聲發射技術在閘門水壓試驗安監中的應用

程國棟

（山東水總機電工程有限公司，山東 濟南 250000）

聲發射檢測技術是一種動態的無損檢測技術，利用它可以確定聲發射源的部位、鑒別聲發射源的類型、確定聲發射發生的時間以及與載荷的關系，與常規無損檢測技術綜合應用，可評價聲發射源的嚴重性。依據有關標準和技術，可對被檢對象的安全性進行科學評估。在弧形閘門水壓試驗過程中，通過聲發射監控檢測，可及時發現閘門重要構件（本次監控檢測重點是上下主梁區域和支臂與閘門連接區域）中是否有危險的聲發射源，從而對閘門水壓試驗安全起到保障作用。

1 傳感器布置

根據弧形閘門狀況及其結構特點，聲發射檢測的范圍是：閘門上下主梁區域和支臂下臂柱與閘門連接區域。其中閘門上下主梁區域，共布置9個傳感器（采用簡化平面定位方式，其中上主梁附近布置4個傳感器，下主梁附近布置5個傳感器）排列上下主梁兩邊進行整體監測。左右下臂柱與主梁連接區域，共布置6個傳感器（采用簡化平面定位方式，其中3個傳感器分布在左下臂柱與下主梁連接區域內，另3個傳感器布置在右下臂柱與下主梁連接區域內）排列成三角網絡形式對下臂柱與下主梁區域的焊縫進行整體監測。

2 監控時段及被檢對象基本情況

監控時段為相對水位從閘底板（0.0 m）升至正常蓄水位（8.20 m）的升壓過程和保壓過程（10 min）。被檢弧形閘門基本情況和聲發射檢測工藝技術條件見表1。

表1 被檢弧形閘門基本情況和聲發射檢測工藝技術條件

3 通道靈敏度校驗

聲發射檢測系統通道靈敏度校驗結果見表2。

4 檢測程序和數據文件、加載程序

WAE2000型檢測系統的檢測軟件、數據文件、加載程序見表3。

5 聲發射信號分析

水位從閘底板0.0 m升至正常蓄水位的升壓過程和保壓時段：在監控弧形閘門上下主梁區域和支臂下臂柱與閘門下主梁連接區域的過程中，未發現有意義的聲發射源。

弧形閘門在整個水壓試驗過程中，部分典型聲發射信號源的相關圖、參數圖和定位圖，如圖1～圖5所示。

表2 WAE2000型聲發射監測系統靈敏度校驗結果

表3 WAE2000型檢測系統檢測軟件、數據文件、加載程序

圖1 整個水壓試驗過程中時間與信號幅度相關圖

圖2 整個水壓試驗過程中時間與撞擊次數相關圖

圖3 水壓試驗過程中某一時段的聲發射參數圖

圖4 校準水位保壓階段上下主梁區域聲發射源定位圖

圖5 校準水位保壓階段時間與撞擊次數相關圖

6 結論

由聲發射在不同檢測時段中采集的信號分析可知，在水壓試驗從最開始的充水加壓到水位達到正常蓄水位后的保壓過程中，未發現有意義的聲發射源。根據GB/T18182-2000《金屬壓力容器聲發射檢測及結果評價方法》聲發射源為弱強度和非活性，綜合評定為A級，說明該弧形閘門在整個水壓試驗過程中的安全性良好。