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        聲發射概述

        聲發射(Acoustic Emission,簡稱AE)是指材料或結構在受到外力或內力作用產生形變或斷裂,以應力波形式釋放出應變能的現象。
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        一、聲發射

        聲發射(Acoustic Emission,簡稱AE)是指材料或結構在受到外力或內力作用產生形變或斷裂,以應力波形式釋放出應變能的現象。

         

         

         

        二、聲發射源

        材料中直接與變形和斷裂機制有關的彈性波發射源。聲發射源的實質是指聲發射的物理源點或發生聲發射的機制源。

         

        三、聲發射檢測技術

        用儀器探測、記錄、分析聲發射信號和利用聲發射信號推斷聲發射源的技術稱為聲發射技術。

         

         

        聲發射檢測技術原理圖

         

        四、聲發射檢測的目的

        1、確定聲發射源的部位;

        2、分析聲發射源的性質;

        3、確定聲發射發生的時間或載荷;

        4、評定聲發射源的嚴重性。

         

        五、聲發射技術特點

        1、優點:

        1.1、聲發射是一種動態檢驗方法,聲發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、在一次試驗過程中,聲發射檢驗能夠整體探測和評價整個結構中活性缺陷的狀態; 

        1.3、由于對構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雜的構件。 

        1.4、可提供活性缺陷隨載荷、時間、溫度等外變量而變化的實時或連續信息,因而適用于工業過程在線監控及早期或臨近破壞預報; 

        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境下的檢測,如高低溫、核輻射、易燃、易爆及極毒等環境;

        2、局限性:

        2.1、聲發射特性對材料敏感,又易受到機電噪聲的干擾,對數據的正確解釋要有更為豐富的數據庫和現場檢測經驗; 

        2.2、聲發射檢測一般需要適當的加載程序。多數情況下,可利用現成的加載條件,但還需要特作準備; 

        2.3、發現可疑缺陷后,要用其它無損檢測方法進行局部復檢,以精確確定缺陷的性質與大小。

        2.4、由于聲發射的不可逆性,實驗過程的聲發射信號不可能通過多次加載重復獲得,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據的丟失。

        3、與其他無視檢測方對比

        聲發射檢測方法

        其它常規無損檢測方法

        缺陷的增長/活動

        缺陷的存在

        與作用應力有關

        與缺陷的形狀有關

        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

        需要進入被檢對象的要求較少

        需要進入被檢對象的要求較多

        進行整體監測

        進行局部掃描

        主要問題:噪聲、解釋

        主要問題:接近、幾何形狀

         

        六、聲發射技術的應用領域

        1、石油化工工業:壓力容器、管道檢測及結構完整性評價,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,腐蝕狀態的實時探測,海洋平臺的結構完整性監測和海岸管道內部存在砂子的探測。

        2、電力工業:變壓器局部放電的檢測,蒸汽管道的檢測和連續監測,閥門蒸汽損失的定量檢測,高壓容器和汽包的檢測,蒸汽管線的連續泄漏監測,鍋爐泄漏的監測,汽輪機葉片的檢測,汽輪機軸承運行狀況的監測。

        3、材料試驗:復合材料、增強塑料、陶瓷材料和金屬材料等的性能測試,材料的斷裂試驗,金屬和合金材料的疲勞試驗及腐蝕監測,高強鋼的氫脆監測,材料的摩擦測試, 鐵磁性材料的磁聲發射測試等。

        4、民用工程:橋梁、起重機、隧道、大壩的檢測,水泥結構裂紋開裂和擴展的連續監視等。

        5、航天和航空工業:航空器的時效試驗,航空器新型材料的進貨檢驗,完整結構或航空器的疲勞試驗,機翼蒙皮下的腐蝕探測,飛機起落架的原位監測,發動機葉片和直升機葉片的檢測,航空器的在線連續監測,飛機殼體的斷裂探測,航空器的驗證性試驗,直升機齒輪箱變速的過程監測,航天飛機燃料箱和爆炸螺栓的檢測,航天火箭發射架結構的驗證性試驗。

        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,修理整形的驗證,金屬加工過程的質量控制,焊接過程監測,振動探測,鍛壓測試,加工過程的碰撞探測和預防。

        7、交通運輸業:長管拖車、公路和鐵路槽車的檢測和缺陷定位,鐵路材料和結構的裂紋探測,橋梁和隧道的結構完整性檢測,卡車和火車滾動軸承和軸頸軸承的狀態監測,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力監測,磨損摩擦監測,巖石探測,地質和地震上的應用,發動機的狀態監測,轉動機械的在線過程監測,鋼軋輥的裂紋探測,汽車軸承強化過程的監測,鑄造過程監測,Li/MnO2電池的充放電監測,人骨頭的摩擦、受力和破壞特性試驗,骨關節狀況的監測。

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