定位集中度對(duì)TC4鈦合金環(huán)形壓力容器聲發(fā)射嚴(yán)重性評(píng)價(jià)的影響

劉哲軍,張志超,葛　麗,伍　頌

(航天材料及工藝研究所， 北京 100076)

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定位集中度對(duì)TC4鈦合金環(huán)形壓力容器聲發(fā)射嚴(yán)重性評(píng)價(jià)的影響

劉哲軍,張志超,葛麗,伍頌

(航天材料及工藝研究所， 北京 100076)

摘要：通過(guò)對(duì)TC4鈦合金環(huán)形壓力容器聲發(fā)射數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合容器自身的形狀特點(diǎn)和定位方式，探討了定位結(jié)果對(duì)聲發(fā)射嚴(yán)重性級(jí)別評(píng)價(jià)的影響規(guī)律，總結(jié)了定位集中度級(jí)別劃分的依據(jù)和原則。通過(guò)例證說(shuō)明了在對(duì)環(huán)形容器進(jìn)行聲發(fā)射嚴(yán)重性評(píng)價(jià)時(shí)，需根據(jù)定位集中度級(jí)別靈活應(yīng)用相關(guān)判據(jù)。

關(guān)鍵詞：聲發(fā)射;定位集中度;TC4鈦合金;環(huán)形壓力容器;嚴(yán)重性評(píng)價(jià)

材料或結(jié)構(gòu)在應(yīng)力作用下釋放出彈性應(yīng)力波的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。在液壓驗(yàn)收試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)容器整體進(jìn)行實(shí)時(shí)聲發(fā)射監(jiān)測(cè)并評(píng)價(jià)聲發(fā)射嚴(yán)重性級(jí)別，已經(jīng)成為鈦合金壓力容器質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要規(guī)范之一[1]。

受材料制備和加工工藝的影響，鈦合金壓力容器的母材易出現(xiàn)夾雜，成份偏析等缺陷，而焊縫和熱影響區(qū)則容易產(chǎn)生裂紋，夾渣，未熔合，未焊透、成份偏析等缺陷。為盡可能避免缺陷對(duì)容器性能的影響，從原材料、半成品再到成品的整個(gè)成型過(guò)程中，一般要經(jīng)過(guò)多次的無(wú)損檢測(cè)和理化檢驗(yàn)。在成品交付前配合液壓強(qiáng)度考核逐一進(jìn)行的聲發(fā)射檢測(cè)試驗(yàn)，是確保鈦合金壓力容器具有足夠的剩余強(qiáng)度和安全余量的重要保證措施之一[2-3]。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GJB 2044-94《鈦合金壓力容器聲發(fā)射檢測(cè)方法》以保壓延續(xù)時(shí)間為主的判據(jù)可以將TC4鈦合金小型(不大于20 L)球形容器(以下簡(jiǎn)稱球形容器)的聲發(fā)射嚴(yán)重性級(jí)別劃分為5個(gè)等級(jí)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于TC4鈦合金環(huán)形容器(以下簡(jiǎn)稱環(huán)形容器)具有焊縫長(zhǎng)、定位疊加等特點(diǎn)，其保壓延續(xù)時(shí)間較球形容器顯著延長(zhǎng)，而易引起環(huán)形容器聲發(fā)射嚴(yán)重性級(jí)別的誤判。相關(guān)檢測(cè)實(shí)踐和研究表明[4]，聲發(fā)射定位結(jié)果可以綜合反映容器工藝狀態(tài)以及結(jié)構(gòu)變化帶來(lái)的影響，結(jié)合定位集中度情況對(duì)鈦合金壓力容器進(jìn)行聲發(fā)射嚴(yán)重性級(jí)別評(píng)價(jià)更為有效和科學(xué)。

