【机械行业标准(JB)】 在役高压气瓶声发射检测和评定方法

中华人民共和国机械行业标准
在役高压气瓶
声发射检测和评定方法
1主题内容与适用范围
JB/T6916-93
本标准规定了在役高压气瓶在定期检验加载试验过程中的声发射检测和结果评定方法。本标准适用于材料屈服强度大于或等于800MPa或届强比大于或等于80%的钢制高压气瓶类似材料的高压管道亦可参照本标准执行。2目的及原理提要
2.1目的
在役高压气瓶声发射检测评定的主要目的是确定有效声源位置及其严重性级别。对不存在严重声源的气瓶，即可安全投用。对确定存有严重声源的气瓶，则需采用常规无损检测方法进行复检按合于使用原则评定缺陷的危害性。不安全的缺陷则需返修补焊，或将该气瓶作报废处理2.2原理提要
声发射是指材料或构件内部发生局部应力集中产生塑性变形或裂纹形成和扩展时，由于应变能瞬态释放而发生弹性波的现象。在役高压气瓶的声发射检测在加载过程中进行，加载程序·般包括升压和保压。在被检气瓶表面布置声发射传感器，接收来自活动缺陷的声波并转换成电信号，再经检测系统签别、处理，然后显示和记录声源的位置及分析其他声发射特性参数。根据声源的分类原则确定其严重性级别，剔除非缺陷产生的噪声信号，对严重性声源应用常规无损检测方法复查，对平面类缺陷（指裂纹、未焊透、未熔合）进行定长、定高、定位、定性，然后应用《压力容器缺陷评定规范CVIDA一1984》，按符合使用原则对气瓶缺陷进行评定。也可采用其他有效方法进行评定。评定通过者，气瓶安全投用；不通过者，则需返修补焊，或该气瓶报废。3检测、评定人员
3.1声发射检测，应由掌握声发射基础知识并具有丰富的现场检测经验的人员进行。其中，检测负责人必须具有中级或更高的技术职称。3.2常规无损检测复检人员必须持有劳动人事部颁发的锅炉压力容器1级以（含Ⅱ级）资格证书和其有丰富的现场检测经验。
3.3气瓶的安全评定必须由省级以上劳动部门锅炉压力容器安全监察机构批准或认可的检验单位和检验人员进行。
4检测设备
4.1声发射检测系统，一般应具有实时显示声源位置并具有实时或事后分析声源的活动性和强度特性的功能。至少应能记录以下四种随载荷变化的参数：a．声源的坐标；
中华人民共和国机械工业部1993-07-13批准332
1994-07-01实施
事件计数：
振铃计数；
幅度。
JB/T6916-93
4.2声发射传感器必须经过标定，明确传感器的谐振频率范围和灵敏度。谐振频率范围应在100~500kHz之间。在同次试验中，各传感器的灵敏度之差不得大于士3dB。4.3模拟信号源应能产生可再现的瞬态弹性波，且其频带能与声发射仪的工作频带相适应。推荐采用铅笔芯折断型，其铅笔芯直径为0.5mm的HB笔芯，伸长量2.5mm，与气瓶表面夹角成30°,其响应幅度一般取 5次折断的平均值。
5检测准备
5.1资料准备
用户应向检测人员提供下列资料。5.1.1气瓶主体材料牌号、机械性能、化学成分、壁厚、焊接工艺和热处理条件。5.1.2气瓶设计压力、使用压力、受压历史以及压力波动情况、操作温度、温度波动和充装介质。5.1.3气瓶出厂日期、投产日期、检修历史以及出厂和过去检验时的无损检测报告。5.2技术准备
5.2.1检测人员应事先查看原出厂或检修无损检测报告，确定声发射传感器阵列布置方案。5.2.2分析气瓶加载管路连接图与具体试验加载条件，预计可能出现的噪声源。5.2.3确定最高加载压力，选取保压台阶。水压试验时最高加载压力为水压试验压力，即气瓶设计压力的1.5倍。气压试验时最高加载压力为气瓶设计压力的1.15倍。保压至少应在80%最高使用压力、最高使用压力、最高加载压力三个台阶进行，前两个保压台阶的保压时间分别不少于2min，最高加载压力的保压时间不少于3min。5.2.4确定加载过程中连续记录压力的方法。5.2.5确定声发射检测人员与加载人员之间的联络方法。5.2.6按选定的阵列布置传感器，采用适宜的耦合剂，保证良好的声耦合。传感器对气瓶表面的压强应不小于0.05MPa。
