声发射技术在含缺陷汽包管座检测中的应用.doc

声发射源 信 信 记 录 声电转换 号 号 与 放 处 大 理 显 示 传播 解释与评定 图 1 声发射技术基本原理 声发射技术在含缺陷汽包管座检测中的应用 牛晓光 1， 郝晓军 1， 刘长福 1， 郑相锋 1， 郭立峰 2 （1.河北省电力研究院 锅检所， 河北 石家庄 050021； 2.华能上安电厂 策划部， 河北 石家庄 062550） 摘要： 声发射技术能够提供缺陷在应力作用下的动态信息 ， 适于评价缺陷对结构的实际有害程度 。 因此采用声发射 技术对某电厂汽包 中的超标缺陷进行检测 ， 能够更准确地评价缺陷的活动性及对汽包的危害性 ， 为缺陷的处理提供进一步的依据 ， 确 保电站机组安全稳 定 运 行 。 关键词： 超 标 缺 陷 ； 汽 包 ； 声 发 射 检 测 ； 评 价 中图分类号： TG441．7 文献标志码： B 理后， 形成其特性参数， 并被记录与显示。 最后， 经 数据的解释， 评定出声发射源的特性。 其基本原理如 图 1 所示。 0 前言 汽包是锅炉中汽水循环回路中的中枢环节， 是锅 炉中最关键的部件之一。 目前 200， 300 MW 机组的 汽包主要生产于 20 世纪 70~80 年代， 由于当时制造 质量的原因， 一般存在众多缺陷。 由于缺陷在长期运 行过程中会产生扩展， 有可能造成部件的早期失效， 导致灾难性的后果。 如果对存在超标缺陷的汽包全部进行返修或报废 处理， 则会造成巨大的损失。 因此， 选择一种检测或 诊断手段， 对这些超标缺陷进行进一步危害性分析， 确定缺陷的危险程度， 根据危险等级确定不同的处理 1．2 声发射技术的优点 与其他无损检测方法相比， 声发射技术具有两个 根本的差别： ①检测动态缺陷， 而不是检测静态缺 陷， 如缺陷扩展； ②缺陷本身发出缺陷信息， 而不是 用外部输入对缺陷进行扫查。 这种差别使得该技术具 有以下优点： （1） 可检测对结构安全更为有害的活动性缺陷。 由于提供缺陷在应力作用下的动态信息， 适于评价缺 陷对结构的实际有害程度； （2） 对大型构件， 可提供整体或大范围的快速检 测。 由于不必进行繁杂的扫查操作， 而只要布置好足 够数量的传感器， 经一次加载或试验过程， 就可确定 缺陷的部位， 从而易于提高检测效率； （3） 可提供缺陷随载荷、 时间、 温度等变量而变 化的实时或连续信息， 因而适用于工业过程在线监控 方案， 才能既确保机组安全， 带来不必要的损失。 又避免过度返修及报废 1 声发射技术原理及优点 1．1 声发射技术原理 声发射技术 （AET-Acoustic Emission Technique） 是 一 种 新 兴 的动态无损检测技术 ， 声 发 射 （ AE - Acoustic Emission） 是指材料局部因能量的快速释放 而发出瞬态弹性波的现象， 在应力作用下， 材料变形 与裂纹扩展， 形成声发射源。 声发射源发出的弹性 波， 经介质传播到被检物体的表面， 引起表面的机械 振动。 经耦合在被测物体表面的声发射传感器将表面 的瞬态位移转换成电信号， 声发射信号再经放大、 处 北 （0） 西 （90°） 南 （180°） 东 （270°） 北 （360°） 1 2 3 管座 4 5 6 7 10 传感器 8 9 11 12 图 2 传感器布置位置示意图 Welding Technology Vol．40 No．10 Oct. 2011 · · 59 其他方法受到限制的形状复杂的构件。 根据声发射技术的特点可知 ， 采用该方法获得 含超标缺陷的汽包缺陷动态活动情况 ， 确定缺陷的 危险程度， 满足对含缺陷汽包进行缺陷危险性评估 的需要。 定于传感器的灵敏度、 传感器间距和检测门槛设置。 其中， 门槛设置为其主要的可控制因素。 检测门槛， 多用 dB （相对于传感器输出 1 μV） 来表示。 检测门 槛越低， 测得信息越多， 但易受噪声的干扰， 因此， 在灵敏度和噪声干扰之间应作折衷选择。 多数检测是 在门槛为 35～55 dB 的灵敏度下进行， 值设为 40 dB。 （2） 定时参数设置 本次试验门槛 2 某电厂汽包声发射检测 2．1 某电厂汽包概况及常规检验情况 某 电 厂 8# 锅 炉 汽 包 规 格 ： 准1 780 mm ×85 mm； 定时参数， 是指波击信号测量过程的控制参数， 材质： 饱和导汽管规格： 包 括 峰 值 鉴 别 时 间 波 击 鉴 别 时 间 BHW35； 准108 mm×10 mm； （PDT） 、 （HDT） 材质 20