筆者在對(duì)大量環(huán)形容器聲發(fā)射檢測(cè)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合爆破驗(yàn)證和其他無(wú)損檢測(cè)驗(yàn)證技術(shù)，將環(huán)形容器的定位集中度，按照由輕到重分為A、B、C三級(jí)。通過(guò)不同定位集中度級(jí)別的環(huán)形容器的典型事例來(lái)說(shuō)明：在對(duì)環(huán)形容器進(jìn)行聲發(fā)射嚴(yán)重性評(píng)價(jià)時(shí)，不應(yīng)簡(jiǎn)單照搬球形容器以保壓聲發(fā)射延續(xù)時(shí)間為主的評(píng)價(jià)方法，還應(yīng)結(jié)合定位集中度情況進(jìn)行綜合判斷。

1環(huán)形容器結(jié)構(gòu)

環(huán)形容器外觀呈圓環(huán)狀(見(jiàn)圖1)，壁厚僅有幾毫米，使用壓力從十幾兆帕到幾十兆帕不等。環(huán)形容器的一側(cè)環(huán)面上焊有數(shù)量不等的管接頭，管接頭法線與環(huán)形容器的水平面成固定夾角。環(huán)形容器的母材由TC4鈦合金軋制板材經(jīng)沖壓或超塑工藝成型，再經(jīng)機(jī)械加工達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸和精度。對(duì)原材料及其半成品的嚴(yán)格檢測(cè)及其較高的成型工藝水平，保證了母材在壓力試驗(yàn)中基本不會(huì)出現(xiàn)危害性活動(dòng)缺陷。

環(huán)形容器采用激光或電子束等先進(jìn)焊接技術(shù)進(jìn)行焊接后最終成型。焊縫為普通對(duì)接形式，包括一條內(nèi)環(huán)焊縫、一條外環(huán)焊縫和兩條管口焊縫(見(jiàn)圖1)。無(wú)損檢測(cè)結(jié)果表明，受焊接應(yīng)力和焊接順序的影響，管接頭焊縫以及內(nèi)環(huán)焊縫更容易產(chǎn)生未焊透、咬邊、錯(cuò)邊等危害性強(qiáng)的活動(dòng)缺陷。

圖1　環(huán)形容器外觀以及焊縫分類

2定位方式

聲發(fā)射定位技術(shù)可以提供活動(dòng)性損傷在被檢對(duì)象上的準(zhǔn)確位置或區(qū)域信息，可為后續(xù)綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)或產(chǎn)品返修提供重要參考依據(jù)。定位方式選擇的一般原則是：在保證檢測(cè)靈敏度的前提下，應(yīng)盡可能選擇適合容器外觀形狀且定位精度較高的定位技術(shù)。

在環(huán)形容器上嘗試進(jìn)行圓柱面定位和平面定位等二維定位技術(shù)，均因定位偏差太大(不小于15%)、所需傳感器數(shù)量多(不少于8)、操作復(fù)雜等原因而失敗。為了適應(yīng)環(huán)形容器這種閉環(huán)結(jié)構(gòu)，經(jīng)反復(fù)比較試驗(yàn)，最終選擇采用環(huán)繞線性定位技術(shù)。

區(qū)別于一般線定位技術(shù)的是，環(huán)繞線性定位算法會(huì)默認(rèn)將定位陣列中的首尾兩個(gè)傳感器設(shè)定為相鄰傳感器，從而可以自動(dòng)關(guān)聯(lián)分析這兩個(gè)傳感器所得到的聲發(fā)射撞擊信號(hào)，使定位事件自動(dòng)形成閉環(huán)，從而滿足環(huán)形容器閉環(huán)結(jié)構(gòu)的定位需求。利用環(huán)繞線性定位技術(shù)可以得到聲發(fā)射事件在環(huán)形容器周向上的位置距離。盡管環(huán)繞線性定位技術(shù)在環(huán)形容器的聲發(fā)射檢測(cè)應(yīng)用中存在定位信息少，定位重疊等不足，但同時(shí)也具有定位精度高(不大于5%)、所需傳感器數(shù)量少(3個(gè))、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。綜合分析后認(rèn)為，環(huán)繞線性定位技術(shù)是適合于環(huán)形容器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的優(yōu)選定位方式。

