应用介绍

材料在应力作用下的变形与裂纹扩展，是结构失效的重要机制。声波（声发射）无损检测技术，可以推断损伤情况和发展规律，对结构件损伤发生和发展趋势做出预测。

原理

结构材料中的裂纹、形变、脱粘分层等损伤过程常伴有声波（声发射）信号产生，接收分析这个声波并判断损伤程度和位置，对结构件完整性做出健康评价，用户能够及时对结构件早期损伤进行维修，延长结构件的寿命。

过程可视化

365天在线声发射监测检测，全过程自动分析结果，物联网远程操作使用。

• 自动给出检测监测诊断结果；
• 在线和历史数据屏幕显示；
• 报警信息主动推送。

结果

实现了各种材料的结构件损伤声波（声发射）监测检测，并把损伤等级推送给用户。用户可根据等级及时开展对应维修，以延长结构件寿命，杜绝设备因结构件失效导致的事故和损失。

• 在线----声波（声发射）采集器安装在被监测诊断的对象上，实现全时段全天候状态监测故障诊断。
• 智能----自动给出监测诊断结果，不需要人工分析处理数据，不需要人工操作，数据采集分析报告展示整个监测诊断全过程自动进行。
• 远程----借助物联网系统，用户可以在任何位置得到任意不限距离位置的监测诊断点的监测诊断结果，在线即时结果和历史过程结果。

适用范围

适用于各种材料设备（如桥梁、风电、刀具、储罐、作业平台等设备）的结构件损伤监测。例如：桥梁大坝等金属非金属结构的裂纹开裂，石油化工设备压力容器等金属结构的裂纹开裂，阀门管道等结构的裂纹开裂，发电机、车床等转动设备结构的裂纹开裂等。

解决方案

RAEM1系列远程声波（声发射）监测系统

原理：结构件在长期服役过程中,通常会受到复杂载荷的作用,令其内部或表面产生裂纹,进而产生声波（声发射）信号，信号沿表面传播，被安装在悬臂梁上的声发射传感器接收，RAEM1分析处理信号，通过RAEM1内置的通讯模块将数据发送至云端服务器，云平台远程监测结构件实时状况。

RAEM1-6系列远程声波（声发射）监测系统

原理：结构件在长期服役过程中,通常会受到复杂载荷的作用,令其内部或表面产生裂纹,进而产生声波（声发射）信号，信号沿表面传播，被安装在悬臂梁上的声发射传感器接收，RAEM1-6分析处理信号，通过RAEM1-6内置的通讯模块将数据发送至云端服务器，云平台远程监测结构件实时状况。

流程

a)关键部位安装设备，检测监测结构件损伤状态；
b)分析验证，得到判据标准；
c)合理配置参数、评级参数；
d)开启监测，达到报警界限，手机、云平台推送报警信息。

设备介绍

智能采集器

台式声波（声发射）检测仪

声发射传感器

清诚云

数据上传到云端物联网平台（清诚云）显示分析。AE特征参数：到达时间，幅度，振铃计数，能量，上升时间，上升计数，持续时间，RMS，ASL，峰值频率，质心频率，5个局部功率谱占比。

远程配置：远程配置参数、定时配置。

相关图：使用参数表中包含的2个声发射参数为横、纵坐标，画出相关曲线或者分布点图、线图等。

系统自动评级，云端远程查看评级结果。声发射数据采用自动分级算法，由声发射特征参数得到强度级别，活度级别，综合级别，灵活设置，可满足不同行业标准的评级需求。

报警推送：达到合适的报警条件主动推送报警信息，报警方式：邮箱、短信。

SWAE软件

SWAE声发射系统软件是实时采集分析和事后分析软件的集合，此外还可使用SWAE软件进行深度分析和处理以详细了解缺陷详细情况，如参数分析、定位分析、相关图分析、波形分析、快速傅里叶变换、小波变换等。

实际案例

1）G50沪渝高速宜昌长江公路大桥钢板裂纹在线检测

2）某化工厂球罐声发射检验

我司对某化工厂650m³球罐进行声发射检测，本次检测是在装置加压过程中进行声发射整体监测和数据采集，压力从 0MPa开始对被检容器进行数据采集，共进行1个加压循环。

本次检测共布置22个探头（分3层，上下层布置6个，中间层布置8个，上下极各一个，排列成三角网络形式进行局部监测），每个探头均采用RAEM1内置电池带无线同步的采集器，具体布置位置如图2所示。
备注：探头均匀分布，垂直间距4221mm，赤道层水平间距4221mm，上下层水平间距3979mm，1号探头位于铭牌支柱上方。

图3升压阶段事件定位图

图4 保压阶段事件定位图

经过数据分析，本次声发射检测共发现有意义信号源4个S1~S4，如图3。声发射数据定位图见图3～图4。对该声发射源综合等级评定如下表：

该声发射源综合等级评定均为Ⅱ级，建议对该声发射源区进行其他常规检验方法的复验。
参考标准NB/T47013.9-2015《承压设备无损检测第9部分：声发射检测》。

优点：免布线，免供电，使用方便

3）金刚石合成过程钉锤开裂的声波（声发射）诊断

工合成金刚石过程中，呈现正方体的芯料由六个钉锤施力加载，在某一个钉锤加载面收到破裂时，如不能及时停机，则六个钉锤会发生互相顶撞并全部报废的状况；之前由全人工进行人耳巡检，听到异响再跑过去停机，效率低且漏检率高，因此引入声发射在线监控技术，对压机合成过程实时监控对开裂信号发出报警，且引发合成压力机停机机制。
对现场大幅值的噪声干扰，使用模拟和数字滤波器针对性的去燥，可有效提高检测动态范围；利用声发射独有的事件生成机制，利用空间滤波，可准确识别声源发生位置，并判断钉锤开裂信号。
4）禹城市绿健生物技术有限公司反应釜声发射检测

位于某公司公司磁力驱动反应釜于2011年4月制造，2011年8月投用，壳程介质为镍粉、葡萄糖。
检测实施前，根据检测技术要求，结合该罐具体情况编制了现场检测方案，并于2019年5月对该反应釜进行声发射检测。
通过内部水压填充，结合声发射对容器筒体和封头部位做检测，该容器平时最大工作压力为10.5Mpa，检测环节试验压力为11.6Mpa，经过一次加压循环，在最大工作压力和试验压力时做出声发射评价。

反应釜传感器布置示意图

经衰减测试，下底与上环缝之间可进行时差定位，共使用7个传感器，每个探头均采用RAEM1内置电池带无线同步的采集器，搅拌器法兰座一圈均布3个传感器4～5～6，等间距0.65米；上环缝均布3个传感器1～2～3，等间距1.67米；层间表面间距0.83米；上环缝到下底轴承座3.72米；4#传感器位于1#和2#传感器中线上。

反应釜升压阶段时差定位图

反应釜保压阶段时差定位图

对升压、保压环节声发射数据进行小振铃计数、长持续时间参数过滤后进行时差定位分析。
检验结论：发现一处声发射定位集中源区S1，其强度等级中强，活度等级中活，声发射综合等级为Ⅱ级，建议结合实际情况进行其它无损方法复验。