一、聲發(fā)射
聲發(fā)射(Acoustic Emission,簡稱AE)是指材料或結(jié)構(gòu)在受到外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生形變或斷裂,以應(yīng)力波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象。
二、聲發(fā)射源
材料中直接與變形和斷裂機(jī)制有關(guān)的彈性波發(fā)射源。聲發(fā)射源的實(shí)質(zhì)是指聲發(fā)射的物理源點(diǎn)或發(fā)生聲發(fā)射的機(jī)制源。
三、聲發(fā)射檢測技術(shù)
用儀器探測、記錄、分析聲發(fā)射信號和利用聲發(fā)射信號推斷聲發(fā)射源的技術(shù)稱為聲發(fā)射技術(shù)。
聲發(fā)射檢測技術(shù)原理圖
四、聲發(fā)射檢測的目的
1、確定聲發(fā)射源的部位;
2、分析聲發(fā)射源的性質(zhì);
3、確定聲發(fā)射發(fā)生的時(shí)間或載荷;
4、評定聲發(fā)射源的嚴(yán)重性。
五、聲發(fā)射技術(shù)特點(diǎn)
1、優(yōu)點(diǎn):
1.1、聲發(fā)射是一種動態(tài)檢驗(yàn)方法,聲發(fā)射探測到的能量來自被測試物體本身,而不是象超聲或射線探傷方法一樣由無損檢測儀器提供;
1.2、在一次試驗(yàn)過程中,聲發(fā)射檢驗(yàn)?zāi)軌蛘w探測和評價(jià)整個(gè)結(jié)構(gòu)中活性缺陷的狀態(tài);
1.3、由于對構(gòu)件的幾何形狀不敏感,而適于檢測其它方法受到限制的形狀復(fù)雜的構(gòu)件。
1.4、可提供活性缺陷隨載荷、時(shí)間、溫度等外變量而變化的實(shí)時(shí)或連續(xù)信息,因而適用于工業(yè)過程在線監(jiān)控及早期或臨近破壞預(yù)報(bào);
1.5、由于對被檢件的接近要求不高,而適于其它方法難于或不能接近環(huán)境下的檢測,如高低溫、核輻射、易燃、易爆及極毒等環(huán)境;
2、局限性:
2.1、聲發(fā)射特性對材料敏感,又易受到機(jī)電噪聲的干擾,對數(shù)據(jù)的正確解釋要有更為豐富的數(shù)據(jù)庫和現(xiàn)場檢測經(jīng)驗(yàn);
2.2、聲發(fā)射檢測一般需要適當(dāng)?shù)募虞d程序。多數(shù)情況下,可利用現(xiàn)成的加載條件,但還需要特作準(zhǔn)備;
2.3、發(fā)現(xiàn)可疑缺陷后,要用其它無損檢測方法進(jìn)行局部復(fù)檢,以精確確定缺陷的性質(zhì)與大小。
2.4、由于聲發(fā)射的不可逆性,實(shí)驗(yàn)過程的聲發(fā)射信號不可能通過多次加載重復(fù)獲得,因此,每次檢測過程的信號獲取是非常寶貴的,不可因人為疏忽而造成寶貴數(shù)據(jù)的丟失。
3、與其他無視檢測方對比
聲發(fā)射檢測方法 |
其它常規(guī)無損檢測方法 |
缺陷的增長/活動 |
缺陷的存在 |
與作用應(yīng)力有關(guān) |
與缺陷的形狀有關(guān) |
對材料的敏感性較高 |
對材料的敏感性較差 |
對幾何形狀的敏感性較差 |
對幾何形狀的敏感性較高 |
需要進(jìn)入被檢對象的要求較少 |
需要進(jìn)入被檢對象的要求較多 |
進(jìn)行整體監(jiān)測 |
進(jìn)行局部掃描 |
主要問題:噪聲、解釋 |
主要問題:接近、幾何形狀 |
六、聲發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
1、石油化工工業(yè):壓力容器、管道檢測及結(jié)構(gòu)完整性評價(jià),常壓儲罐的底板泄漏檢測,閥門的泄漏檢測,埋地管道的泄漏檢測,腐蝕狀態(tài)的實(shí)時(shí)探測,海洋平臺的結(jié)構(gòu)完整性監(jiān)測和海岸管道內(nèi)部存在砂子的探測。
2、電力工業(yè):變壓器局部放電的檢測,蒸汽管道的檢測和連續(xù)監(jiān)測,閥門蒸汽損失的定量檢測,高壓容器和汽包的檢測,蒸汽管線的連續(xù)泄漏監(jiān)測,鍋爐泄漏的監(jiān)測,汽輪機(jī)葉片的檢測,汽輪機(jī)軸承運(yùn)行狀況的監(jiān)測。
3、材料試驗(yàn):復(fù)合材料、增強(qiáng)塑料、陶瓷材料和金屬材料等的性能測試,材料的斷裂試驗(yàn),金屬和合金材料的疲勞試驗(yàn)及腐蝕監(jiān)測,高強(qiáng)鋼的氫脆監(jiān)測,材料的摩擦測試, 鐵磁性材料的磁聲發(fā)射測試等。
4、民用工程:橋梁、起重機(jī)、隧道、大壩的檢測,水泥結(jié)構(gòu)裂紋開裂和擴(kuò)展的連續(xù)監(jiān)視等。
5、航天和航空工業(yè):航空器的時(shí)效試驗(yàn),航空器新型材料的進(jìn)貨檢驗(yàn),完整結(jié)構(gòu)或航空器的疲勞試驗(yàn),機(jī)翼蒙皮下的腐蝕探測,飛機(jī)起落架的原位監(jiān)測,發(fā)動機(jī)葉片和直升機(jī)葉片的檢測,航空器的在線連續(xù)監(jiān)測,飛機(jī)殼體的斷裂探測,航空器的驗(yàn)證性試驗(yàn),直升機(jī)齒輪箱變速的過程監(jiān)測,航天飛機(jī)燃料箱和爆炸螺栓的檢測,航天火箭發(fā)射架結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證性試驗(yàn)。
6、金屬加工:工具磨損和斷裂的探測,打磨輪或整形裝置與工件接觸的探測,修理整形的驗(yàn)證,金屬加工過程的質(zhì)量控制,焊接過程監(jiān)測,振動探測,鍛壓測試,加工過程的碰撞探測和預(yù)防。
7、交通運(yùn)輸業(yè):長管拖車、公路和鐵路槽車的檢測和缺陷定位,鐵路材料和結(jié)構(gòu)的裂紋探測,橋梁和隧道的結(jié)構(gòu)完整性檢測,卡車和火車滾動軸承和軸頸軸承的狀態(tài)監(jiān)測,火車車輪和軸承的斷裂探測。
8、其他:硬盤的干擾探測,帶壓瓶的完整性檢測,莊稼和樹木的干旱應(yīng)力監(jiān)測,磨損摩擦監(jiān)測,巖石探測,地質(zhì)和地震上的應(yīng)用,發(fā)動機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測,轉(zhuǎn)動機(jī)械的在線過程監(jiān)測,鋼軋輥的裂紋探測,汽車軸承強(qiáng)化過程的監(jiān)測,鑄造過程監(jiān)測,Li/MnO2電池的充放電監(jiān)測,人骨頭的摩擦、受力和破壞特性試驗(yàn),骨關(guān)節(jié)狀況的監(jiān)測。
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