压力容器是在石油、化工、钢铁、造纸、医药、食物和城市共用等职业得到广泛运用的设备,并且与人民日常日子休戚相关。据2003年的计算,我国现有固定式压力容器133万多台,罐车近16万辆,各类气瓶9 800多万只[1] 。压力容器是具有爆破风险的特种承压设备,承受着高温、低温、易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质的高压力,一旦发生爆破或走漏,往往并发火灾和中毒等灾难性事端,形成严峻的环境污染,给社会经济、出产和人民日子带来损失和损害,直接影响社会安定。
有鉴于此,国内外对压力容器的规划、制作和运用均有严厉的规矩和要求,而各种无损检测技能在压力容器的制作和在役定期查验中得到广泛使用。
20世纪60年代初,Green等人首要开端了声发射技能在无损检测范畴方面的使用, Dunegan初次将声发射技能使用于压力容器检测方面的研讨[2,3] ;20世纪70年代,跟着Dunegan等人研制成功现代多通道声发射检测仪器系统,声发射技能在化工容器[4,5] 、核容器[6] 和焊接进程操控方面的使用取得了开始成功。经过四十多年的展开,现在声发射技能已成为老练的无损检测手法,在国内外压力容器查验中得到广泛使用。
压力容器声发射查验可分为役前验证实验、在役定期查验和运转进程中的在线监测,其一起的特色都是在容器加载的状况下进行动态测验。声发射检测办法在许多方面不同于其它惯例无损检测办法,其长处首要表现为:
(1)声发射是一种动态检测办法,勘探到的能量来自被测物自身,而非超声或射线探伤办法相同由无损检测仪器供给。
(2)声发射检测办法对线性缺点较为灵敏,能勘探到在外加结构应力下线性缺点的活动状况,且安稳的缺点不发生声发射信号。
(3)在一次实验进程中,声发射查验能够全体勘探和点评整个结构中缺点的状况。
(4)关于在役压力容器的定期查验,声发射检测办法能够缩短查验的停产时间或无需停产。
(5)关于压力容器的耐压实验,声发射检测办法能够防备由不知道缺点引起的灾难性失效和限制压力容器的最高作业压力。
以下总述国内外压力容器声发射检测现状和现场压力容器检测的声发射源特性。
1 国外压力容器声发射检测现状
现在压力容器的声发射检测在美国、欧盟和日本等工业发达国家得到广泛使用。20世纪80年代,美国资料实验协会(ASTM)和机械工程协会 (ASME)、日本无损检测协会(NDIS)、法国及欧洲声发射作业组(EWGAE)等,相继提出了有关声发射检测规范和规范,包含术语、检测仪功能测验 和检测办法。其间,美国ASTM规范和ASME规范数量多,比较配套,并且内容具体。表1为国外部分有关压力容器声发射检测规范和规范的目录。
在检测人员认证方面,美国无损检测学会于20世纪80年代已将声发射技能列入SNT-TC-1A无损检测人员判定认可规矩中,并进行了许多声发射iv,
在检测使用方面,美国、欧盟和澳大利亚等国家有许多检测查验公司从事压力容器的声发射检测。据报导,美国MANSANTO化学工业公司到20世 纪90年代初已使用声发射技能成功查验了几千台大型压力容器[7~9],其间许多检测是在运转进程中进行的。该项作业在日本、欧盟和澳大利亚等国家也展开 使用得较多,并有成功的报导[10~13] 。许多文章均报导了声发射技能在压力容器查验中能够发现裂纹、未熔合、未焊透、夹渣和气孔等焊接缺点。但这些缺点的发现,均是在声发射检测之后,再在声发射源所指定的部位经磁粉、浸透、超声波或射线探伤等惯例无损检测办法复验后确认的。
2 国内压力容器声发射检测现状
我国于20世纪70年代中期由合肥通用机械研讨所最早展开了压力容器的声发射检测使用。20世纪80年代我国特种设备检测研讨中心(原劳动部锅 炉压力容器检测研讨中心)、冶金部武汉安全环保研讨院和大庆石油学院等对金属压力容器的声发射检测和鉴定办法进行了较深化的研讨和广泛的使用,航天部 703所对钛合金气瓶进行了系统的研讨和使用,航天部44所首要展开了复合资料压力容器的声发射特性研讨及检测使用作业。进入20世纪90年代至今,声发 射技能在我国的研讨和使用呈快速展开的趋势。20世纪90年代初燕山石化、天津石化、大庆油田、胜利油田、辽河油田和深圳锅炉压力容器查验所等石油、石化 企业查验单位和专业查验所相继进口大型声发射仪器,广泛展开压力容器的查验。进入21世纪至今,许多技能监督系统和戎行系统的锅炉压力容器查验所购买了多 通道声发射仪展开压力容器的查验作业。2003年8月国家质量监督查验检疫总局公布的《特种设备查验检测组织办理规矩》和《特种设备查验检测人员查核与监 督办理规矩》正式将声发射技能作为压力容器检测常用的无损检测办法之一,专业的无损检测公司能够从事压力容器的声发射检测作业。自此,压力容器的声发射检 测作业已正式归入我国的特种设备安全督查法规系统,得到政府的正式认可。据估计,我国现在约有30多个专业查验单位、科研院所和大专院校从事压力容器声发 射检测技能的研讨和使用,从业人员100多人。据大略计算,这些单位每年选用声发射检测大型压力容器300~500台。
在拟定检测规范方面,除声发射检测术语和检测仪功能测验两个根底规范之外,我国现有的声发射检测规范简直均为压力容器的检测办法,这些规范彼此配套,基本上满意了国内的压力容器检测需求。现在国内已公布的压力容器声发射规范有:
GB/T18182—2000 金属压力容器声发射检测及成果点评办法
GJB 2044—1994 钛合金压力容器检测办法
JB/T7667—1995 在役压力容器声发射检测鉴定办法
JB/T6916—1993 在役高压气瓶声发射检测和鉴定办法
QJ 2914—1996 复合资料构件检测办法
在检测人员资历认证方面,航天工业无损检测人员资历考试委员会自20世纪90年代末至今已颁布
在金属压力容器的声发射信号处理和剖析方面,我国处于国际的领先地位,刘时风、沈功田和戴光在其博士论文中开发和选用了现代谱剖析、小波剖析、模式识别、人工神经网络模式识别、灰色相关剖析和含糊剖析等先进技能[14~17] ,其成果能够在不进行复验的状况下,直给出压力容器声发射源的性质及风险程度。
