声发射技术在压力容器安全运行中的运用范文

摘要：随着科技的不断进步，工业越来越发达，常规的无损检测已经不能完全满足于检测的需要，必须不断的加入新的检测手段来补充，而在压力容器检验中也将不断的加入各种新型的检测方法，国家为了推进新的检测技术也各种标准中加入了一些新型的检测方法。目前国内正在大力的发展声发射检测，检测设备性能在不断的提高，技术也不断在进步，随着声发射检测技术的不断成熟和发展，声发射检测技术应用将会越来越广泛，将会成为压力容器必不可少的检测方法。本文就声发射技术在压力容器检测中的应用进行了探讨。

关键词：声发技术；压力容器；运行；应用

1前言

一般而言，在零部件或材料因外力的作用而产生断裂、变形或其自身的内部应力超出了屈服的极限而处于塑性变形的不可逆阶段时，它们的应变能会通过瞬间弹性波的形式进行释放，此类现象通常被称作声发射或应力波的发射。此外，零部件或材料因自身的缺陷出现状态的改变而自动产生瞬间的弹性波现象也可称为声发射。

2声发射原理

材料受到拉应力或者压应力的时候会产生变形或开裂，并以弹性波的形式释放应变能，这就是声发射。用仪器检测、记录和分析声发射推断出声发射源的性质的技术就是声发射检测技术，在压力容器检验中对压力容器施加载荷，通常是通过加水打压，在打压的过程中用声发射设备进行检测，检测出压力容器存在的活性缺陷。

3声发射检测在压力容器检验中的特点

3.1声发射检测在压力容器检验不足之处

(1)设备贵，检测成本高，国内技术还不够完善。虽然声发射设备在国内很早以前就开始生产，但是技术还不是很完善，和发达国家还有很大的差距。目前国产声发射仪器基本上在40万左右，而国外进口的设备要100多万，这对于一般的单位来说是不小的开支，因此国内所用声发射设备很大一部分是国内生产的设备；而现在的国产声发射设备性能不是很稳定，现场容易出问题，导致杂波显示很多给检测时缺陷的判断带来很大的困难，这就需要检测人员不但要会用、会检测还得会修理很多设备上的问题，保证设备能够完整的做完检测工作，这对检测人员的要求无形之中提高了很大一部分。国产设备在检测精度方面和国外先进设备差距较大，主要表现在定位误差较大，干扰信号较多，给判断缺陷性质和位置带来很大的困难，而且国内还没有开发出声发射神经网络，这就不能更好的判断缺陷，这在国外已经应用很广泛了；

(2)声发射检测的局限性。声发射检测不能对缺陷进行定性，这对于分析缺陷产生的原因带来很大的困难，需要借助常规无损检测来辅助判断。声发射检测中对环境和天气要求较高，下雨天是不能检测的，甚至风太大也会影响检测，被检设备周围不能有其他会影响检测仪器接收信号的干扰，特别不能有其他机械波的干扰。

3.2声发射检测在压力容器检验优点

(1)声发射检测检测检测的是活性缺陷，这是目前为止检测缺陷是否会扩展及评价缺陷危害性的最有效方法，常规的无损检测只能判断缺陷的性质、种类，不能判断缺陷是否会在设备的使用过程中而扩展，而声发射检测所检测的就是会扩展的活性缺陷，这就找出了在设备运行的过程中受压会不断的扩张导致泄露，甚至爆炸的安全隐患，从而为使用安全性评价提供依据；

(2)由于检测的是活性缺陷，可以在线检验，因此在设备不方便停机的情况下可以用声发射检测取代常规检测方法进行检测。而且对于球罐和大型储罐来说，由于常规检验需要开罐、置换、搭设脚手架、打磨等工序，需要做的检测前准备周期较长，人力、物力、财力消耗较大，有些准备工作长达一个月甚至更长时间，不仅成本较高，而且也影响企业的正常生产，这给企业带来很大的困难，而用声发射检测代替常规无损检测就避免了这些问题，这样既能保证设备的检测质量，也能不影响企业的正常生产；

(3)声发射检测应用计算机自动化记录检测整个过程，可记录设备缺陷随载荷、温度、时间等参数而变化的实时或连续信息，方便检测数据的存储和分析，由于可以过程监督，因而适用于设备在运行过程中的在线监控及早期或临近破坏预报。

4声发射技术在对锅炉内压力容器进行检测中的应用

在对锅炉内的压力容器进行检测的过程中，无损检测的常规方法常常只能对设备静态的缺陷进行检测，但锅炉内的压力容器内动态的缺陷才是造成安全隐患的主要因素，常规的方法已无法对此类检测需求进行满足。因此，利用声发射技术对锅炉设备进行检测和对其材料结构内的实时缺陷进行定位于检测，不仅能够对结构是否完整进行评价，而且还可以对其部件在加载过程中动态的缺陷信息进行收集。一般来说，对压力容器进行常规检测指的是通过例如磁粉探伤、超声波探伤、V射线、着色探伤与X射线等方式对焊缝进行全面常规的无损检测，通常需要以压力容器内全部焊缝的20%为比例进行X射线的内部探伤，有时还需要对全部焊缝进行射线或超声波的无损常规探伤，甚至在必要时还需要对焊缝存在缺陷的部位作出断裂力学的评定，不仅需要耗费大量的时间与人力，而且还会给工作人员带来大量的工作压力。

5结束语

总之，声发射技术已经在对压力容器进行检测的过程中得到了广泛应用，而且还有许多从事声发射技术的应用研究单位仍然致力于此类技术的吸收、消化、研究、引进与应用推广，其目的在于通过对高新技术的应用，以降低压力容器在现场检测过程中劳动的强度，从而达到提升检测效率与质量的目的，以方便为用户提供更好、更快的服务。就其检测范围来说，由于其声发射检测能够对检测区域进行全方位覆盖，所以此类检测技术对问题的检出率不会受到方向与位置等问题的影响，具有良好的推广价值。

参考文献：

[1]戴光.压力容器安全工程学[M].哈尔滨：黑龙江科学技术出版社,1995.

[2]刘时风.环节缺陷声发射检测信号谱估计及人工神经网络模式识别研究[D].北京:清华大学,1996.

[3]刘源.声发射技术在在用压力容器检验中应用研究的必要性[J].石油化工设备,2000(2):59～63.

[4]同长虹.声发射诊断在压力容器在线检测中的应用[J].石油化工设备,2005(3):47～49.

作者：徐书婷 单位：四平市特种设备检验中心