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上海沪工阀门厂(集团)有限公司

沪工阀门

上海沪工阀门厂(集团)有限公司

摘要:介绍了声发射原理o⊙⊙ω⊙ ▼,并在此基础上采用相应的电子器件o⊙⊙ω⊙ ▼,检测阀门泄露情况?!-!﹏▊。

关键词声发射检验阀门密封

阀门是各行各业应用非常广泛的设备之一?!-!﹏▊。以火力发电厂为例o⊙⊙ω⊙ ▼,一台机组的阀门数量有几百个?!-!﹏▊。而阀门及管道的泄漏往往是重大事故的隐患o⊙⊙ω⊙ ▼,故为保证机组正常运行o⊙⊙ω⊙ ▼,侮次大修都要把有关阀门拆开检修?!-!﹏▊。由于缺乏针对性o⊙⊙ω⊙ ▼,造成劳动强度增加o⊙⊙ω⊙ ▼,人员⊙ω⊙、物资及时间的浪费o⊙⊙ω⊙ ▼,而且无法保证检修质量?!-!﹏▊。利用声发射技术设计的诊断仪可有效的检测阀门内漏和阀门的密封性能?!-!﹏▊。

一⊙ω⊙、声发射检测的原理

yabo官网 非均质材料在承受载荷应力的情况下o⊙⊙ω⊙ ▼,应力场和材料都会逐点变化?!-!﹏▊。所以o⊙⊙ω⊙ ▼,在材料作为一个整体变成非稳态之前o⊙⊙ω⊙ ▼,会显现出局部的非稳态o⊙⊙ω⊙ ▼,这种非稳定性会导致局部的动态位移?!-!﹏▊。被扰动的区域会引起振荡并伴随着声发射o⊙⊙ω⊙ ▼,这种振荡在介质中向外传播?!-!﹏▊。同样o⊙⊙ω⊙ ▼,诸如撞击⊙ω⊙、湍流⊙ω⊙、泄漏和喷注等过程在构件中也将诱发这种振荡?!-!﹏▊。它的特点是声发射的激发并不伴随着构件材料性能的永久性变化o⊙⊙ω⊙ ▼,构件只起到导波的作用.从分析得知o⊙⊙ω⊙ ▼,声发射是以声脉冲形势释放能量的过程?!-!﹏▊。因此o⊙⊙ω⊙ ▼,用适当的换能器在试件的表面就可检测到它们?!-!﹏▊。

yabo官网 声发射释放的能量

声发射技术在阀门检测中的应用(公式1)

式中:ω—传感器的谐振频率

Vt—幅度

Nt—幅度为 Vt 的脉冲数

因为实际泄漏信号是连续性信号o⊙⊙ω⊙ ▼,具有较宽的频带o⊙⊙ω⊙ ▼,波幅没有很大的起伏变化o⊙⊙ω⊙ ▼,在一定的o⊙⊙ω⊙ ▼,频带内可近似认为 Vt 恒定o⊙⊙ω⊙ ▼,这样可以用传感器输出中超出给定阀值的脉冲数也称“振铃计数” Nt 来反映能量的大小?!-!﹏▊。

声发射技术在阀门检测中的应用(公式2)

式中:a—衰减系数

Voyabo官网—放大器设定的阀值电瓶

从式(l)⊙ω⊙、(2)中可见o⊙⊙ω⊙ ▼,如果选取适当的频率作为泄漏的中心频率o⊙⊙ω⊙ ▼,采用适当的滤波措施o⊙⊙ω⊙ ▼,消除背景噪声的干扰o⊙⊙ω⊙ ▼,可根据振铃数或者用单位时间内的振铃计数(声发射率 AErate)的大小来判断泄漏的程度?!-!﹏▊。

二⊙ω⊙、检测硬件

yabo官网 利用声发射换能器o⊙⊙ω⊙ ▼,使其与阀门紧密接触o⊙⊙ω⊙ ▼,将声信号转换成电信号o⊙⊙ω⊙ ▼,经过放大⊙ω⊙、滤波⊙ω⊙、比较和频压转换o⊙⊙ω⊙ ▼,最后输出显示(图 1)?!-!﹏▊。

声发射技术在阀门检测中的应用-检测原理(图1)
图 1 检测原理

因为换能器接收的是声级较低的声发射信号o⊙⊙ω⊙ ▼,故转变成电压信号时输出也比较小?!-!﹏▊。如果选择 0…20mV 的三位半数字电压表头作为输出o⊙⊙ω⊙ ▼,表上的一个数字等效于 10μVo⊙⊙ω⊙ ▼,这就要求放大器的失调电压和全温度范围内温漂以及时漂要小于 l0μVo⊙⊙ω⊙ ▼,否则就无法测量?!-!﹏▊。因此可选择高精度⊙ω⊙、低温漂的运算放大器 ICL7650 作第一级放大?!-!﹏▊。放大后的信号进入带通滤波器中o⊙⊙ω⊙ ▼,带通滤波的中心频率决定于换能器的谐振频率和现场的噪声频率?!-!﹏▊。经带通滤波去掉现场的噪声干扰信号o⊙⊙ω⊙ ▼,再利用比较器 LF31l 设置阀值电压o⊙⊙ω⊙ ▼,当信号幅度超过阀值 Voyabo官网 时o⊙⊙ω⊙ ▼,比较器有输出o⊙⊙ω⊙ ▼,输出送入 f/v 变换器中进行频压转换o⊙⊙ω⊙ ▼,数字显示?!-!﹏▊。并可通过调节阀值电压调整灵敏度(图 2)?!-!﹏▊。

声发射技术在阀门检测中的应用-部分电路原理(图2)
yabo官网 图 2 部分电路原理

三⊙ω⊙、结语

yabo官网 利用生发射原理研制的检测仪o⊙⊙ω⊙ ▼,通过电厂的大量应用实践表明o⊙⊙ω⊙ ▼,它可有效的区别阀门的漏与不漏或者微漏o⊙⊙ω⊙ ▼,为现场检查提供了依据和手段?!-!﹏▊。


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