[实用新型]一种用于高温高压水环境下的波导装置

说明书

技术领域

本实用新型属于材料腐蚀声发射检测领域，特别涉及一种用于高温高压水环境下的波导装置。

背景技术

声发射检测是一种新型的能够进行整体探测与评价结构中缺陷的状态的动态无损检测技术。声发射检测技术开始于上世纪后期，通过这几十年的发展，现在的声发射检测技术已经趋近成熟。特别，随着计算机的快速发展，声发射技术在很多领域都有应用。主要的应用于石油化工行业、火电行业、核电行业、材料试验测试、基建工程、航天航空行业、金属加工行业、交通运输行业等。然而，在高温高压水环境、深冷及核辐射等特殊工况条件下对设备进行声发射检测时，由于条件限制或仪器设备制约，不能将传感器直接安装在被测件表面，而使声发射检测技术的应用受到限制。

尽管存在上述问题，但应用波导杆辅助检测工具可以实现这些特殊工况下的声发射检测，对此国内有许多专家学者进行过研究，充分说明了波导杆辅助测试的可行性与可靠性。例如，茂名学院郭福平和大庆石油学院李伟等通过对承压管道泄漏过程的声发射在线监测,分析了在不同压力、不同泄漏孔径情况下,波导杆上传感器所接收的信号幅度的规律,得出了波导杆可以应用于特殊工况下管道气体泄漏声发射检测的结论。天津石油化工公司机械研究所蒋仕良研究了波导杆对声发射信号的影响，研究表明使用波导杆后,声发射信号的特征参数将有所改变,但计数和幅值两个参数的值变化很小；同时由于波导杆材料性能的影响，特别是声速传播的不同，将对声发射源定位进行计算时的精度产生影响。大庆炼化公司李善春等将波导杆简化为一维弹性杆,分析了声发射源产生的声发射信号在不同直径波导杆中的传播特性,以及声发射信号在波导杆中反射的特点，给出了动态响应的数学模型；通过对常用不同直径波导杆的室内实验,给出了声发射信号在波导杆中传播特性，为选择传播衰减小、传播特性好的波导杆提供理论、实验依据等。实验研究证明：声发射信号经波导杆传播后其幅度变化较小，说明将波导杆用于高温高压水环境、低温深冷及核辐射等特殊检测条件下是可行、可靠的。

一般而言，材料在高温高压水环境中的服役行为与常温下表现出不同的规律,但由于这些环境条件苛刻,常温下一些监测方法很难应用到高温高压水环境中，所以发展高温高压水环境中的原位监测技术很有意义。声发射技术能够进行连续、在线、原位、无损监测,且具有很高的灵敏度,因此是实验室和工程实践中原位研究和监测腐蚀损伤或失效过程的有效方法之一。但是，在高温高压水环境中的声发射研究也存在其特殊性和难点。首先实验需在高压釜中进行,而声发射探头难以经受高温高压腐蚀性水环境，如何设计和安装波导杆和探头，在不损害系统高温高压密封性的前提下将高压釜内测试样品的声发射信号尽可能地传递到釜外,是进行高温高压声发射研究首先要解决的问题。其次,腐蚀过程的声发射信号本身就比较微弱,而运用波导杆及其密封将使信号进一步衰减或变形,在背底噪音的干扰下如何提取有用信号是另一个难点。此外,根据文献检索,目前还没有关于高温高压水环境中电化学腐蚀的声发射研究报道,高温高压水中应力腐蚀开裂的声发射研究工作也很少，并且主要集中在利用声发射计算材料应力腐蚀开裂裂纹扩展速率，高温高压水环境中材料的腐蚀机理尚不清楚，也给声发射研究带来了困难。尽管存在以上困难，声发射监测的连续、在线、无损等优点，使其很适合在核电高温高压水这种苛刻工业环境下应用。因此，研究材料在高温高压水环境下的电化学腐蚀和应力腐蚀开裂的声发射信号,阐明相关的声发射源机制,寻找裂纹萌生和扩展的声发射判据,对于揭示高温高压水电化学腐蚀和应力腐蚀开裂的过程与机理,提高设备腐蚀失效的在线监检测能力以及预测设备的服役寿命，具有重要的理论和实际意义。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种能适用于高温高压水环境下的波导装置，在不损害系统高温高压密封性的前提下将高压釜内材料腐蚀的声发射信号尽可能地传递到釜外，同时通过多通道声发射检测系统对腐蚀进行原位监测，以便对高温高压水环境中材料的电化学腐蚀和应力腐蚀开裂的过程及机理进行实验研究。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于高温高压水环境下的波导装置，包括波导杆以及高压釜的釜盖，所述波导杆一端与实验试件连接，另一端与釜盖内侧熔化焊焊接固定连接，声发射传感器安装于釜盖外侧且与内侧焊接点对应的位置。

作为本实用新型的优选实施例，所述波导杆通过耐腐蚀的弹簧与实验试件连接；

作为本实用新型的优选实施例，所述波导杆一端与实验试件之间通过磁铁吸附而连接；