聲發射概念原理及優點介紹

聲發射概念： 無損檢測方法之一。

材料中局(ju)部區(qu)域應(ying)力(li)集中，快速(su)釋放(fang)能(neng)量并產生瞬態彈性波(bo)的(de)現象稱為(wei)(wei)聲發(fa)(fa)(fa)射（Acoustic Emission，簡稱AE) ，有時也稱為(wei)(wei)應(ying)力(li)波(bo)發(fa)(fa)(fa)射。材料在(zai)應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)下的(de)變形(xing)與(yu)(yu)(yu)裂紋擴展(zhan)，是結構失(shi)效的(de)重要機(ji)(ji)制。這(zhe)種(zhong)直接(jie)與(yu)(yu)(yu)變形(xing)和(he)斷裂機(ji)(ji)制有關(guan)的(de)源(yuan)(yuan)，被稱為(wei)(wei)聲發(fa)(fa)(fa)射源(yuan)(yuan)。流體泄漏(lou)、摩擦、撞擊(ji)、燃燒等與(yu)(yu)(yu)變形(xing)和(he)斷裂機(ji)(ji)制無直接(jie)關(guan)系的(de)另一類彈性波(bo)源(yuan)(yuan)，被稱為(wei)(wei)其它或(huo)二次(ci)聲發(fa)(fa)(fa)射源(yuan)(yuan)。 利用(yong)這(zhe)種(zhong)“應(ying)力(li)波(bo)發(fa)(fa)(fa)射”進行的(de)無損檢(jian)測，具(ju)有其他無損檢(jian)測方法無法替代的(de)效果。

用儀器探測、記錄、分析聲發射信號和利用聲發射信號推斷聲發射源的技術稱為聲發射技術，人們將聲發射儀器形象地稱為材料的聽診器。

聲發射檢測的原理：從聲發射源發射的彈性波傳播到達材料的表面，引起可以用聲發射傳感器探測的表面位移，這些探測器將材料的機械振動轉換為電信號，然后再被放大、處理和記錄。固體材料中內應力的變化產生聲發射信號，在材料加工、處理和使用過程中有很多因素能引起內應力的變化，如位錯運動、孿生、裂紋萌生與擴展、斷裂、無擴散型相變、磁疇壁運動、熱脹冷縮、外加負荷的變化等等。人們根據觀察到的聲發射信號進行分析與推斷以了解材料產生聲發射的機制。

 聲發射較其它常規無損檢測方法優點主要表現為：

（1） 聲(sheng)發射(she)是一種被動(dong)的動(dong)態檢驗方(fang)法，聲(sheng)發射(she)探測(ce)到的能量來自被測(ce)試物體本身(shen)，而不是像超聲(sheng)或射(she)線探傷(shang)方(fang)法一樣由無損(sun)檢測(ce)儀器提供；

（2） 聲發(fa)射(she)檢(jian)測(ce)方法對線性缺陷(xian)較(jiao)為(wei)敏感(gan)，它能探(tan)測(ce)到(dao)在外加結構應力下這些缺陷(xian)的(de)活動情況，穩定的(de)缺陷(xian)不產生(sheng)聲發(fa)射(she)信號(hao)；

（3） 在(zai)一(yi)次試驗過程(cheng)中(zhong)，聲發射檢驗能夠整體探(tan)測和評價(jia)整個結構中(zhong)缺陷的狀態；

（4） 可提供缺陷隨載荷、時(shi)間(jian)、溫度等外變量(liang)而變化(hua)的實時(shi)或連續信息，因而適用于(yu)工業過(guo)程(cheng)在線監(jian)控及早期或臨近(jin)破壞預報；

（5） 由(you)于對被(bei)檢件(jian)的(de)接近要(yao)求不(bu)高，而適(shi)于其它方法難于或不(bu)能接近環境(jing)下的(de)檢測，如高低溫(wen)、核輻射(she)、易(yi)燃、易(yi)爆及極毒(du)等環境(jing)；

（6） 對于在役壓力容器(qi)的定期檢(jian)驗，聲發射檢(jian)驗方法可以(yi)縮短檢(jian)驗的停產時間或者不(bu)需要(yao)停產；

（7） 對(dui)于壓力容器的(de)耐(nai)壓試驗(yan)，聲發(fa)射檢驗(yan)方法可以預(yu)防由未(wei)知不連(lian)續缺陷(xian)引(yin)起(qi)系統的(de)災(zai)難性失效和(he)限定系統的(de)工作壓力；

（8） 由于對構(gou)(gou)件(jian)的(de)(de)幾何形狀不敏感(gan)，而適于檢(jian)測(ce)其它(ta)方(fang)法受(shou)到限制的(de)(de)形狀復(fu)雜的(de)(de)構(gou)(gou)件(jian)。

