声发射技术(AE)已经被广泛应用到压力容器、压力管道等检验中。声源定位在整个声发射检验与评定结果过程中起重要作用, 目前这方面的研究热点是如何提高定位精度。声发射技术通常采用时差定位法来检测压力容器和压力管道的缺陷, 通过检测声波到达不同传感器的时间来确定声源位置。对于厚壁压力容器来说, 若声源位于容器的内表面或内部, 显然容器壁厚会对声源的精确定位产生一定的影响。针对此问题, 详细推导并得出厚壁压力容器中声发射检测的定位误差的解析解, 分析和讨论了声源定位误差的变化规律。分析结果表明, 定位误差的试验值和理论分析符合良好, 计算数据与试验值之间的最大误差为7.12%。当容器壁厚小于600 mm的情况下, 建议实际声发射检测中对声源位置200 mm以内区域采用其他常规无损检测方法进行复验以确定实际声源位置。
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2009年远东无损检测论坛论文精选
收稿日期
2009/8/1
作者单位
刘富君:浙江省特种设备检验研究院, 杭州 310020
胡东明:浙江省特种设备检验研究院, 杭州 310020
丁守宝:浙江省特种设备检验研究院, 杭州 310020
孔帅:浙江省特种设备检验研究院, 杭州 310020
郭小联:浙江省特种设备检验研究院, 杭州 310020
备注
刘富君(1976-), 男, 博士, 高级工程师, 主要从事压力容器及压力管道方面设计理论、结构强度、安全监控、数值模拟、风险评估及无损检验检测等方面的研究。
引用该论文:
LIU Fu-Jun,HU Dong-Ming,DING Shou-Bao,KONG Shuai,GUO Xiao-Lian.Sound Source Location Error Analysis of Acoustic Emission Technique for Thick-Wall Pressure Vessel[J].Nondestructive Testing,2009,31(11):842~846
刘富君,胡东明,丁守宝,孔帅,郭小联.厚壁压力容器声发射技术声源定位误差分析[J].无损检测,2009,31(11):842~846
参考文献
【1】
袁振明, 马羽宽, 何泽云.声发射技术及其应用[M].北京: 机械工业出版社, 1995.
【2】
龚斌, 齐辉, 马春华, 等.一种声发射源的新型平面定位方法研究[J].声学技术, 2006, 25(2): 107-109.
【3】
徐彦廷, 孙茂成, 李伟, 等.声源定位问题研究及误差分析[J].无损检测, 1999, 21(5): 199-202.
【4】
金钟山, 刘时风, 耿荣生, 等.曲面和三维结构的声发射定位方法[J].无损检测, 2002, 24(5): 205-211.
【5】
胡昌洋, 杨钢锋, 黄振峰, 等.声发射技术及其在检测中的应用[J].计量与测试技术, 2008, 35(6): 1-3.
【6】
张红, 易涛, 顾全, 等.声发射检测在球罐检验中的应用[J].无损探伤, 2006, 30(6): 11-12.
【7】
Nivesrangsan P, Cochrane C, Steel J A, et al. AE mapping of engines for spatially located time series[C]// In The 25th European Conference on AE Testing. Prague:[s.n.], 2002.
【8】
Holford K M, Carter D C. Acoustic emission source location[J]. Key Eng Mater, 1999(12): 162-171.
【9】
Steven M, Ziola S M, Gorman M R. Source location in thin plates using cross-correlation[J]. Acoust Soc Am, 1991, 90(5): 2551-2556.
【10】
姚力, 赖德明.声发射源定位不确定度的计算[J].无损检测, 2002, 24(11): 461-463.
【11】
Hamstad M A, O’Gallagher A, Gary J. A wavelet transform applied to acoustic emission signals. Part 1: source identification[J]. Acoust Emiss, 2002(20): 39-59.
【12】
Maji A K, Satpathi D, Kratochvil T. Acoustic emission source location using Lamb wave modes[J]. Eng Mech, 1997, 123(2): 154-161.
【13】
Toyama N, Koo J H, Oishi R, et al. Two dimensional AE source location with two sensors in thin CFRP plates[J]. Mater Sci Lett, 2001, 20(19): 1823-1825.
【14】
Tobias A. Acoustic emission source location in two dimensions by an array of three sensors[J]. Nondestr Test, 1976(91): 9-12.
【15】
Asty M. Acoustic emission source location on a spherical or plane surface[J]. NDT Internat, 1978, 11(5): 223-226.
【16】
Barat P, Kalyanasundaram P, Baldev Raj. Acoustic emission source location on a cylindrical surface[J]. NDT&E Internat, 1993, 26(6): 295-297.
【17】
Yoon Dong-Jin, Kim Young H, Kwon Oh-Yang. New algorithm for acoustic emission source location in cylindrical structure[J]. Acoust Emiss, 1992, 9(4): 237-242.