用声发射检测管道泄漏的试验研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com中国锅炉压力容器安全第15卷第4期牛、_72／_＼、摘要报导用声发射桂刹昔道泄漏的试验研究成果包括：流体泄漏的声发射信号特征。参数的选择，声发射能量与气体质量速度的关系，管鲢上声发射源的定位问题及频率分析等。指出：用声发射检测管道泄漏在技术上是可行的。用于气流的检测效果优于用于水流桂测。由于管斑上声发射源定位枝术尚足完善，宜定点监剥为主要应用方式AbstractThispapergivesresultsofexperimentalstudyonleakdetection

2、ofpipelinesbymeansofacousticemission(AE)techniqueTheyare：thecharacteristicsofAEsignalsItherelationshipbetweenAEenergyandflowdensityofleakingfluid；thediscussiononsourcelocationandfrequencyanalysis，etc，Thosebeemphasizedare：AEtechniquemaybeappliedtodetecttheleakon

3、pipelines【ltismoreefficientingasleakingtitaninwaterleaking；aswell，becausethetionarenotclearyet，thepostmonitoringbecomesthemainUlsage·关键词声发射管道1前言一一，kl】众所周知。压力容器及管道的泄漏往往是重大事故的前奏。震惊全国的】998年西安市3．5液化石油一u气燃爆事故就是一个典型的例证。。因此，人们采取f’各种技术措旖来检测泄漏。注意到流体泄漏在器(管)壁中激发应力渡，检测此应力渡

4、是发现泄漏的一个有效途径：。本文介绍笔者在实验室条件下用声发射接术检测压力管遭泄漏的若干试验研究成果。2试验蓑置(图1)l_血_．_=使用空气和水作试验介质，气源组成见a)图。．试验管道内径]0mm，壁厚2mm。直管为无缝钢管，长3．5m；泄漏孔略成lmm见方。螺圈形管(蛇管)为黄铜管，共9圈，全长10m，泄漏孔略成0．8ram见方。由于泄漏孔无扩张段。所以不能形成超声速喷注而只能形成亚声速喷注和阻塞喷注主要使用国产AE一40013型四通道声发射检测系统，也使用单通道声发射仪采用自动门槛腑止环境固噪声干扰。声发射传感

5、器为谐振型，中心频率为120kHZ。管道压力由电阻应变片式压力传感器抬取，固l维普资讯http://www.cqvip.com第15卷第4期中国锅炉压力容器安全·35·信号馈^YJD～1型静动态应变仪的桥路。试验结果计八流动损失，此级差还可能增大。由函数记录f给出。系绕组成见h)图=由于管壁中的应力渡(声发射波)是流体质点冲击在进行频率分析时使用压电式加速度计作传感管壁所引起的，故在相同的压差条件下气体泄漏应比器，系统组成见c)图。液体泄漏产生量级高得多的声拉射信号。这在试验中为避免噪吉干扰，所有放空管道都通到室外且

6、采得到证实～-用橡脏管。3泄漏流体的声发射信号特征(]j现观察图1压力为P的气体泄漏到压力为的空间中，按Bernoulli方程rh一J却一(f一f)／2+^k(1)b)式中^——气体从b到。的过程中从外部接受的能图3头，此处为零；Ca-一分别为，b点的气流速度，由于c《(2)试验还证实，由气体泄漏产生的声发射信号呈故可取“≈0；连续型，见图3a)。^——流动过程中的能头损失；水流泄漏的声发射信号实质上也是连续型，但出——气体的比容。现一些不确定的尖峰(图3b)。经观察发现，此尖峰是暂不考虑^，即得由高速水流中逸出的气

7、泡的积聚，进裂所引起。当这些气泡随高速水流从泄漏孔喷出时．发出尖锐的喷注噪一J：脚一(2)声且伴随着突发型声发射信号。设流动过程是等墒的(3)由于流体泄漏所澈发的声发射信号以连续型／2=Pv．k／“一1)(Ip)“‘一1](3)为基本形式，声发射参数不宜选用振钟”或事件”。本若管内流体为液体，则Bernoulli方程为试验采用“能量参数。它指声发射信号超过门槛部分Z6+声6／声+f6／2一Z+／声+f／2+△h(4)的包络线(幅度)经平方后得到一正比于声发射信号能式中z，磊——atb两点的几何高度，此处有磊=邑；量的

8、信号“。声——液体密度；d^——流动损失。其余同前。4声发射信号能量与泄漏气件质量遗虞的关系暂不考虑d^，即得Daily。曾就连接于一个大储气罐的收敛管道来fIZ=(6一P)ip(5)研究变截面管道中的等熵流动。对于向标准状态下的假定周围空气处于标准状态下，即P。101．3X大气喷注的空气流可得下式(。”：10。P日，一1／p=1／1．293m