徐書婷

四平市特種設(shè)備檢驗中心

聲發(fā)射技術(shù)在壓力容器安全運行中的應(yīng)用

徐書婷

四平市特種設(shè)備檢驗中心

隨著科技的不斷進步，工業(yè)越來越發(fā)達，常規(guī)的無損檢測已經(jīng)不能完全滿足于檢測的需要，必須不斷的加入新的檢測手段來補充，而在壓力容器檢驗中也將不斷的加入各種新型的檢測方法，國家為了推進新的檢測技術(shù)也各種標準中加入了一些新型的檢測方法。目前國內(nèi)正在大力的發(fā)展聲發(fā)射檢測，檢測設(shè)備性能在不斷的提高，技術(shù)也不斷在進步，隨著聲發(fā)射檢測技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，聲發(fā)射檢測技術(shù)應(yīng)用將會越來越廣泛，將會成為壓力容器必不可少的檢測方法。本文就聲發(fā)射技術(shù)在壓力容器檢測中的應(yīng)用進行了探討。

聲發(fā)技術(shù)；壓力容器；運行；應(yīng)用

1 前言

一般而言，在零部件或材料因外力的作用而產(chǎn)生斷裂、變形或其自身的內(nèi)部應(yīng)力超出了屈服的極限而處于塑性變形的不可逆階段時，它們的應(yīng)變能會通過瞬間彈性波的形式進行釋放，此類現(xiàn)象通常被稱作聲發(fā)射或應(yīng)力波的發(fā)射。此外，零部件或材料因自身的缺陷出現(xiàn)狀態(tài)的改變而自動產(chǎn)生瞬間的彈性波現(xiàn)象也可稱為聲發(fā)射。

2 聲發(fā)射原理

材料受到拉應(yīng)力或者壓應(yīng)力的時候會產(chǎn)生變形或開裂，并以彈性波的形式釋放應(yīng)變能，這就是聲發(fā)射。用儀器檢測、記錄和分析聲發(fā)射推斷出聲發(fā)射源的性質(zhì)的技術(shù)就是聲發(fā)射檢測技術(shù)，在壓力容器檢驗中對壓力容器施加載荷，通常是通過加水打壓，在打壓的過程中用聲發(fā)射設(shè)備進行檢測，檢測出壓力容器存在的活性缺陷。

3 聲發(fā)射檢測在壓力容器檢驗中的特點

3.1 聲發(fā)射檢測在壓力容器檢驗不足之處

(1)設(shè)備貴，檢測成本高，國內(nèi)技術(shù)還不夠完善。雖然聲發(fā)射設(shè)備在國內(nèi)很早以前就開始生產(chǎn)，但是技術(shù)還不是很完善，和發(fā)達國家還有很大的差距。目前國產(chǎn)聲發(fā)射儀器基本上在40萬左右，而國外進口的設(shè)備要100多萬，這對于一般的單位來說是不小的開支，因此國內(nèi)所用聲發(fā)射設(shè)備很大一部分是國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備；而現(xiàn)在的國產(chǎn)聲發(fā)射設(shè)備性能不是很穩(wěn)定，現(xiàn)場容易出問題，導(dǎo)致雜波顯示很多給檢測時缺陷的判斷帶來很大的困難，這就需要檢測人員不但要會用、會檢測還得會修理很多設(shè)備上的問題，保證設(shè)備能夠完整的做完檢測工作，這對檢測人員的要求無形之中提高了很大一部分。國產(chǎn)設(shè)備在檢測精度方面和國外先進設(shè)備差距較大，主要表現(xiàn)在定位誤差較大，干擾信號較多，給判斷缺陷性質(zhì)和位置帶來很大的困難，而且國內(nèi)還沒有開發(fā)出聲發(fā)射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這就不能更好的判斷缺陷，這在國外已經(jīng)應(yīng)用很廣泛了；(2)聲發(fā)射檢測的局限性。聲發(fā)射檢測不能對缺陷進行定性，這對于分析缺陷產(chǎn)生的原因帶來很大的困難，需要借助常規(guī)無損檢測來輔助判斷。聲發(fā)射檢測中對環(huán)境和天氣要求較高，下雨天是不能檢測的，甚至風太大也會影響檢測，被檢設(shè)備周圍不能有其他會影響檢測儀器接收信號的干擾，特別不能有其他機械波的干擾。

