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声发射案例

泄漏检测-声发射技术在圆筒是否有泄漏口方面的检测

发布日期:2021-06-04

1、声发射检测的原理

声发射是指材料中局域源能量快速释放而产生瞬态弹性波的现象,也称为应力波发射,简称AE。当圆筒密封性能不好而泄漏时,桶内气体会从泄漏孔的缝隙喷射而出,形成湍流。此湍流对密封表面产生冲击而激发弹性波,即泄漏声发射信号。用声发射传感器接触圆筒外壁,接收泄漏产生的弹性波,转换成电信号,经信号放大处理后显示和监听,从而达到检测圆筒是否有泄漏的目的,如图1所示。

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2、用声发射检测圆筒是否有泄漏的优点

(1)对圆筒完整性无影响,不需拆卸,只需通过布置高灵敏度的传感器在圆筒外部,判定圆筒表面是否有泄漏孔。

(2)检测方便,不会影响正常的生产;结果直观。

(3)减少环境污染和降低检维修成本。

3、实验设备

(1)被检测圆筒参数:200L钢桶,高度900mm,直径400mm,壁厚1mm,压力0.15mpa,试验桶泄漏孔径0.3-2.5mm。圆筒形状如图1所示

(2)声发射系统:采用美国物理声学公司实验性能更好的PCI-2声发射系统。采集卡为PCI-2采集卡,如图2所示;主机为便携式Micro II,如图3所示;传感器为R3A,R6A和R3I.传感器与罐壁之间采用真空脂与磁性吸座进行耦合与固定。R3A和R6A都是无源传感器,使用时需要通过前置放大器和声发射系统相连,它们的峰值频率分别为30khz和60khz;R3I为前置一体化传感器,,可直接和声发射系统相连,其峰值频率为30khz。

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图2 PCI-2采集卡及其性能参数

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图3 便携式主机Micro II

4、实验过程及结果

(1)圆筒无泄漏孔,1通道和R3A相连,2通道和R6A相连

图4是圆筒无泄漏孔,1通道和2通道ASL值随时间的变化。从图中可看出,当圆筒无泄漏时,两个通道的ASL在15db左右浮动。图5是无泄漏时两个通道RMS随时间的变化图,可看出两个通道的RMS值在0.0002V浮动。

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图4 无泄漏孔时,两个通道ASL值随时间的变化图

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图5 无泄漏孔时,两个通道RMS值随时间的变化图

(2)圆筒表面有直径为1.5mm的泄漏孔,1通道和R3A相连,2通道和R6A相连

图6是圆筒有1.5mm的泄漏孔时,1通道和2通道ASL值随时间的变化。从图中可看出,当圆筒有1.5mm的泄漏孔时,两个通道的ASL在45db左右浮动。图7是两个通道RMS随时间的变化图,可看出两个通道的RMS值在0.01V浮动。

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图6 有1.5mm泄漏孔时,两个通道ASL值随时间的变化图

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图7 有1.5mm的泄漏孔时,两个通道RMS随时间的变化图

(3)圆筒表面有直径为0.5mm的泄漏孔,1通道和R3A相连,2通道和R6A相连。25-50s时把泄漏孔堵住,其余时间把泄漏孔打开。图8为两个通道ASL值随时间的变化图,从图中可看出,当有泄漏孔时,两个通道的ASL值在30db浮动,无泄漏孔时,两个通道的ASL值在15db浮动;图9为两个通道RMS随时间的变化图,当有泄漏时,两个通道的RMS值在0.002v左右浮动,当无泄漏时,两个通道的RMS在0.0002v左右浮动。

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图8 0.5mm的泄漏孔时,两个通道ASL随时间的变化图

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图9

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