声发射检测在球罐检验中的应用

　　1　概述

　　据统计,克拉玛依石化公司目前拥有的在用压力容器约1000台,这些容器中,有相当数量的在用压力容器普遍存在着各种先天性(制造中遗留)和后天性(使用中产生)缺陷,未能得到及时检验和处理,若均按制造验收标准对检修容器进行磁粉、射线、超声波等检查,对超标缺陷一律进行返修,不仅检修速度慢,不能满足生产上对众多待检压力容器的需要,而且要花费大量资金检修更换。作为盛装有毒有害、易燃易爆介质的大型压力容器—球罐,潜在的危害性缺陷能否准确判断、及时处理,使其能够在检验周期内安全平稳运行至关重要。因此,寻找能够快速、经济、有效的在用压力容器检测评定方法是设备管理和检验人员的迫切愿望。

　　常规检测方法一方面存在着缺陷漏检的特性,另一方面,对缺陷判定没有考虑受力状态下的动态因素。声发射检测正好弥补了上述两方面的不足,具有独特的动态优势,并具有在线监测的优点。

　　2　声发射的机理、特点、检验程序及其评定依据

　　2.1　声发射的产生机理

　　固体受力时,微观结构不均匀或内部缺陷导致局部应力集中,在外力作用下,促使塑性变形加大或裂纹产生与扩展所释放弹性波(应变能)的现象,称作声发射。金属中的声发射源主要为裂纹萌生和扩展、屈服和塑性变形、夹渣物的断裂和脱开等。声发射检验技术就是利用耦合在材料表面上的压电陶瓷探头将材料内声发射源产生的弹性波转变为电信号,然后应用电子设备将这些电信号放大和处理使之特性化,并显示和记录,从而获得材料内声发射源的特征参数。通过分析声发射信号的各种参数,可以知道材料内部的缺陷情况。如果用多通道声发射检测系统,还可确定声发射源即缺陷的具体部位。

　　2.2　声发射检测技术的特点

　　1)声发射是一种动态无损检测技术;

　　2)声发射检测不受材料限制;

　　3)声发射检测灵敏度高;

　　4)声发射检测可实现实时动态检测;

　　5)声发射检测可对大型构件实行整体检测。

　　2.3　声发射试验的基本操作步骤

　　对一个构件或设备声发射检测试验,包括很多操作步骤,就一个完整的声发射试验而言,下列三个基本操作步骤是必不可少的。

　　1)所用材料的声发射特性检测;

　　2)背景噪声和声传播特性的测定;

　　3)构件的声发射监测实验。

　　①容器水压试验的声发射监测;

　　②容器运行中的声发射监测。

　　2.4　检测结果的评价

　　任何构件或设备都可能有各种各样的缺陷,即使没有宏观缺陷,也可能存在微观缺陷,从断裂软科学角度,关键在于这些缺陷是否发展。为了判断缺陷的危险性,就需要对缺陷有害度进行评价。升压过程发射频度是声发射检测对缺陷有害度评价中最早的方法,它只考虑升压过程声发射信号出现的频度,而不注意声发射信号的强度。按这种分类方法将缺陷的有害度分为三级。