3.2 聲發(fā)射檢測在壓力容器檢驗優(yōu)點

(1)聲發(fā)射檢測檢測檢測的是活性缺陷，這是目前為止檢測缺陷是否會擴展及評價缺陷危害性的最有效方法，常規(guī)的無損檢測只能判斷缺陷的性質(zhì)、種類，不能判斷缺陷是否會在設(shè)備的使用過程中而擴展，而聲發(fā)射檢測所檢測的就是會擴展的活性缺陷，這就找出了在設(shè)備運行的過程中受壓會不斷的擴張導(dǎo)致泄露，甚至爆炸的安全隱患，從而為使用安全性評價提供依據(jù)；(2)由于檢測的是活性缺陷，可以在線檢驗，因此在設(shè)備不方便停機的情況下可以用聲發(fā)射檢測取代常規(guī)檢測方法進行檢測。而且對于球罐和大型儲罐來說，由于常規(guī)檢驗需要開罐、置換、搭設(shè)腳手架、打磨等工序，需要做的檢測前準備周期較長，人力、物力、財力消耗較大，有些準備工作長達一個月甚至更長時間，不僅成本較高，而且也影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，這給企業(yè)帶來很大的困難，而用聲發(fā)射檢測代替常規(guī)無損檢測就避免了這些問題，這樣既能保證設(shè)備的檢測質(zhì)量，也能不影響企業(yè)的正常生產(chǎn)；(3)聲發(fā)射檢測應(yīng)用計算機自動化記錄檢測整個過程，可記錄設(shè)備缺陷隨載荷、溫度、時間等參數(shù)而變化的實時或連續(xù)信息，方便檢測數(shù)據(jù)的存儲和分析，由于可以過程監(jiān)督，因而適用于設(shè)備在運行過程中的在線監(jiān)控及早期或臨近破壞預(yù)報。

4 聲發(fā)射技術(shù)在對鍋爐內(nèi)壓力容器進行檢測中的應(yīng)用

在對鍋爐內(nèi)的壓力容器進行檢測的過程中，無損檢測的常規(guī)方法常常只能對設(shè)備靜態(tài)的缺陷進行檢測，但鍋爐內(nèi)的壓力容器內(nèi)動態(tài)的缺陷才是造成安全隱患的主要因素，常規(guī)的方法已無法對此類檢測需求進行滿足。因此，利用聲發(fā)射技術(shù)對鍋爐設(shè)備進行檢測和對其材料結(jié)構(gòu)內(nèi)的實時缺陷進行定位于檢測，不僅能夠?qū)Y(jié)構(gòu)是否完整進行評價，而且還可以對其部件在加載過程中動態(tài)的缺陷信息進行收集。

一般來說，對壓力容器進行常規(guī)檢測指的是通過例如磁粉探傷、超聲波探傷、V射線、著色探傷與X射線等方式對焊縫進行全面常規(guī)的無損檢測，通常需要以壓力容器內(nèi)全部焊縫的20%為比例進行X射線的內(nèi)部探傷，有時還需要對全部焊縫進行射線或超聲波的無損常規(guī)探傷，甚至在必要時還需要對焊縫存在缺陷的部位作出斷裂力學(xué)的評定，不僅需要耗費大量的時間與人力，而且還會給工作人員帶來大量的工作壓力。

5 結(jié)束語

總之，聲發(fā)射技術(shù)已經(jīng)在對壓力容器進行檢測的過程中得到了廣泛應(yīng)用，而且還有許多從事聲發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用研究單位仍然致力于此類技術(shù)的吸收、消化、研究、引進與應(yīng)用推廣，其目的在于通過對高新技術(shù)的應(yīng)用，以降低壓力容器在現(xiàn)場檢測過程中勞動的強度，從而達到提升檢測效率與質(zhì)量的目的，以方便為用戶提供更好、更快的服務(wù)。就其檢測范圍來說，由于其聲發(fā)射檢測能夠?qū)z測區(qū)域進行全方位覆蓋，所以此類檢測技術(shù)對問題的檢出率不會受到方向與位置等問題的影響，具有良好的推廣價值。

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