為了能夠兼顧內(nèi)環(huán)焊縫和外環(huán)焊縫聲發(fā)射信號(hào)的采集，將3個(gè)聲發(fā)射傳感器在環(huán)形容器水平面上沿容器周向長(zhǎng)度方向均勻布置(見(jiàn)圖2)。為減少管口對(duì)聲發(fā)射信號(hào)傳播的影響，傳感器不應(yīng)緊靠容器管口進(jìn)行布置。

圖2　環(huán)形容器環(huán)繞線性定位時(shí)的聲發(fā)射傳感器布置實(shí)例

設(shè)置檢測(cè)門檻為40 dB，調(diào)整所有聲發(fā)射傳感器的耦合靈敏度不低于95 dB。為鑒別管口噪聲，在定位校核時(shí)應(yīng)著重在管口焊縫及管口上進(jìn)行校核，并在定位圖上進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)記(見(jiàn)圖3)。

圖3　管口位置聲發(fā)射定位校核結(jié)果實(shí)例

3定位集中分析

從多年的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，對(duì)鈦合金壓力容器聲發(fā)射集中定位在焊縫或熱影響區(qū)、高應(yīng)力區(qū)位置時(shí)，其對(duì)應(yīng)的爆破強(qiáng)度一般較低，且強(qiáng)度失效的起始位置往往與聲發(fā)射定位集中位置相關(guān)。由于環(huán)形容器的形狀結(jié)構(gòu)以及采用的定位技術(shù)等因素的影響，使得環(huán)形容器比同體積的球形容器更加容易出現(xiàn)聲發(fā)射定位集中。

首先，環(huán)繞線性定位技術(shù)歸根結(jié)底是一種一維定位技術(shù)。該技術(shù)僅能給出一維方向(各聲發(fā)射傳感器連線方向)上的信息，而在垂直于傳感器連線的方向上則無(wú)能為力。也即，在定位圖上的一個(gè)聲發(fā)射事件所對(duì)應(yīng)的X軸坐標(biāo)近似為該活動(dòng)性缺陷在環(huán)形容器周向上的坐標(biāo)值，但不能給出該缺陷在環(huán)形容器徑向和軸向的坐標(biāo)位置(見(jiàn)圖4)。從一維定位的基本原理可知，相同時(shí)差的所有聲發(fā)射事件都會(huì)在定位圖的同一個(gè)位置進(jìn)行累積疊加顯示。這也是造成線定位技術(shù)相較二維定位技術(shù)更容易出現(xiàn)定位集中的原因。

圖4　線定位中聲發(fā)射事件與位置對(duì)應(yīng)關(guān)系示意

其次，由于環(huán)形容器的特殊形狀，使得相同體積的環(huán)形容器與球形容器相比，焊縫長(zhǎng)度會(huì)成倍增加。以相同體積的20 L球形容器與環(huán)形容器的焊縫長(zhǎng)度進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，環(huán)形容器內(nèi)外環(huán)焊縫的總長(zhǎng)度約為球形容器的3.3倍，而管口焊縫長(zhǎng)度相當(dāng)。焊縫長(zhǎng)度的成倍增加使得活動(dòng)性缺陷出現(xiàn)的幾率和數(shù)量也會(huì)相應(yīng)地成倍增加。表1列出了對(duì)62個(gè)20 L球形容器和42個(gè)20 L環(huán)形容器聲發(fā)射數(shù)據(jù)的均值統(tǒng)計(jì)結(jié)果。從表1可直觀看出，環(huán)形容器在事件總數(shù)、80 dB以上高幅度事件數(shù)(以下簡(jiǎn)稱高幅度事件數(shù))、保壓事件數(shù)、保壓延續(xù)時(shí)間等多個(gè)指標(biāo)上均遠(yuǎn)超過(guò)球形容器。因此，環(huán)形容器聲發(fā)射事件數(shù)量顯著增加是造成定位集中的另一個(gè)原因。

表1　多個(gè)20 L球形容器和環(huán)形容器聲發(fā)射

4定位集中度分級(jí)

