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第二篇：锅炉压力安全-声发射检测压力容器焊缝缺陷--设计性实验指导书-1

实验一 声发射检测压力容器焊缝缺陷（设计性实验）

一、实验目的

1. 熟悉声发射检测仪的使用方法

2. 了解金属压力容器声发射检测标准

3. 掌握金属压力容器的检测流程

4. 通过本实验来评价金属压力容器的完整性

二、 实验任务

利用PAC公司的多通道声发射检测仪一台，对金属压力容器腐蚀缺陷进行检测，并记录相关声发射信号，同时结合国家标准GB/T 18182-2000 金属压力容器声发射检测及结果评价方法 进行评价。

三、 预习要求

（1）熟悉和美国PAC声发射检测仪配套使用的AEwin软件；

（2）利用该软件进行声发射源活性与定位分析；

四、本实验声发射检测压力容器焊缝缺陷分析方法举例

1、检测原理

在金属压力容器升压过程中，金属压力容器表面和内部缺陷（被腐蚀的地方）产生的声发射源比较活跃，并产生大量的声发射信号。在被检容器表面布置声发射传感器，接收来自活跃缺陷部位的声波并转换成电信号，经过声发射仪系统的鉴别、处理、显示、记录和分析声发射源的位置及声发射特性参数并根据相关标准评价金属压力容器的完整性。

2、实验步骤

1. 校准。用模拟源校准检测灵敏度。采用?0.5mm，硬度为HB的铅笔芯折断信号作为模拟源。铅芯伸出长度约为2.5mm，与容器表面夹角为30°左右。其响应幅度值应取三次以上响应平均值。

1

2. 时间参数的设置。用断铅实验来测定实际的峰值鉴别时间（PDT）、撞击鉴别时间（HDT）、撞击闭锁时间。

3. 门槛值的确定。用逐步提高门槛值的方法来确定实际测量中的门槛值。

4. 根据压力容器的形状布置传感器阵列。

5. 对压力容器进行加压。根据有关规范确定最高实验压力和加压程序。升压速度一般不应大于0.5MPa/min。保压时间一般应不小于10 min。

6. 数据的采集与记录。

3、软件的使用

启动

AEwine

标题栏：这是一个典型的WINDOWS标准功能标题栏，在其最左边是PAC的标识图标，这里可以实现最小化、还原、最大化、移动、改变窗口大小或关闭程序等功能。在最右边是最小化、还原和最大化及关闭按扭。

主菜单栏： 主菜单栏提供一行一系列文本命令，包括：File（文件）， Acquisition Setup（采集设置），Acquire/Replay（采集/重放），Graphing（图形），Tables（工作台），View（显示），Utilities（扩展功能），Page（页），Window（窗口），Help（帮助）。所有这些功能均有各自的下拉子菜单，其中很多又有各自的图形化对话框及提示，你可以逐步进行选择设置以达到你的要求。

图标工具栏： 许多下拉菜单中的项目也可以通过使用下面所示的图标工具栏和采集控制工具栏实现。

图形区： 图形区是屏幕中最重要的区域，根据声发射试验状态，声发射信息将 2

以图形和行列表的方式显示在图形区。图形区可以有多种方式进行设置，其最少为一幅图，图的最多数量仅受到显示分辨率的限制。更多关于图形的设置、功能及适用性等在后面图形设置菜单中叙述。

屏幕页标签： AEwin 能够显示在不同的图形屏幕中，这些屏幕称作屏幕“页”或图形“页”，由位于图形区下面的与 显示屏幕相关联的页标签指示。页标签可根据图形主题同步命名。

统计栏： 此区域用于显示试验统计量，用户可由此观察声发射关键参数的指示值，包括：AE counts 累计值，AE Hits 总和，Waveforms 总和，Energy累计，试验时间，剩余磁盘空间，参数及其它。这些信息是非常有用的试验动态指示 以及非常有用的试验后的摘要统计。

状态栏： 状态栏提供关于AEwin及试验状态的有用信息，左侧是一个文本框提供关于完成功能的状态及帮助信息。靠近中间是状态条，如图8 中的单词“Idle（空闲）”显示在其 中。其它状态信息如“Test Paused（试验暂停）”，“Replay（重放）”，“Test Stopped（试验停止）”， “Test Active（试验中）”，“Abort Test（终止试验）” 等显示在这些文本区中。

采集设置

1.标准通道设置

AE Channel（AE通道）– 你可以单击它的选择框以打开某个通道。

Threshold（门槛） – ‘Fixed（固定）’ 门槛一般用于当你希望设置为保持 3

无变化的‘dB’值（在dB 列中）。

‘Floating（浮动）’门槛一般用于较高且多变的背景噪声 的条件下。 Gain (dB)---（增益） 在这里输入硬件增益，一般不用改。

Pre-Amp (dB)（前放）– 在这里输入探头前置放大器的前放增益。

Analog Filter（模拟滤波）–Lower（下限）及Upper（上限）列的下拉列表框允许你为每个可用通道选择模拟滤波器的高通及低通滤波，这里所需要做的只是简单地在下拉列表框中选择你的期望值。

Sample Rate（采样率） – 这是以每秒为基础的数据采集板采集波形的速率。采样率为1 MSPS (Mega Samples Per Second每秒M样本) 的意思是每微秒一个采集样本，采样率为2 MSPS (Mega Samples Per Second每秒M样本) 的意思是每1/2微秒一个采集样本。为保证采集波形不失真，采样率应高于最高数据频率的两倍，一般取5-10倍。

Pre-Trigger（预触发）此数值告诉软件在触发点之前记录多长时间（以微秒为单位）。允许的最小pre-trigger （预触发）值是零。允许的最大pre-trigger （预触发）值是用hit 的长度除以采样率（以MHz为单位）而计算出的数值。例如：如果hit长度为1 k (1 k = 1024)，且sample rate（采样率）是4 MHz ，则允许的最大pre-trigger （预触发）值将是1024/4 = 256 msec。

2.AE定时参数设置

五、实验报告要求

1．记录容器名称、类别、公称壁厚、主题材质；

2．记录所有校准数据和仪器测定的声发射信号参数，记录内容至少应包括： a．传感器的技术条件（型号、灵敏度、频率范围、固定方法、耦合剂）； b．传感器布置阵列和位置草图；

c．声发射仪器型号和特性；

d．每次校准的时间、步骤和结果；

3．对实验数据分析和处理；

4、完成思考题；

阵列的形状对金属压力容器缺陷检测精度有无影响？

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图 3 圆柱形容器和球形容器传感器阵列布置示意图

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