5.2.7在实际检测条件下测量各通道的噪声幅度。当出现强噪声时，应设法排除干扰。6检测系统校准
6.1在距每个传感器100mm处给出3个模拟源信号，测定平均响应幅度，各通道间幅度差不得大于土3dB，否则重新耦合传感器或调整传感器与前置放大器的匹配，使其满足要求。6.2各通道门槛电平应比最高噪声电平高6dB以上，并尽可能保持--致，个别需要调整时，其变化不超过土3dB，-般取门槛电平为40dB（相当1V电平）。6.3测定声发射模拟信号在气瓶壁上的衰减值，用此衰减值和门槛电平来决定传感器之间的最大距离，以保证测到70dB以上的声发射信号。6.4用线定位方法实测声发射模拟信号的声传播速度，以此实测值为源定位参考声速值。6.5标定声源定位的精度
在各阵列中至少选择四个典型測试点，每点输人不少于3个模拟信号，定位误差与两个传感器最大间距之比应小于10%。
7检测程序
7.1在正式做加载试验前先预加载一定压力（最高使用压力的40%），以检查接管、支撑件等处的噪声833
源情况。
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7.2-—般应在加压前30s开始捡测并记录升压、保压过程中的声发射数据。7.3检测过程中应注意观察定位显示及声源的声发射参数随压力变化的关系曲线。如果出现明显声发射信号，应临时停载，以观察保压时的声发射信号。当保压时仍出现声发射信号，应立即降压或卸压检查。
7.4检测过程中如出现强噪声干扰，应设法排除或确认噪声源后再进行检测。7.5试验结束后，按第6章要求进行仪器复校，记录灵敏度和源定位精度的变化。8检测记录
8.1记录所有校准数据和仪器测定的声发射信号参数，记录资料应充分、详细，以便对结果进行完整分析。资料至少应包括：
a、气瓶的材料和机械性能；
传感器的技术条件（包括型号、灵敏度、频率响应、固定方法、耦合剂名称、连接电缆型号和长度);
传感器布置阵列和位置；
声发射仪器型号和特性；
每次校准的时间、步骤和结果；加载方法和检测顺序；
以图表的形式对所测声发射信号作出永久性的数据记录；设计压力、使用压力、试验压力、受压历史。9检测结果评定
9.1列出检测结果
用图表列出结果，这些数据图表应能表示每个声源的位置和等级。9.2声源定位
作为一个有效声源一般不少于3个事件，验证声源位置时应参考标定源的定位精度。但对于高幅度和高计数的单个事件应作为有效声源处理。9.3声源分类
将声源严重性级别分两级，即强声源和弱声源。9.3.1凡出现下列情况之一者为强活动源：a，升压过程中，载荷达80%工作压力后出现有效声发射信号者；b．保压过程中出现声发射信号者；c升压过程中出现幅度大于80dB（经过距离修正后）或振铃计数大于1000的声发射信号者。9.3.2凡不满足第9.3.1条者为弱声源。凡出现弱声源或无声发射信号者，表明无危害性缺陷，即可安全投人使用。
9.4强声源的复检
9.4.1对于强声源应用常规无损检测方法，按定位点所对应的声源位置进行复检。9.4.2对复检确认的缺陷，应测定其长度、自身高度、埋藏深度及性质，并应用《压力容器缺陷评定规范CVDA-1984》进行评定，以决定是否返修处理或报废。9.4.3对复检确认的缺陷也可用其他有效方法进行评定。10报告
10.1报告内容至少应包括检测记录和评定结果。334
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10.2报告应分别由检测人员和评定人员签字，并经技术总管批准。附加说明：bzxZ.net
本标准由机械工业部合肥通用机械研究所提出并归口。本标准由合肥通用机械研究所负责起草。本标准主要起草人何泽云、关卫和、周宗海、陶元宏。335
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