聲發(fā)射集中定位的程度可用定位集中度來(lái)衡量。定位集中度是指聲發(fā)射事件數(shù)量在定位圖上分布的不均勻程度，分布越不平均則定位集中度越高。研究認(rèn)為，定位集中度可由聲發(fā)射事件所在的位置、數(shù)量、特征參數(shù)以及產(chǎn)生壓力等多個(gè)因素來(lái)綜合表征。考慮到環(huán)形容器聲發(fā)射事件主要來(lái)自焊縫及其熱影響區(qū)，且不同焊縫在聲發(fā)射定位圖上會(huì)相互疊加，因而對(duì)環(huán)形容器的聲發(fā)射定位集中度的表征應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注集中區(qū)內(nèi)的事件累積數(shù)量、幅度以及產(chǎn)生壓力等因素。

經(jīng)過(guò)對(duì)42件環(huán)形容器聲發(fā)射數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和驗(yàn)證，制定了一種環(huán)形容器定位集中度級(jí)別的表征方法。這種方法主要依據(jù)定位集中區(qū)內(nèi)的最大累積計(jì)數(shù)值、高幅度事件數(shù)、保壓事件數(shù)等三個(gè)判據(jù)，將定位集中度按照由輕到重的順序劃分為A、B、C三級(jí)，詳見(jiàn)表2。

表2　環(huán)形容器定位集中度劃分

根據(jù)表2進(jìn)行定位集中度級(jí)別劃分應(yīng)遵循如下原則：① 判定為A級(jí)定位集中度的，需要同時(shí)滿足三個(gè)判據(jù)。② 判定為B級(jí)或C級(jí)定位集中度的，只要同時(shí)滿足任意兩個(gè)判據(jù)即可。③ 若發(fā)生級(jí)別判斷沖突時(shí)，應(yīng)結(jié)合驗(yàn)證試驗(yàn)或其他無(wú)損檢測(cè)技術(shù)手段進(jìn)行綜合判斷。

5定位集中度級(jí)別對(duì)嚴(yán)重性判據(jù)的影響

從表1的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還可發(fā)現(xiàn)，與同體積的球形容器相比，環(huán)形容器在保壓延續(xù)時(shí)間上超出約25倍，保壓事件數(shù)上超出約163倍，高幅度事件數(shù)上超出約76倍。檢測(cè)實(shí)踐和研究表明，標(biāo)準(zhǔn)GJB 2044-94中對(duì)球形容器聲發(fā)射嚴(yán)重性進(jìn)行評(píng)價(jià)的判據(jù)和原則，對(duì)A級(jí)定位集中度可完全適用，而對(duì)于B級(jí)或C級(jí)容器則應(yīng)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

5.1　A級(jí)定位集中度

圖5為編號(hào)A-005環(huán)形容器的聲發(fā)射結(jié)果。從圖中可以看出，在容器整個(gè)加壓過(guò)程中聲發(fā)射事件數(shù)量較少，信號(hào)幅度均不超過(guò)80 dB，且保壓過(guò)程沒(méi)有聲發(fā)射出現(xiàn)。聲發(fā)射隨壓力變化的趨勢(shì)為收斂狀態(tài)。從定位圖上可以看出，在整個(gè)定位區(qū)域內(nèi)零星分布著幾個(gè)定位事件，最大累計(jì)計(jì)數(shù)值為1。按照表2判斷該容器的定位集中度等級(jí)為A級(jí)。

