为了规范金属压力容器声发射检测并对检测结果进行评价的方法，特制定本指导书。

 

    本指导书适用于材料屈服强度大于等于300MPa的金属压力容器及压力管道的声发射检测。

 

    GB/T18182-2000《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》

    GB/T12604.4－90《无损检测术语·声发射检测》

    GJB2044-94《钛合金压力容器声发射检测方法》，国家军用标准，1994

    JB/TQ753-89《 在役压力容器声发射检测评定方法》

 

    4.1  声发射：材料或结构受内力或外力作用，产生变形和断裂，应力源以弹性波形式快速释放能量，产生瞬态弹性波的现象称为声发射（Acoustic Emission，简称AE）。

    4.2  活度：声发射源的事件数随着加压过程或时间变化的程度。

    4.3  强度：声发射源的事件所释放的平均弹性能。

    4.4  声发射撞击数：声发射信号超过预置预值的次数。

 

    5.1  从事声发射检测的检验人员要求掌握声发射检测的基础知识,具有实际的现场检测经验,并掌握一定的压力容器基础知识.

    5.2  声发射检测人员应按有关规程的规定严格培训和考核.

 

    6.1  检测系统

    声发射检测系统应包括传感器、前置放大器、电缆、信号采集装置、信号处理装置和记录显示装置等。

    6.2  仪器

    6.2.1  声发射仪器要求应有实时显示和记录功能，至少应能记录声发射信号的幅度、计数和到达时间三个参数。

    6.2.2  模拟式声发射仪的性能要求应符合GB/T18182-2000附录A（标准的附录）的规定。

    6.2.3  模拟式声发射仪的性能，应确保检测过程可靠、稳定，并至少每年进行一次校验。应根据制造厂性能指标及提供校验方法进行。

    6.2.4  数字式声发射仪的校验应根据制造厂提供的方法进行。

    6.3  传感器

    6.3.1  传感器的谐振频率范围推荐100～400KHz之间，当选用宽带传感器（100KHz～1MHz）时,应考虑灵敏度降低的因素,应按GB/T18182-2000 7.3款进行灵敏度校准,以确保有足够的接收灵敏度。

    6.3.2  传感器应直接安装在容器的表面或波导杆上。

    6.4  耦合剂

    耦合剂应能在试验期间内保持良好的声耦合效果。应根据容器壁温选用无气泡、粘度适宜的耦合剂。

    6.5  电缆

    6.5.1  传感器到前置放大器之间的信号电缆要求不得大于2m。

    6.5.2  前置放大器到主机输入端的信号传输电缆之间的长度,应根据最长和最短传输电缆的到达时间差以不影响定位精度要求为准。建议不超过300m。

 

    7.1  方法概述

    7.1.1  声发射检测的主要目的是确定金属压力容器或管道在受载的条件下容器表面和内部不连续区所产生的声发射源定位信号并按其强度和活度划分综合等级。

    7.1.2  所有超标声发射源定位源应采用常规无损检测方法进行复验。

    7.1.3  对复验所发现的缺陷可按有关方法进行评定。

    7.2  检测条件

    7.2.1  资料审查

     资料审查应包括下列内容:

        ——产品合格证、质量证明书、竣工图。

        ——运行记录,开停车记录,以及有关运行参数,介质成份,载荷变化情况,运行中出现的异常情况等资料。

        ——检验资料、历次检验报告和记录。

        ——有关修理或改造的的文件。

7.2.2  技术准备

    检测开始前,应作好以下准备工作：

    ——现场勘察,找出所有可能出现的噪声源,如振动、摩擦和流体流动等。应对这些噪声源设法予以排除。

    ——确定加载程序

    ——建立声发射检测人员和加载人员的联络方式。

    ——应将传感器安放位置进行清理。必要时需进行打磨处理,去除影响耦合效果的焊接飞溅、锈斑和松动的氧化皮等。

7.2.3  检测过程

7.2.3.1  检测时应设有载荷随能量或振铃计数趋势图,以便能及时观察声发射强度和活度的变化情况,如发现声发射撞击数随载荷的增加而连续增加时,应及时停止加载,在未查出声发射增加的原因时,禁止继续加压。

7.2.3.2  检测中如遇到噪声干扰时,应暂停检测,排除噪声源后再进行检测。

7.2.3.3  加压程序

一般情况下升压按以下曲线：

     7.2.3.3.1  为了减少加压过程中带来的噪音源干扰,对升压速度应有限制。升压速度一般不应大于0.5MPa/min。

    7.2.3.3.2  属新制造压力容器和在用压力容器检验,应进行两个加压循环过程,第二次加压循环最高试验压力不应超过第一次加压循环的最高试验压力。

    7.2.3.3.3  属在线压力容器检验,当工艺要求压力达不到检验所要求的试验压力时,应在声发射试验前一个月把最高工作压力降低15%以下,以满足检验时的加压循环需要。应尽量进行两次加压循环过程。

