聲發(fā)射概念原理及優(yōu)點(diǎn)介紹

聲發(fā)射概念： 無(wú)損檢測方法之一。

材料中局部區域應力集中，快速釋放能量并產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波的現象稱(chēng)為聲發(fā)射（Acoustic Emission，簡(jiǎn)稱(chēng)AE) ，有時(shí)也稱(chēng)為應力波發(fā)射。材料在應力作用下的變形與裂紋擴展，是結構失效的重要機制。這種直接與變形和斷裂機制有關(guān)的源，被稱(chēng)為聲發(fā)射源。流體泄漏、摩擦、撞擊、燃燒等與變形和斷裂機制無(wú)直接關(guān)系的另一類(lèi)彈性波源，被稱(chēng)為其它或二次聲發(fā)射源。 利用這種“應力波發(fā)射”進(jìn)行的無(wú)損檢測，具有其他無(wú)損檢測方法無(wú)法替代的效果。

用儀器探測、記錄、分析聲發(fā)射信號和利用聲發(fā)射信號推斷聲發(fā)射源的技術(shù)稱(chēng)為聲發(fā)射技術(shù)，人們將聲發(fā)射儀器形象地稱(chēng)為材料的聽(tīng)診器。

聲發(fā)射檢測的原理：從聲發(fā)射源發(fā)射的彈性波傳播到達材料的表面，引起可以用聲發(fā)射傳感器探測的表面位移，這些探測器將材料的機械振動(dòng)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(chǎn)生聲發(fā)射信號，在材料加工、處理和使用過(guò)程中有很多因素能引起內應力的變化，如位錯運動(dòng)、孿生、裂紋萌生與擴展、斷裂、無(wú)擴散型相變、磁疇壁運動(dòng)、熱脹冷縮、外加負荷的變化等等。人們根據觀(guān)察到的聲發(fā)射信號進(jìn)行分析與推斷以了解材料產(chǎn)生聲發(fā)射的機制。

 聲發(fā)射較其它常規無(wú)損檢測方法優(yōu)點(diǎn)主要表現為：

（1） 聲發(fā)射是一種被動(dòng)的動(dòng)態(tài)檢驗方法，聲發(fā)射探測到的能量來(lái)自被測試物體本身，而不是像超聲或射線(xiàn)探傷方法一樣由無(wú)損檢測儀器提供；

（2） 聲發(fā)射檢測方法對線(xiàn)性缺陷較為敏感，它能探測到在外加結構應力下這些缺陷的活動(dòng)情況，穩定的缺陷不產(chǎn)生聲發(fā)射信號；

（3） 在一次試驗過(guò)程中，聲發(fā)射檢驗能夠整體探測和評價(jià)整個(gè)結構中缺陷的狀態(tài)；

（4） 可提供缺陷隨載荷、時(shí)間、溫度等外變量而變化的實(shí)時(shí)或連續信息，因而適用于工業(yè)過(guò)程在線(xiàn)監控及早期或臨近破壞預報；

（5） 由于對被檢件的接近要求不高，而適于其它方法難于或不能接近環(huán)境下的檢測，如高低溫、核輻射、易燃、易爆及極毒等環(huán)境；

（6） 對于在役壓力容器的定期檢驗，聲發(fā)射檢驗方法可以縮短檢驗的停產(chǎn)時(shí)間或者不需要停產(chǎn)；

（7） 對于壓力容器的耐壓試驗，聲發(fā)射檢驗方法可以預防由未知不連續缺陷引起系統的災難性失效和限定系統的工作壓力；

（8） 由于對構件的幾何形狀不敏感，而適于檢測其它方法受到限制的形狀復雜的構件。     

聲發(fā)射應用領(lǐng)域：

（1） 石油化工工業(yè)

低溫容器、球形容器、柱型容器、高溫反應器、塔器、換熱器和管線(xiàn)的檢測和結構完整性評價(jià)，常壓貯罐的底部泄漏檢測，閥門(mén)的泄漏檢測，埋地管道的泄漏檢測，腐蝕狀態(tài)的實(shí)事探測，海洋平臺的結構完整性監測和海岸管道內部存在砂子的探測。

（2） 電力工業(yè)

變壓器局部放電的檢測，蒸汽管道的檢測和連續監測，閥門(mén)蒸汽損失的定量測試，高壓容器和汽包的檢測，蒸汽管線(xiàn)的連續泄漏監測，鍋爐泄漏的監測，汽輪機葉片的檢測，汽輪機軸承運行狀況的監測。

（3） 材料試驗

復合材料、增強塑料、陶瓷材料、金屬材料、巖石材料、混凝土材料等的性能測試，材料的斷裂試驗，金屬和合金材料的疲勞試驗及腐蝕監測，高強鋼的氫脆監測，材料的摩擦測試，鐵磁性材料的磁聲發(fā)射測試等。

（4） 民用工程

樓房、橋梁、起重機、隧道、大壩的檢測，水泥結構裂紋開(kāi)裂和擴展的連續監視等。

（5） 金屬加工

工具磨損和斷裂的探測，打磨輪或整形裝置與工件接觸的探測，修理整形的驗證，金屬加工過(guò)程的質(zhì)量控制，焊接過(guò)程監測，振動(dòng)探測，鍛壓測試，加工過(guò)程的碰撞探測和預防。

（6） 交通運輸業(yè)

長(cháng)管拖車(chē)、公路和鐵路槽車(chē)的檢測和缺陷定位，鐵路材料和結構的裂紋探測，橋梁和隧道的結構完整性檢測，卡車(chē)和火車(chē)滾珠軸承和軸頸軸承的狀態(tài)監測，火車(chē)車(chē)輪和軸承的斷裂探測。

（7） 其他

硬盤(pán)的干擾探測，帶壓瓶的完整性檢測，莊稼和樹(shù)木的干旱應力監測，磨損摩擦監測，巖石探測，地質(zhì)和地震上的應用，發(fā)動(dòng)機的狀態(tài)監測，轉動(dòng)機械的在線(xiàn)過(guò)程監測，鋼軋輥的裂紋探測，汽車(chē)軸承強化過(guò)程的監測，鑄造過(guò)程監測，Li/MnO2電池的充放電監測，人骨頭的摩擦、受力和破壞特性試驗，骨關(guān)節狀況的監測。