圖5　A-005環(huán)形容器聲發(fā)射結(jié)果

圖6為編號(hào)A-032環(huán)形容器的聲發(fā)射結(jié)果。從圖可見(jiàn)，定位圖上的最大累積計(jì)數(shù)為2，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程均無(wú) 80 dB以上高幅度事件出現(xiàn)，但在保壓結(jié)束時(shí)出現(xiàn)了兩個(gè)事件，其位置見(jiàn)定位圖中畫(huà)圈處。進(jìn)一步分析該事件的持續(xù)時(shí)間特征參數(shù)(圖6)，發(fā)現(xiàn)該事件的持續(xù)時(shí)間特征參數(shù)達(dá)到了儀器記錄的上限值。對(duì)比試驗(yàn)前的定位校核結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該事件位置與泄壓管口位置一致，且出現(xiàn)在保壓結(jié)束的泄壓瞬間，因此認(rèn)定該事件與管口摩擦或震動(dòng)類機(jī)械噪聲相關(guān)，而與管口部位損傷無(wú)關(guān)。因此，將該信號(hào)排除后，定位累積計(jì)數(shù)就不會(huì)超標(biāo)，因此該環(huán)形容器的定位集中度等級(jí)還是A級(jí)。

圖6　A-032環(huán)形容器聲發(fā)射結(jié)果

對(duì)于A級(jí)定位集中度的環(huán)形容器進(jìn)行了爆破驗(yàn)證，其實(shí)際爆破壓力均遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)爆破壓力，有的安全系數(shù)達(dá)到了2.6左右。因此,對(duì)于A級(jí)定位集中度的環(huán)形容器可直接套用GJB 2044-94標(biāo)準(zhǔn)的小型球形容器聲發(fā)射嚴(yán)重性等級(jí)判據(jù)進(jìn)行判定即可。

5.2　B級(jí)定位集中度

圖7為B-003環(huán)形容器兩次加壓過(guò)程的累積聲發(fā)射結(jié)果。從圖7(a)可以看出，聲發(fā)射最大累計(jì)計(jì)數(shù)為2，無(wú)80 dB以上高幅度聲發(fā)射事件，但保壓過(guò)程聲發(fā)射事件計(jì)數(shù)達(dá)到15個(gè)。按照表2，該容器的定位集中度既可判為B級(jí)，也可判為C級(jí)。為準(zhǔn)確判斷定位集中度等級(jí)，降壓約1 MPa對(duì)該環(huán)形容器進(jìn)行二次加壓。觀察圖7可發(fā)現(xiàn)，在二次加壓早期出現(xiàn)大量的聲發(fā)射事件，隨著壓力逐漸升高后聲發(fā)射事件消失，二次保壓也沒(méi)有聲發(fā)射事件出現(xiàn)，降壓時(shí)有一個(gè)聲發(fā)射事件，而該事件經(jīng)過(guò)驗(yàn)證分析認(rèn)為與管口摩擦相關(guān)，可作為噪聲排除。

圖7　B-003環(huán)形容器聲發(fā)射結(jié)果

再對(duì)首次保壓過(guò)程的事件分布位置與二次加壓聲發(fā)射事件的分布位置進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，這些事件均較為均勻地分布在整個(gè)定位區(qū)域內(nèi)，并沒(méi)有出現(xiàn)明顯的定位集中。對(duì)二次加壓升壓早期出現(xiàn)的大量聲發(fā)射事件分析認(rèn)為，這些聲發(fā)射事件與低壓下的某種摩擦機(jī)制相關(guān)；壓力升高后這種摩擦機(jī)制消失，也從側(cè)面說(shuō)明該摩擦機(jī)制聲發(fā)射源的活性較弱。

因此綜合分析認(rèn)為，盡管該環(huán)形容器的保壓聲發(fā)射事件數(shù)超標(biāo)，但其定位集中度級(jí)別仍為B級(jí)。因此參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)判據(jù)，盡管該環(huán)形容器的保壓延續(xù)時(shí)間超過(guò)了5 min，但還是將容器的聲發(fā)射嚴(yán)重性級(jí)別判定為Ⅱa級(jí)。事后對(duì)該容器進(jìn)行了爆破驗(yàn)證，其爆破壓力為36.8 MPa，超過(guò)設(shè)計(jì)壓力6.8 MPa，安全系數(shù)約為2.4左右。

因此，對(duì)于定位集中度為B級(jí)的環(huán)形容器在進(jìn)行聲發(fā)射嚴(yán)重性評(píng)價(jià)時(shí)，可適當(dāng)放寬有關(guān)保壓延續(xù)時(shí)間的限定要求，但不宜判為Ⅰ級(jí)。

