通過接收和分析來自材料的聲發(fā)射信號(hào)來評(píng)估材料性能或結(jié)構(gòu)完整性的非破壞性檢測(cè)服務(wù)方法。聲發(fā)射(AE)是由裂紋擴(kuò)展,塑性變形或相變引起的材料中的應(yīng)力波現(xiàn)象。
聲發(fā)射(AE)是指當(dāng)固體材料在斷裂過程中釋放儲(chǔ)存的能量時(shí)產(chǎn)生彈性波的現(xiàn)象。通過接收聲發(fā)射信號(hào)來研究材料并動(dòng)態(tài)評(píng)估結(jié)構(gòu)完整性的方法稱為聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)。
1950年,德國(guó)J. Kaiser對(duì)聲發(fā)射技術(shù)進(jìn)行了研究。1964年,聲發(fā)射技術(shù)被用于檢查美國(guó)產(chǎn)品的質(zhì)量,此后發(fā)展迅速。聲發(fā)射測(cè)試的基本原理如圖所示。在塑性變形,馬氏體相變,裂紋擴(kuò)展,應(yīng)力腐蝕以及焊接過程中的裂紋和飛濺中存在聲發(fā)射現(xiàn)象。如果檢測(cè)到聲發(fā)射信號(hào),則可以連續(xù)監(jiān)控材料內(nèi)部變化的整個(gè)過程。因此,AE測(cè)試是一種動(dòng)態(tài)的無損測(cè)試方法。
聲發(fā)射檢測(cè)儀器分為單通道和多通道。單通道AE儀器相對(duì)簡(jiǎn)單,主要用于實(shí)驗(yàn)室材料測(cè)試。
多通道聲發(fā)射儀是一種大型聲發(fā)射測(cè)試儀。檢測(cè)通道很多,可以確定聲發(fā)射源的位置。根據(jù)來自各種聲源的聲發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度,可以判斷聲源的活動(dòng),并且可以實(shí)時(shí)評(píng)估大型組件的安全性。它主要用于大型組件的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。
聲發(fā)射技術(shù)已被廣泛使用。聲發(fā)射可用于識(shí)別不同類型的塑性變形,研究斷裂過程和區(qū)分?jǐn)嗔涯J?,檢測(cè)小于0.01mm長(zhǎng)的裂紋擴(kuò)展,研究應(yīng)力腐蝕斷裂和氫脆,檢測(cè)馬氏體相變,評(píng)估表面化學(xué)熱處理的脆性層,并監(jiān)測(cè)焊接后裂紋的產(chǎn)生和傳播。
在工業(yè)生產(chǎn)中,聲發(fā)射技術(shù)已用于壓力容器,鍋爐,管道和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體等的液壓檢查中,以評(píng)估缺陷的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并進(jìn)行實(shí)時(shí)警報(bào)。在生產(chǎn)過程中,可以通過聲發(fā)射技術(shù)連續(xù)監(jiān)控高壓容器,核反應(yīng)堆容器和海底石油生產(chǎn)裝置的完整性。
聲發(fā)射技術(shù)還用于測(cè)量固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑的燃燒速率并研究燃燒過程,檢測(cè)泄漏,研究巖石破裂,監(jiān)測(cè)礦井塌陷并預(yù)測(cè)礦井安全。