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    壓力容器水壓試驗異常聲響診斷方法

     論文欄目:壓力容器論文     更新時間:2018/11/2 17:04:57   

    摘要:聲發射技術是當前一種應用較為廣泛的無損檢測技術,由于其具備動態檢測、使用范圍廣等優點,被廣泛的應用在壓力容器檢測中,并且表現出較好的效果。本文首先對聲發射技術做簡單概述,然后以壓力容器水壓試驗出現異常聲響為例,探討如何應用聲發射技術進行診斷。

    關鍵詞:聲發射技術;壓力容器;水壓試驗;診斷

    壓力容器屬于一種需要長時間承壓的特種設備,常用于存儲具有較高毒性、腐蝕性的介質,如果出現質量問題,不僅可能會對周邊的環境造成較大的污染,而且還存在著較大的安全風險[1]。因此,在日常使用過程中加強對壓力容器的質量檢測變得十分重要,聲發射技術以其具備的優勢得到較為廣泛的應用。

    1聲發射技術概述

    聲發射技術是當前壓力容器檢測中十分常見的檢測方式,將該技術與其它的一些無損檢測技術進行比較,主要表現出以下一些特點[2]:(1)動態性特點。聲發射檢測技術是一個持續性的檢測過程,能夠很好的檢測和記錄某時間段內被檢測物體變化情況。(2)全面性特點。聲發射檢測技術能夠對被檢測物體展開全面的檢測,包括其內部的一些結構特征。(3)適用范圍廣。聲發射檢測技術能夠在高溫、劇毒、輻射強的環境中使用,且最終的檢測結果不受到影響。(4)對生產帶來的影響小。該技術能夠實現在線檢測,在檢測時不影響被檢測物體正常工作,或者只是影響較短的時間。也正是由于聲發射技術具備的這些特點,使得其在壓力容器中得到較為廣泛的應用,能夠高效的檢測壓力容器是否出現破裂,確保壓力容器運行的安全性和可靠性。

    2聲發射檢測技術診斷壓力容器裂紋的方法

    2.1問題描述

    某壓力容器企業新生產完成一臺帶換熱功能的壓力容器設備,該壓力設備使用材料為Q345R,設計壓力為3.4MPa,在對該設備進行水壓試驗的過程中,聽到明顯的金屬異常響聲,而且該響聲在多次試壓下都十分明顯,初步懷疑其內部換熱管道在壓力作用下存在裂紋的情況。

    2.2診斷方法

    在本次診斷過程中主要采用對比分析的方式來展開,利用聲發射技術對不同水壓試驗狀態下的壓力容器進行檢測,然后將獲得的數據信息與Q345R材料直接拉伸時產生聲響進行對比,由此來判斷壓力容器內部是否存在裂紋的現象。在具體的檢測過程中,一共分為三個階段來展開:第一階段:將試驗水壓增加到2MPa,保持該壓力2min時間;第二階段:將試驗水壓增加到3MPa,同樣保持該壓力2min時間;第三階段:將試驗水壓增加到4MPa,并保持該壓力2min時間。在這三個階段中增加壓力時都能夠明顯聽到異常的金屬聲,但是沒有發生其它的異常狀況,在完成第三階段后將壓力容器中的水壓卸出[3]。在這樣的一個檢測過程中,通過聲發射技術采集到壓力容器水壓試驗中的完整聲發射信號。然后采用聲發射技術采集Q345R材料拉伸試驗中產生的聲發射信號,將收集到的兩種聲發射信號進行對比。

    2.3結果分析

    從試驗收集到的參數信息來看:壓力容器一共出現三次異常聲響,對異常聲響發生時的能量和密度進行監測,其監測收集到的聲發射撞擊信號密度為76次/秒,聲響發生時顯示的能量為7萬-8萬(ms•V),由于收集到的聲發射信號會隨著距離的延長而逐漸削弱,因此實際的監測數據信息應當遠遠大于顯示得到的數值,這也表明壓力容器設備產生的異常聲響具有持續時間短且瞬間釋放能量較大的特征。從拉伸試驗收集到的參數信息來看:獲得的數據信息一共分為四個階段,(1)拉伸處于彈性階段時,此時收集到的聲發射信號非常少;(2)拉伸處于屈服階段時,此時聲發射信號增多,其數值大約為100次/秒;(3)拉伸處于強化階段時,此時聲發射信號趨于平緩的狀態,保持在20次/秒左右;(4)拉伸處于斷裂階段時,此時聲發射信號數量進一步增多,大約為65次/秒,且在此階段產生的能量數值也大幅度上升,由最初的5000(ms•V)左右增加到100000(ms•V)以上。從兩種聲發射信號試驗結果可以看出,壓力容器檢測到的聲發射信號處于一種間斷性狀態,而拉伸試驗時采集到的聲發射信號處于一種連續性狀態(彈性階段除外),二者之間存在著較大的不同,由此可以判斷出壓力容器水壓試驗產生的異常聲響不是因為材質存在裂紋引起。

    3結語

    綜上所述,聲發射技術是一種十分有效的檢測技術,將其應用到壓力容器檢測中,能夠對不同壓力狀態下的壓力容器損傷情況進行探測,實現對壓力容器的動態檢測,從而提升檢測的準確性,而且該技術的檢測效率也較高,在日常的維護檢查中能夠更好的應用。

    參考文獻:

    [1]付倩玉.淺談聲發射技術在壓力容器水壓試驗異常聲響診斷中的應用[J].科技風,2013(07):95.

    [2]崔強,梁華,業成,蔡文生,蔣俊,邵峰.基于聲發射技術的壓力容器水壓試驗異常聲響診斷[J].化工機械,2012,39(05):567-570+585.

    [3]鄭逸翔,李政輝.聲發射技術在壓力容器無損檢測中的應用[J].干燥技術與設備,2012,10(01):15-19.

    作者:謝旭夢 單位:浙江省特種設備檢驗研究院

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