
聲發射:
當材料或結構內(nèi)部發生(shēng)變化(huà)或承載時(shí),多(duō)數(shù)×材料或結構會(huì)以應力波(聲發射)的(de)形式釋放(fàng)能(néng)量。這(zhè)通(tōng)↓常與裂紋的(de)産生(shēng)、塑性變形等現(xiàn)象有(yǒu)關。聲發射的(de)傳播過程是(shì)從(cóng)聲發射源開¥(kāi)始,通(tōng)過整個(gè)結構進行(xíng)傳播的(de)。利用(yòng)電(diàn)子(₹zǐ)手段來(lái)檢測聲發射活動的(de)技(jì)術(shù)已被廣泛采用(yòng)。聲發射檢測技(jì)術(shù)不(bù)但(dàn)具有(↕yǒu)整體(tǐ)性、快(kuài)速及時(shí)性、經濟性等特性,還(hái)對(duì)缺陷的(de)類型作(zuò)出危害等級評估。 所有(yǒu)結構包括橋梁、建築、壓力容器(qì)、管線、飛(fēi)機(jī)、艦船(chuán)、石化(huà)設備等都(dōu)在不(bù)斷地(dì)承受載荷和(↑hé)應力循環過程。 在橋梁和(hé)建築物(wù)上(shàng),交通(tōng)工(gōng)具的(de)載荷及環境(如(rú)溫度和(hé)風(fēng)力)₩都(dōu)對(duì)其施加極大(dà)的(de)應力。在管線和(hé)壓力容器(qì)上(shàng),在對(duì)其進行(xíng)加工(gōng)、變形處理(l¶ǐ)、連接(如(rú)焊接)時(shí),材料內(nèi)部也(yě)會(huì)承受巨大(dà)的( de)應力。這(zhè)些(xiē)應力的(de)最終作(zuò)用(yòng)結果是(shì)引發缺陷的(de)擴展(如(rú)裂紋的(de)擴展)或結構疲勞失效。聲發射&有(yǒu)别于其他(tā)無損檢測方法的(de)是(shì)他(tā)可(kě)以實時(shí)檢測到(dào)缺陷的(¥de)萌生(shēng)、擴展及斷裂的(de)過程。能(néng)及時(shí)檢測到(dào)缺陷及其位置,這(zhè)在無損檢測中是(shì)至關重要(yào)的(de)☆。也(yě)正因為(wèi)如(rú)此,可(kě)以在結構未産生(shēng)破壞前就(jiù)對×(duì)其進行(xíng)修理(lǐ)或更換,這(zhè)不(bù)僅可(kě)以保證結構設備本身(shēn)在正确使→用(yòng),還(hái)可(kě)以避免由于失效對(duì)環境造成的(de)不(bù)良影(yǐng)響對(duì)其制(zhì)定維修方案。 聲發射過程的(de)定義及描述 在E1316中,這(zhè)樣定義聲發射,當材料內(nèi)部迅速釋放(fàng)能(néng)量而産生(shēng)彈性變形時(shí),對(duì)該變形進行(xíng)定位、評估定級的(de)無損檢測技(jì)術(shù)。這(zhè)個(gè)定義比較抽象、複雜(zá),通(tōng)過圖1會(huì)較容易的(de)理(lǐ)解這(zhè)個(gè)概念。在圖1中描述了(le)材料在應力作(zuò)用(yòng)下(xià)的(de)裂紋産生(shēng)、發展的(de)整個(gè)過程。從(cóng)聲發射源發出ε聲發射波的(de)傳播是(shì)非定向的(de)。用(yòng)于接受聲波的(de)傳感器(qì)要(yào)固定在材料基 體(tǐ)上(shàng),他(tā)接受高(gāo)頻(pín)機(jī)械振動波并将其轉變成電(diàn)信号∏,前置放(fàng)大(dà)器(qì)及其他(tā)設備可(kě)以放(fàng)大(dà)處理(lǐ)電(diàn)信号。在産生(shēng)δ聲發射的(de)過程中,載荷起著(zhe)極其重要(yào)的(de)作(zuò)用(yòng),
