基于聲發(fā)射的壓力容器健康監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、壓力容器指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，是一個涉及多行業(yè)、多學(xué)科的綜合性產(chǎn)品，其建造技術(shù)涉及到冶金、機(jī)械加工、腐蝕與防腐、無損檢測、安全防護(hù)等眾多行業(yè)。壓力容器作為一種可能引起中毒或爆炸等危害性較大事故的特種設(shè)備，當(dāng)設(shè)備發(fā)生爆炸或破壞時，不僅會使設(shè)備本身遭到破壞，更為嚴(yán)重的后果是會波及周圍建筑物和設(shè)施，危及人員生命安全，因此，對壓力容器的檢測比一般機(jī)械設(shè)備有更高的安全要求。
　　 聲發(fā)射檢測是一種動態(tài)無損檢測方法，利

2、用材料產(chǎn)生塑性變形或有裂紋形成與擴(kuò)展時所引起的聲反應(yīng)變化對材料缺陷進(jìn)行檢測，本文以聲發(fā)射技術(shù)為核心，搭建了多通道壓力容器聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)。其中硬件部分包括聲發(fā)射傳感器、前置放大器和數(shù)據(jù)采集卡，軟件部分則是采用LabVIEW為開發(fā)平臺通過其提供的MATLABscript節(jié)點(diǎn)結(jié)合MATLAB軟件混合編程，最終實(shí)現(xiàn)整個聲發(fā)射缺陷監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)回放、缺陷報警、參數(shù)提取以及缺陷定位等功能。針對聲發(fā)射源時差定位法，本文提出了一種基

3、于Akaike信息準(zhǔn)則和AR模型的聲發(fā)射信號初至點(diǎn)檢測方法，該方法克服了傳統(tǒng)閾值法和AR-AIC法的誤差，可以更為準(zhǔn)確地提取信號的到達(dá)時間，提高定位精度。
　　 針對壓力容器健康監(jiān)測的實(shí)際要求設(shè)計了聲速測量，平面鋼板聲發(fā)射源定位和現(xiàn)場壓力容器監(jiān)測實(shí)驗(yàn)。首先獲得了聲音在鋼板中的實(shí)際傳播速度，用于時差定位。其次將大型的壓力容器分割為有限個監(jiān)測區(qū)域，使整個監(jiān)測過程轉(zhuǎn)換為平面鋼板的健康監(jiān)測，并做定位分析?，F(xiàn)場實(shí)驗(yàn)部分以S25H-20型有

4、機(jī)熱載體鍋爐為被測對象，通過試壓泵加載過程，采集到實(shí)際缺陷的聲發(fā)射信號，提取其特征參數(shù)并做頻譜分析，獲得了實(shí)際聲發(fā)射源特征參數(shù)的分布范圍。另外，針對大多數(shù)圓柱形壓力容器，其底部往往因?yàn)楦g造成底板強(qiáng)度明顯降低或?qū)е麓┛仔孤?，進(jìn)行底面斷鉛實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證系統(tǒng)用于底面缺陷定位的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)表明，本文構(gòu)建的基于LabVIEW的多通道壓力容器聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)其預(yù)期功能，而且，利用本文提出的基于Akaike信息準(zhǔn)則和AR模型的方法檢測聲發(fā)射信號初至