5.3　C級(jí)定位集中度

編號(hào)為A-002的環(huán)形容器在試驗(yàn)中兩次發(fā)生管口密封泄漏，因此在前兩次的加壓中均直接泄壓而未進(jìn)行保壓，第3次加壓時(shí)因考慮到前兩次壓力試驗(yàn)失敗而適當(dāng)提高了試驗(yàn)壓力。同時(shí)在試驗(yàn)中觀察到豐富的保壓聲發(fā)射事件，因擔(dān)心低壓破壞損傷檢測(cè)設(shè)備而提前中止保壓。為進(jìn)一步明確所發(fā)現(xiàn)缺陷的聲發(fā)射的嚴(yán)重性，后續(xù)又進(jìn)行了三次驗(yàn)證性加壓試驗(yàn)。所有加壓過(guò)程的試驗(yàn)壓力和保壓時(shí)間見(jiàn)表3。

表3　A-002環(huán)形容器各次加壓最大壓力和

圖8為A-002環(huán)形容器多次加壓過(guò)程的累積聲發(fā)射結(jié)果。

圖8　A-002環(huán)形容器聲發(fā)射結(jié)果

觀察圖8(a)可以發(fā)現(xiàn)，在3號(hào)傳感器至1號(hào)傳感器之間的區(qū)域產(chǎn)生了十分明顯的定位集中(見(jiàn)圖8中黑框)。集中區(qū)內(nèi)最大累積計(jì)數(shù)達(dá)到8個(gè)，集中區(qū)在環(huán)形容器周向長(zhǎng)度上的分布距離約為100 mm左右。對(duì)各加壓階段的高幅度事件以及四次保壓過(guò)程的聲發(fā)射事件位置進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，幾乎所有高幅度事件和保壓事件均定位在該集中區(qū)域內(nèi)(見(jiàn)圖9圓圈處)。

圖9　高幅度聲發(fā)射事件定位圖

由圖8(b)可見(jiàn)，受聲發(fā)射凱賽效應(yīng)影響，在后續(xù)的多次加壓過(guò)程的升壓階段幾乎都沒(méi)有聲發(fā)射事件出現(xiàn)。觀察后四次加壓過(guò)程還可以發(fā)現(xiàn)，除第5次加壓外，其余三個(gè)加壓過(guò)程在接近保壓和保壓全過(guò)程均有不同程度、數(shù)量可觀的聲發(fā)射事件出現(xiàn)。將A-002環(huán)形容器聲發(fā)射數(shù)據(jù)與42個(gè)環(huán)形容器聲發(fā)射數(shù)據(jù)的均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)(見(jiàn)表4)：A-002環(huán)形容器在事件總數(shù)、高幅度事件數(shù)、保壓事件數(shù)、保壓延續(xù)時(shí)間等多個(gè)指標(biāo)上均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)環(huán)形容器的相應(yīng)參數(shù)平均值。以上事實(shí)說(shuō)明，在環(huán)形容器上存在一個(gè)強(qiáng)活性、高強(qiáng)度的聲發(fā)射源，且該聲發(fā)射源就位于聲發(fā)射集中區(qū)內(nèi)。

再觀察聲發(fā)射事件與后續(xù)四次重復(fù)加壓壓力的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力不大于22 MPa時(shí)，該聲發(fā)射源表現(xiàn)為“安靜”狀態(tài)；而一旦壓力超過(guò)22 MPa，則該聲發(fā)射源立刻變得“活躍”。這表明該聲發(fā)射源對(duì)試驗(yàn)壓力較為敏感，當(dāng)壓力一旦超過(guò)22 MPa，則表現(xiàn)出聲發(fā)射恒速增加的趨勢(shì)。綜上分析認(rèn)為，編號(hào)為A-002的環(huán)形容器存在嚴(yán)重的定位集中，定位集中度等級(jí)為C級(jí)。