在許多(duō)關于聲發射的(de)應用(yòng)中,載荷通(tōng)常由被檢設備自(zì)身(shēn)來(lái)施加,否則,需要(yào)用(yòng)外(wài)力來(lái)施加載γ荷。無論用(yòng)何種方式,所施加的(de)載荷對(duì)被檢測設備是(shì)沒有(yǒu)損壞的(de),即載荷的(de)大(dà)小(xiǎo)在材料所允許的(de)範圍之內±(nèi)。 典型的(de)聲發射波的(de)頻(pín)率範圍是(shì)1KHz-2MHz或更高(gāo)。低(dī)頻(pín)的(de)的(de)聲發射信号易受到(dào)背景噪音(yīn)的(dεe)幹擾如(rú)摩擦、碰撞或工(gōng)藝信号等,這(zhè)些(xiē)低(dī)頻(pín)的(de)聲波通(tōng)常會(huì)産生(shēng)僞↑聲發射現(xiàn)象。高(gāo)頻(pín)的(de)信号主要(yào)是(shì)聲波的(de)衰減,他(tā)會(huì)限制(zhì)所檢測的(de)聲發射₩信号。在使用(yòng)聲發射檢測時(shí)要(yào)選用(yòng)适合頻(pín)率的(de)傳感器(qì)和(hé)處理(lǐ)'器(qì)。所選的(de)頻(pín)率範圍在環境噪音(yīn)之上(shàng),根據對(duì)聲發射信号的(de)靈敏度在一(yī)定範圍內(nèi)選擇。通(tōng)過選擇合适的(de)傳感器(qì)和(hé)濾波器(qì)φ可(kě)以完成聲發射檢測的(de)工(gōng)作(zuò)。 聲發射過程是(shì)短(duǎn)暫的(de)。聲發射系統通(tōng)過分(fēn)析每個(gè)HIT波形的(de)各個(gè)參數(shù)特征,實時(shí)處理(lǐ)分(fēn)析脈沖(HIT)。圖2所示為(wèi)聲發射系統處理(lǐ)的(de)一(yī)個(gè)聲發射HIT波形和(hé)一(yī)些(xiē)聲發射特性參數(shù)。這(zhè)些(xiē)聲發射特征參數(shù)為(÷wèi)撞擊時(shí)間(jiān)、上(shàng)升時(shí)間(jiān)、AE幅度、AE振鈴次數(shù)、持續時(shí)間(jiān)、頻(pín)率範圍,可(kě)以分(fēn)析波形♦的(de)關鍵特性來(lái)确認聲發射源的(de)性質即是(shì)噪音(yīn)引起的(de)還(hái)是(shì)有(yǒu)真正的(de)破壞源。 聲發射技(jì)術(shù)應用(yòng):
随著(zhe)聲發射技(jì)術(shù)應用(yòng)的(de)不(bù)斷廣泛和(hé)深入,聲發射技(jì)術(shù)除應用(yòng)在典型的(de)如(rú)壓力容器(qì)檢測、高(gāo)壓≈氣瓶檢測、材料力學特性研究等方面外(wài),PAC公司及其世界各地(dì)子(zǐ)公司近(jìn)年(nián)來(lái)推出許多(duō)針對(duì)不(bù)同應用(yòng)需•求的(de)專用(yòng)聲發射系統,這(zhè)些(xiē)系統有(yǒu)的(de)是(shì)根據針對(duì)不(bù)同應用(yòng)要(yào)求開(kāi)發的(de)Ω交鑰匙系統;有(yǒu)的(de)是(shì)來(lái)自(zì)于政府部門(mén)、大(dà)公司等對(duì)于特殊問(wèn)題聲發射應用(yò→ng)研究的(de)課題項目,在這(zhè)些(xiē)課題項目的(de)研究方法及成功的(de)信号處理(lǐ)手段基礎上(sh©àng)形成商品化(huà)的(de)專用(yòng)聲發射設備。 |