浅谈声发射技术在压力容器水压试验异常声响诊断中的应用

    我国在二十世纪七十年代左右，机械研究所做了压力容器的声发射检测；经过十年的发展，到二十世纪八十年代，我国特种设备检测研究中心对锅炉等压力容器的声发射技术检测方法进行了更加深入的研究，并且展开了压力容器声发射特性研究和检测应用工作。从二十世纪九十年代到今天，声发射技术得到了快速发展，已经逐渐成熟，并且被广泛应用于压力容器水压异常声响测试方面。进入二十一世纪以来，我国将压力容器的声发射检测技术纳入特种设备安全监察法规体系。

    1 声发射技术的性质

    在受内部或者外部的应力达到变形或者塑性改变时，声发射的频率会呈现迅速增加的状态，达到峰值之后又会慢慢的降下来。以容器来说，当需要检测的容器，比如锅炉等，出现了裂痕，在裂痕的顶部就会有集中应力的出现，我们一般认为产生声发射的原因是错位移动引起的，所以这项技术对容器完全适用，从而导致出现裂痕的部位要比其他完整的地方更早进入到塑性区域，并且产生声发射。有条件的话，可以做个试验，在容器上制造出几条约5 毫米的裂痕，然后进行伸拉试验，这时我们就会清晰的发现，有着最长裂痕的容器处于最小载荷情况下就发生了断裂。这个试验说明了这样一个道理，因为受到裂痕影响，物体在极限荷载的情况下就会发生断裂，由此声发射的振幅就会明显增加，还会随着裂痕的扩张而出现间断。声发射技术是常见的物理现象，在生活中很多的工程材料发生变形和断裂的时候都会有声发射产生，如果释的能量足够大，人的耳朵甚至都可以听见，比如你用力弯曲一根筷子，力度足够大的时候，就可以听见咯吱声。

    2 声发射技术的检测方法

    通常的常规检测方法一般都是对静态进行检测，但是压力容器最危险的隐患都是发展中的缺陷，声发射检测是在材料受到外力或者内力的作用之下，发生变形塑性，或者出现扩展缺陷，出现的一种物理现象的声信号。对容器状态进行信号采集和分析，要使用换能器多通道同时在科技高速发展的今天，还要应用现代电子处理技术，从而可以更加准确的获得部件中的动态缺陷。要想对容器的结构完整性进行评测，就要使用声发射监听设备，定位材料容器中的动态缺陷。声发射技术不是一般的探视，不能类比其他的探视方法，使用声发射技术，鼻息在缺陷部位的附近都一一进行扫描，主要是依靠传感器对整个设备容器进行完整的测定。这种检测的优势是可以随时进行检测，方便和快捷。

    在现实生活中，压力容器经常会因为缺陷而出现事故，因此，有效的检测就能降低未来可能会出现的风险。一般检测容器压力的方法是焊接无损全面检测和探伤超声波等；一般情况下只要检测出内部焊接探伤不少于x射线内缝的百分之二十就可以，但是在特殊情况下要对容器进行百分之一百的无损检测，并且还要对焊接存在的缺陷部位进行断裂评定。然后将这些搜集出来的信号进行整理，获得容器缺陷变形的缺陷参数。例如受到应力的波幅大小，受到应力的部位或者个数，出现缺陷的荷载等。声发射技术能对焊接缺陷进行全面的测量，同时检测速度相对较快，所需资金也较少，所以，声发射将越来越广泛应用于压力容器检测中。