聲發射應用領域      

聲發射應用領域：

（1） 石油化工工業

低溫(wen)容(rong)器(qi)、球形(xing)容(rong)器(qi)、柱型(xing)容(rong)器(qi)、高(gao)溫(wen)反應器(qi)、塔器(qi)、換熱器(qi)和管(guan)線的(de)檢(jian)(jian)測(ce)和結構完(wan)整性評價，常壓(ya)貯罐的(de)底(di)部泄(xie)漏(lou)檢(jian)(jian)測(ce)，閥(fa)門(men)的(de)泄(xie)漏(lou)檢(jian)(jian)測(ce)，埋(mai)地管(guan)道的(de)泄(xie)漏(lou)檢(jian)(jian)測(ce)，腐蝕(shi)狀態的(de)實事探測(ce)，海洋平臺的(de)結構完(wan)整性監測(ce)和海岸管(guan)道內部存(cun)在砂子的(de)探測(ce)。

（2） 電力工業

變壓(ya)器(qi)局部放(fang)電(dian)的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)，蒸汽管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)和連續(xu)監測(ce)(ce)(ce)，閥(fa)門蒸汽損失的(de)(de)(de)定量測(ce)(ce)(ce)試，高壓(ya)容器(qi)和汽包(bao)的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)，蒸汽管(guan)線的(de)(de)(de)連續(xu)泄(xie)(xie)漏監測(ce)(ce)(ce)，鍋爐(lu)泄(xie)(xie)漏的(de)(de)(de)監測(ce)(ce)(ce)，汽輪機葉片的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)，汽輪機軸承運行狀(zhuang)況的(de)(de)(de)監測(ce)(ce)(ce)。

（3） 材料試驗

復合(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料、增(zeng)強(qiang)塑料、陶瓷材(cai)(cai)(cai)(cai)料、金屬材(cai)(cai)(cai)(cai)料、巖石材(cai)(cai)(cai)(cai)料、混凝土材(cai)(cai)(cai)(cai)料等(deng)的(de)性(xing)能測試(shi)(shi)(shi)，材(cai)(cai)(cai)(cai)料的(de)斷裂試(shi)(shi)(shi)驗，金屬和(he)合(he)金材(cai)(cai)(cai)(cai)料的(de)疲勞(lao)試(shi)(shi)(shi)驗及腐(fu)蝕(shi)監(jian)測，高強(qiang)鋼的(de)氫脆監(jian)測，材(cai)(cai)(cai)(cai)料的(de)摩(mo)擦測試(shi)(shi)(shi)，鐵(tie)磁(ci)性(xing)材(cai)(cai)(cai)(cai)料的(de)磁(ci)聲發射測試(shi)(shi)(shi)等(deng)。

（4） 民用工程

樓房、橋梁、起重(zhong)機、隧(sui)道、大壩的(de)(de)檢(jian)測，水泥結(jie)構裂紋開裂和擴展(zhan)的(de)(de)連續(xu)監視等。

（5） 金屬加工

工具(ju)磨損和斷裂的(de)探(tan)測(ce)，打磨輪(lun)或整(zheng)形(xing)(xing)裝置(zhi)與工件接觸(chu)的(de)探(tan)測(ce)，修理(li)整(zheng)形(xing)(xing)的(de)驗證，金(jin)屬加工過程(cheng)的(de)質量(liang)控制，焊(han)接過程(cheng)監(jian)測(ce)，振動(dong)探(tan)測(ce)，鍛壓測(ce)試(shi)，加工過程(cheng)的(de)碰撞探(tan)測(ce)和預防(fang)。

（6） 交通運輸業

長(chang)管拖車(che)(che)、公路(lu)(lu)和(he)(he)(he)(he)鐵(tie)路(lu)(lu)槽(cao)車(che)(che)的(de)檢測和(he)(he)(he)(he)缺陷定位，鐵(tie)路(lu)(lu)材料和(he)(he)(he)(he)結(jie)構的(de)裂(lie)紋探測，橋(qiao)梁和(he)(he)(he)(he)隧(sui)道的(de)結(jie)構完(wan)整(zheng)性檢測，卡車(che)(che)和(he)(he)(he)(he)火車(che)(che)滾珠軸(zhou)承和(he)(he)(he)(he)軸(zhou)頸軸(zhou)承的(de)狀態(tai)監測，火車(che)(che)車(che)(che)輪和(he)(he)(he)(he)軸(zhou)承的(de)斷裂(lie)探測。

（7） 其他

硬盤的(de)(de)干擾探測(ce)(ce)(ce)，帶(dai)壓瓶的(de)(de)完整性(xing)檢測(ce)(ce)(ce)，莊稼和樹木的(de)(de)干旱應力監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)，磨(mo)損摩(mo)擦(ca)(ca)監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)，巖石(shi)探測(ce)(ce)(ce)，地(di)質和地(di)震(zhen)上的(de)(de)應用(yong)，發動(dong)機的(de)(de)狀態監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)，轉動(dong)機械的(de)(de)在線過(guo)程(cheng)監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)，鋼軋輥的(de)(de)裂紋探測(ce)(ce)(ce)，汽車軸(zhou)承強化(hua)過(guo)程(cheng)的(de)(de)監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)，鑄造(zao)過(guo)程(cheng)監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)，Li/MnO2電池(chi)的(de)(de)充放電監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)，人(ren)骨頭(tou)的(de)(de)摩(mo)擦(ca)(ca)、受(shou)力和破壞特性(xing)試驗(yan)，骨關節狀況的(de)(de)監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)。