7.2.4  校准方法

    用模拟源校准检测灵敏度。模拟源应能重复发出弹性波。可以采用声发射信号发生器产生模拟源；也可以采用铅笔芯折断产生模拟源。铅笔芯模拟源用Φ0.5mm,硬度HB,铅芯伸长量为2.5mm,与表面夹角为30°铅笔折断产生模拟信号。

7.2.4.1  系统灵敏度校准

     由于在声发射系统中,声耦合效果的影响以及采集通道和传感器响应等因素影响,会产生一定的误差,因此有必要在检测开始和结束之前进行系统灵敏度的校准。要求对每一个传感器进行模拟源声发射幅度值响应校准。模拟源距传感器10cm,通道读出幅度值与平均幅度之差要求不大于4dB。

7.2.4.2  定位校准

        在检测区域的任何部位,声发射模拟源产生的信号至少被一个时差定位阵列收到,区域定位时至少被一个传感器接收到。

7.2.4.3  时差定位校准

     在检测区域内的任何传感器阵列都能够用声发射模拟源得到唯一的定位结果。

7.2.4.4  声发射源定位校准

    任何有疑议的声发射源都应通过声发射源定位校准而确定。校准方法是在容器器壁上发射一个模拟源,得到的定位显示应与有疑议的声发射源定位相一致,则该模拟源的定位位置为有疑议的声发射源定位位置。

7.2.4.5  衰减测量

    为了确保检测灵敏度和确定传感器的间距,需进行衰减特性的测量。在进行衰减特性测量时要求与实际的声发射检测条件相同。如果已有相同曲率、相同材料牌号和相同材料厚度的衰减特性数据,可不再进行衰减特性测量,但要求把该衰减特性数值移植到本次检验报告中。

7.3  检测结果评价

7.3.1  声发射源的等级按源的活度和强度划分。

    划分方法是先确定源的活度等级和强度等级，然后再确定源的综合等级。

7.3.2  源的活度划分

    如果源区的事件数随着升压或保压呈快速增加时，则认为该部位的源具有强活性。

    如果源区的事件数随着升压或保压呈连续增加时，则认为该部位的源具有活性。

如果源区的事件数随着升压或保压呈间断出现时，如果进行两次加压循环，源的活度等级划分方 法详见表1；如果进行一次加压循环，源的活度等级划分方法详见表2。

 

 

表1：两次加压循环源的活度等级划分

	第一次加压循环		第二次加压循环
	升压	保压	升压	保压
非活性	○	×	×	×
非活性	×	○	×	×
非活性	×	×	○	×
非活性	×	×	×	○
弱活性	○	○	×	×
弱活性	×	×	○	○
弱活性	○	×	○	×
弱活性	×	○	○	×
弱活性	○	×	×	○
活性	○	○	○	×
活性	○	○	×	○
活性	○	×	○	○
活性	×	○	○	○
强活性	○	○	○	○

    注：○表示加压或保压阶段有声发射源；×表示加压或保压阶段无声发射源。

 

表2：一次加压循环源的活度等级划分

	升压	保压
非活性	×	×
弱活性	○	×
活性	×	○
强活性	○	○

注：○表示加压或保压阶段有声发射源；×表示加压或保压阶段无声发射源。

 

7.3.3  源的强度划分

    源的强度E可用能量、幅度或计数参数来表示。源的强度计算取源区前5个最大的能量、幅度或计数参数的平均值(幅度参数应根据衰减加以修正)。源的强度划分参考表3进行。表3中的a,b值应由试验来确定，表4是16MnR钢采用幅度参数划分源的强度的推荐值。

                             表3：源的强度划分

源的强度级别	源强度
弱强度	E＜a
中强度	a≤E≤b
高强度	E＞b

 

表4：16MnR钢采用幅度参数划分源的强度

源的强度级别	幅度
弱强度	E＜60dB
中强度	60dB≤E≤80dB
高强度	E＞80dB

  注：表4中的数据是经衰减修正后的数据。换能器输出1mV为0dB。

 

7.3.4 源的综合等级划分

     源的综合等级划分按表5进行。

表5：源的综合等级划分

	强活性	活性	弱活性	非活性
高强度	F	E	D	B
中强度	E	D	C	A
弱强度	D	C	B	A

 

7.4  检测结果的评定

7.4.1 A级声发射源不需要复验，B、C级声发射源由检验人员决定是否需要复验，其他级别的声发射源应采用常规无损检测方法进行复验。

7.4.2 经过常规无损检测方法复验确定的缺陷可按GB18182－2000附录B（提示的附录）或按CVDA-1984进行评定，也可采用其他有效方法进行评定。