声发射技术在压力容器检验中的应用探讨

徐厚良

（四川省广元市特种设备监督检验所，四川 广元 628017）

声发射技术在压力容器检验中的应用探讨

徐厚良

（四川省广元市特种设备监督检验所，四川 广元 628017）

由于压力容器的特殊工作环境，要求压力容器在应用中具备更高的安全标准，如果压力容器的安全标准不达标，就可能引起重大安全事故。故此，压力容器的安全的检测就变得十分重要。声发射技术属于一种无损检测技术，具有精度可靠，适应范围广的特点，应用到压力容器的检测，可提升压力容器的安全等级。本文主要介绍声发射技术的原理，优势与特点，以及声发射技术在压力容器检验过程中的应用。

压力容器；声发射技术；原理；优势与特点；应用

压力容器承受各种静、动载荷或交变载荷，有些还有附加的机械或者温度载荷，其运行温度和压力变化范围相当大。内部介质一般为气体、液化气体、或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体，有的是易爆、易燃、有毒、腐蚀等有害的物质。这些因素使得压力容器从设计、制造到使用、维修都不同于一般机械设备，所以，必须加强对压力容器的安全检测。目前，声发射技术已经在国际范围内广泛应用，可以在压力容器运行的情况下完成在线检测，根据不同压力容器的结构和特性，对检测结论进行分析，确定缺陷的位置，进一步推动压力容器无损检测技术与检测设备的发展，为优化压力容器检验周期、提高风险评估效率奠定了基础，具有重要的意义。

1 声发射技术的原理以及优势与特点

1.1 声发射技术的原理

声发射又称应力波发射，在实际的应用中，主要对设备的损伤情况进行判断，当设备受到损伤后，具体的缺陷就会产生，应力波发生后，能够根据材料的基本特性，缺陷部分会自动的对应力波进行发出，再由传感器对弹性波进行收集。其中传感器主要是由电压晶体制作而成，采用耦合的方式与设备相连接，从而完成对弹性波信号的采集。收集完成后，需要对弹性波进行滤波，完成对机械噪声的清除，保障采集信号的有效性和准确性。信号处理过程中，通常可以采用的脉冲的技术法的方式，完成对弹性波的处理。其中经过处理后能够得到声发射计数和声发射总数，将其转变成为电压信号，采用检测声发射信号的方法，可以判断设备或材料的某种状态，这种技术称为声发射技术。声发射技术可以根据弹性波的基本数据完成对相关设备内部缺陷图像的显示，根据图像的基本情况，可以得到具体的缺陷位置，为设备的安全维护提供基础。图1所示为发声射技术的原理图。

图1

1.2 声发射技术的优势与特点

1.2.1 声发射技术的优势

（1）该技术属于动态检测技术，主要是对测试设备所发出的能量信号进行采集，与传统的自主发射检测方式的能量来源存在差异。

（2）该技术的敏感性高，可以对外加应力的缺陷活动进行探测，设备所有缺陷，通过一次测量均能够得到检测结果，效果明显。

（3）可以完成对缺陷的随着t、T等变量的变化情况的连续数据信息，可以为设备的在线监控和损坏情况提供实时的数据信息。

（4）适应范围广，检测结果受到外界因素的干扰较小，可以有效的应用到恶劣环境中的设备安全检测中，并减少检测中恶劣环境对检测人员身体的损害，另外该技术对被检测设备的要求较低。

（5）压力容器的安全检测，无需为检测进行停机，能够在设备的正常运行状态下完成对设备的检测工作，且检测效果的真实性高。

（6）发声检测技术在展开压力容器耐压试验时，对设备出现的未知隐患具有一定的预防作用，保障操作的安全性。

（7）对检测设备的几何形状无要求，适用于检测形状复杂的构件。

1.2.2 声发射技术的特点

（1）机电噪声会对检测的结果造成不利影响，且对具备声发射特性的材料敏感性强。数据处理和解释过程中，需要由具备较高数据库和现场检测经验的人员完成。

（2）检测中，需要配合加载程序，通常状况下，可以对现有的条件进行应用，如特殊需要，需要合理的设备进行选择和应用。

（3）现阶段，声发射检测技术也存在一定的局限，可以完成对具体的缺陷部位和强度，不能独立完成对缺陷的基本性质和规格等内容的确定，需要借由相关检测技术进行配合。

2 声发射技术在压力容器检验过程中具体的应用

以某工业企业的压力容器为检测对象，该企业的压力容器主要为液化油气罐，具体的设计压力为1.72MPa，设计温度为51℃。在具体的压力容器应用过程中，压力容器内部的最高承载压力为1.62MPa，通过声发射技术定期的完成对压力容器的检测检验工作，为该企业的压力容器维护和管理提供基础，保障压力容器的功能性和服务性。

2.1 检验前准备工作

（1）制定检验方案；检验方案需要根据压力容器的基本情况，选择适宜的对声波发生器类型，促使其可以符合工程的基本需求。

（2）根据检测任务和经讨论确定的检测方案，准备好要携带的仪器、设备、配件、消耗材料、工具、防护设施（如防雨棚）等。

（3）仪器的标定。

2.2 检验工作程序

（1）根据检测方案，按照布点图在被检容器相应位置处打磨出见金属光泽的φ20mm的圆形区域，作为安装传感器的位置，并在附近标注该通道的序号，序号的方位和大小应尽量使地面人员清楚可见为宜，具体的传感器选择过程中，需要保障传感器布置的代表性，保障检验的准确性和通用性。对于压力容器出现的焊缝的区域，选择三角形式布置，使得传感器可以有效对压力容器的状况进行展示。

（2）若传感器的实际安装位置与计算机中预先设置的文件不同，则应在设置文件中做相应修改，传感布置的过程中，需要保障传感器布置数量的足够，使得传感器的能够切实对压力容器内部情况进行展示，保障检验结果具有代表性。

（3）按“声发射仪操作规程”将声发射仪、计算机、前置放大器和传感器正确连接。

（4）检测前标定。

（5）检测开始。

（6）检测过程中的标定；测试过程中，需要根据的压力容器的基本情况，合理的对声发射技术进行调整，数据采集的准确性，减少误差。

（7）检测结束后的标定。

（8）原始记录的填写。

（9）出具检验报告。

（10）数据分析和缺陷定位，由获得的检验报告，可以完成对压力容器缺陷信息的获取，并通过分析缺陷信息，可以获得压力容器的具体缺陷位置，从而使得相关维护人员采取有效的维护措施，进而保障压力容器的安全与功能。

该企业选择声发射技术完成对压力容器的定期检验，对于压力容器的有效应用具有十分积极的推动作用，结合企业制定的维护规范，使得压力容器始终处于的良好的运行状态。

3 结语

声发射技术作为一种动态新型无损检测技术，可以缩短停产检验时间或者不需停产而进行在线检测，并且可以进行压力容器的在线监控以及破坏预报，从而确保压力容器的安全运行。

[1]王牛俊，陈莉.声发射检测技术的原理及应用[J]。陕西国防工业职业技术学院学报，2010(6).

[2]沈功田，李金海.压力容器无损检测—声发射检测技术[J]。无损检测，2004（9）.

[3] 励柳波.声发射技术在压力容器定期检验中的应用[J]。化工装备技术，2010（1）.

H49；TG115.285

A

1671-0711（2017）01（下）-0068-02