陷，這是目前為止檢測缺陷是否會擴(kuò)展及評價(jià)缺陷危害性的最有效方法，常規(guī)的無損檢測只能判斷缺陷的性質(zhì)、種類，不能判斷缺陷是否會在設(shè)備的使用過程中而擴(kuò)展，而聲發(fā)射檢測所檢測的就是會擴(kuò)展的活性缺陷，這就找出了在設(shè)備運(yùn)行的過程中受壓會不斷的擴(kuò)張導(dǎo)致泄露，甚至爆炸的安全隱患，從而為使用安全性評價(jià)提供依據(jù)；②由于檢測的是活性缺陷，可以在線檢驗(yàn)，因此在設(shè)備不方便停機(jī)的情況下可以用聲發(fā)射檢測取代常規(guī)檢測方法進(jìn)行檢測。而且對于球罐和大型儲罐來說，由于常規(guī)檢驗(yàn)需要開罐、置換、搭設(shè)腳手架、打磨等工序，需要做的檢測前準(zhǔn)備周期較長，人力、物力、財(cái)力消耗較大，有些準(zhǔn)備工作長達(dá)一個(gè)月甚至更長時(shí)間，不僅成本較高，而且也影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，這給企業(yè)帶來很大的困難，而用聲發(fā)射檢測代替常規(guī)無損檢測就避免了這些問題，這樣既能保證設(shè)備的檢測質(zhì)量，也能不影響企業(yè)的正常生產(chǎn)；③聲發(fā)射檢測應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動化記錄檢測整個(gè)過程，可記錄設(shè)備缺陷隨載荷、溫度、時(shí)間等參數(shù)而變化的實(shí)時(shí)或連續(xù)信息，方便檢測數(shù)據(jù)的存儲和分析，由于可以過程監(jiān)督，因而適用于設(shè)備在運(yùn)行過程中的在線監(jiān)控及早期或臨近破壞預(yù)報(bào)；④由于對被檢設(shè)備的接近要求不高，常規(guī)無損檢測對高低溫、核輻射、易燃、易爆及極毒等環(huán)境的的要求比較高，而聲發(fā)射檢測對這方面沒有要求或者說是這些環(huán)境對聲發(fā)射檢測無太大的影響。

2）聲發(fā)射檢測在壓力容器檢驗(yàn)中相對于常規(guī)無損檢測有以下幾點(diǎn)不足：①設(shè)備貴，檢測成本高，國內(nèi)技術(shù)還不夠完善。雖然聲發(fā)射設(shè)備在國內(nèi)很早以前就開始生產(chǎn)，但是技術(shù)還不是很完善，和發(fā)達(dá)國家還有很大的差距。目前國產(chǎn)聲發(fā)射儀器基本上在40萬左右，而國外進(jìn)口的設(shè)備要100多萬，這對于一般的單位來說是不小的開支，因此國內(nèi)所用聲發(fā)射設(shè)備很大一部分是國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備；而現(xiàn)在的國產(chǎn)聲發(fā)射設(shè)備性能不是很穩(wěn)定，現(xiàn)場容易出問題，導(dǎo)致雜波顯示很多給檢測時(shí)缺陷的判斷帶來很大的困難，這就需要檢測人員不但要會用、會檢測還得會修理很多設(shè)備上的問題，保證設(shè)備能夠完整的做完檢測工作，這對檢測人員的要求無形之中提高了很大一部分。國產(chǎn)設(shè)備在檢測精度方面和國外先進(jìn)設(shè)備差距較大，主要表現(xiàn)在定位誤差較大，干擾信號較多，給判斷缺陷性質(zhì)和位置帶來很大的困難，而且國內(nèi)還沒有開發(fā)出聲發(fā)射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這就不能更好的判斷缺陷，這在國外已經(jīng)應(yīng)用很廣泛了；②聲發(fā)射檢測的局限性。聲發(fā)射檢測不能對缺陷進(jìn)行定性，這對于分析缺陷產(chǎn)生的原因帶來很大的困難，需要借助常規(guī)無損檢測來輔助判斷。聲發(fā)射檢測中對環(huán)境和天氣要求較高，下雨天是不能檢測的，甚至風(fēng)太大也會影響檢測，被檢設(shè)備周圍不能有其他會影響檢測儀器接收信號的干擾，特別不能有其他機(jī)械波的干擾。

4 聲發(fā)射檢測的發(fā)展前景

隨著科技的不斷進(jìn)步，工業(yè)越來越發(fā)達(dá)，常規(guī)的無損檢測已經(jīng)不能完全滿足于檢測的需要，必須不斷的加入新的檢測手段來補(bǔ)充，而在壓力容器檢驗(yàn)中也將不斷的加入各種新型的檢測方法，國家為了推進(jìn)新的檢測技術(shù)也各種標(biāo)準(zhǔn)中加入了一些新型的檢測方法，如：新的檢測方法TOFD檢測技術(shù)已經(jīng)納入《固容規(guī)》之中，目前國內(nèi)正在大力的發(fā)展聲發(fā)射檢測，檢測設(shè)備性能在不斷的提高，技術(shù)也不斷在進(jìn)步，隨著聲發(fā)射檢測技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，聲發(fā)射檢測技術(shù)應(yīng)用將會越來越廣泛，將會成為壓力容器必不可少的檢測方法。

參考文獻(xiàn)

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