聲發(fā)射技術(shù)在閘門水壓試驗安監(jiān)中的應用

程國棟

（山東水總機電工程有限公司，山東 濟南 250000）

聲發(fā)射檢測技術(shù)是一種動態(tài)的無損檢測技術(shù)，利用它可以確定聲發(fā)射源的部位、鑒別聲發(fā)射源的類型、確定聲發(fā)射發(fā)生的時間以及與載荷的關系，與常規(guī)無損檢測技術(shù)綜合應用，可評價聲發(fā)射源的嚴重性。依據(jù)有關標準和技術(shù)，可對被檢對象的安全性進行科學評估。在弧形閘門水壓試驗過程中，通過聲發(fā)射監(jiān)控檢測，可及時發(fā)現(xiàn)閘門重要構(gòu)件（本次監(jiān)控檢測重點是上下主梁區(qū)域和支臂與閘門連接區(qū)域）中是否有危險的聲發(fā)射源，從而對閘門水壓試驗安全起到保障作用。

1 傳感器布置

根據(jù)弧形閘門狀況及其結(jié)構(gòu)特點，聲發(fā)射檢測的范圍是：閘門上下主梁區(qū)域和支臂下臂柱與閘門連接區(qū)域。其中閘門上下主梁區(qū)域，共布置9個傳感器（采用簡化平面定位方式，其中上主梁附近布置4個傳感器，下主梁附近布置5個傳感器）排列上下主梁兩邊進行整體監(jiān)測。左右下臂柱與主梁連接區(qū)域，共布置6個傳感器（采用簡化平面定位方式，其中3個傳感器分布在左下臂柱與下主梁連接區(qū)域內(nèi)，另3個傳感器布置在右下臂柱與下主梁連接區(qū)域內(nèi)）排列成三角網(wǎng)絡形式對下臂柱與下主梁區(qū)域的焊縫進行整體監(jiān)測。

2 監(jiān)控時段及被檢對象基本情況

監(jiān)控時段為相對水位從閘底板（0.0 m）升至正常蓄水位（8.20 m）的升壓過程和保壓過程（10 min）。被檢弧形閘門基本情況和聲發(fā)射檢測工藝技術(shù)條件見表1。

表1 被檢弧形閘門基本情況和聲發(fā)射檢測工藝技術(shù)條件

3 通道靈敏度校驗

聲發(fā)射檢測系統(tǒng)通道靈敏度校驗結(jié)果見表2。

4 檢測程序和數(shù)據(jù)文件、加載程序

WAE2000型檢測系統(tǒng)的檢測軟件、數(shù)據(jù)文件、加載程序見表3。

5 聲發(fā)射信號分析

水位從閘底板0.0 m升至正常蓄水位的升壓過程和保壓時段：在監(jiān)控弧形閘門上下主梁區(qū)域和支臂下臂柱與閘門下主梁連接區(qū)域的過程中，未發(fā)現(xiàn)有意義的聲發(fā)射源。

弧形閘門在整個水壓試驗過程中，部分典型聲發(fā)射信號源的相關圖、參數(shù)圖和定位圖，如圖1～圖5所示。

表2 WAE2000型聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)靈敏度校驗結(jié)果

表3 WAE2000型檢測系統(tǒng)檢測軟件、數(shù)據(jù)文件、加載程序

圖1 整個水壓試驗過程中時間與信號幅度相關圖

圖2 整個水壓試驗過程中時間與撞擊次數(shù)相關圖

圖3 水壓試驗過程中某一時段的聲發(fā)射參數(shù)圖

圖4 校準水位保壓階段上下主梁區(qū)域聲發(fā)射源定位圖

圖5 校準水位保壓階段時間與撞擊次數(shù)相關圖

6 結(jié)論

由聲發(fā)射在不同檢測時段中采集的信號分析可知，在水壓試驗從最開始的充水加壓到水位達到正常蓄水位后的保壓過程中，未發(fā)現(xiàn)有意義的聲發(fā)射源。根據(jù)GB/T18182-2000《金屬壓力容器聲發(fā)射檢測及結(jié)果評價方法》聲發(fā)射源為弱強度和非活性，綜合評定為A級，說明該弧形閘門在整個水壓試驗過程中的安全性良好。