表4　A-002號(hào)環(huán)形容器與42個(gè)環(huán)形容器

壓力試驗(yàn)后，在環(huán)形容器上畫(huà)出了聲發(fā)射集中定位的區(qū)域。隨后對(duì)標(biāo)畫(huà)區(qū)域進(jìn)行了射線檢測(cè)驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)多個(gè)部門的相互驗(yàn)證，最終在標(biāo)畫(huà)區(qū)域的內(nèi)環(huán)焊縫相應(yīng)位置上發(fā)現(xiàn)一段長(zhǎng)約100 mm的未焊透缺陷(見(jiàn)圖10方框內(nèi)區(qū)域)。

圖10　射線驗(yàn)證結(jié)果

由以上分析可知，對(duì)于具有C級(jí)定位集中度的環(huán)形容器，應(yīng)采取必要的二次加壓或無(wú)損檢測(cè)等驗(yàn)證措施，對(duì)聲發(fā)射嚴(yán)重性級(jí)別判定應(yīng)從嚴(yán)掌握判據(jù)并適宜降級(jí)判定。

6結(jié)論

聲發(fā)射定位集中度對(duì)環(huán)形容器的聲發(fā)射嚴(yán)重性級(jí)別判斷具有重要參考意義。依據(jù)定位集中區(qū)內(nèi)的累積事件計(jì)數(shù)值、高幅度事件計(jì)數(shù)值和保壓事件計(jì)數(shù)值,可以將環(huán)形容器的定位集中度按照由輕到重的順序分為A、B、C三級(jí)。在引入定位集中度對(duì)環(huán)形容器聲發(fā)射嚴(yán)重性進(jìn)行判別時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：對(duì)于A級(jí)定位集中度可直接引用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)判據(jù)進(jìn)行判斷；對(duì)于B級(jí)定位集中度的容器，則可適當(dāng)放寬有關(guān)保壓延續(xù)時(shí)間的限定要求，但不宜判為I級(jí)；而對(duì)于C級(jí)定位集中度的容器，應(yīng)從嚴(yán)掌握相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)判據(jù)，且宜降級(jí)判定；必要時(shí)還應(yīng)采取二次加壓、無(wú)損檢測(cè)等驗(yàn)證措施后再綜合分析判定。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊明緯,劉哲軍,馬云中.聲發(fā)射檢測(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2]劉哲軍，苗月忠，沈功田.壓力容器無(wú)損檢測(cè)——有色金屬壓力容器的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)[J].無(wú)損檢測(cè)，2005,27(7)：46-52.

[3]劉哲軍,伍頌,程茶園，等.鈦合金壓力容器聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)[J].宇航材料工藝，2006，36(增刊):299-303.

[4]劉哲軍，葛麗,伍頌，等.小型鈦合金壓力容器的聲發(fā)射評(píng)價(jià)[J].宇航材料工藝, 2009,39(2):21-24.

Effect of Concentrate Location on Acoustic Emission Severity Estimation

for TC4 Titanium Alloy Ring Pressure Vessels

LIU Zhe-jun, ZHANG Zhi-chao, GE Li, WU Song

(Aerospace Research Institute of Material & Processing Technology, Beijing 100076, China)

Abstract：According to analyzing acoustic emission data of TC4 Titanium Alloy Ring Pressure Vessels, combined with the structural characteristics and types of location, the effect of concentrate location on acoustic emission severity estimation was addressed and the way to distinguish concentrate location level was summarized. The paper brings some examples to show that the flexible application of correlative verification is needed while estimating acoustic emission severity according to the level of concentrate location.

Key words:Acoustic emission; Concentrate location; TC4 titanium alloy; Ring pressure vessel; Severity estimation

中圖分類號(hào)：TG115.28

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1000-6656(2016)02-0018-06

DOI:10.11973/wsjc201602005

作者簡(jiǎn)介：劉哲軍(1971-)，男，高工，主要從事鈦合金、鋁合金、復(fù)合材料等無(wú)損檢測(cè)工作。

收稿日期：2015-06-15