基于聲發(fā)射的壓力容器健康監(jiān)測技術研究.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備，是一個涉及多行業(yè)、多學科的綜合性產(chǎn)品，其建造技術涉及到冶金、機械加工、腐蝕與防腐、無損檢測、安全防護等眾多行業(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備，當設備發(fā)生爆炸或破壞時，不僅會使設備本身遭到破壞，更為嚴重的后果是會波及周圍建筑物和設施，危及人員生命安全，因此，對壓力容器的檢測比一般機械設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展時所引起的聲反應變化對材料缺陷進行檢測，本文以聲發(fā)射技術為核心，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)點結合MATLAB軟件混合編程，最終實現(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信息準則和AR模型的聲發(fā)射信號初至點檢測方法，該方法克服了傳統(tǒng)閾值法和AR-AIC法的誤差，可以更為準確地提取信號的到達時間，提高定位精度。
　　 針對壓力容器健康監(jiān)測的實際要求設計了聲速測量，平面鋼板聲發(fā)射源定位和現(xiàn)場壓力容器監(jiān)測實驗。首先獲得了聲音在鋼板中的實際傳播速度，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)測過程轉換為平面鋼板的健康監(jiān)測，并做定位分析?，F(xiàn)場實驗部分以S25H-20型有

4、機熱載體鍋爐為被測對象，通過試壓泵加載過程，采集到實際缺陷的聲發(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，其底部往往因為腐蝕造成底板強度明顯降低或導致穿孔泄漏，進行底面斷鉛實驗，驗證系統(tǒng)用于底面缺陷定位的準確性。實驗表明，本文構建的基于LabVIEW的多通道壓力容器聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)能實現(xiàn)其預期功能，而且，利用本文提出的基于Akaike信息準則和AR模型的方法檢測聲發(fā)射信號初至