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用声发射监测16MnR乙炔瓶的爆破实验

宣布日期:2017-05-06 09:42    阅读次数:次

择要 由声发射旌旗灯号特点阐发爆破实验进程中16MnR乙炔瓶预制裂纹的勾当。一种以范性形变松驰应力。因为形变引发壁厚的减薄和资料的加工软化,爆破时产生疾速扯破;另一种是预制裂纹前沿屡次产生低能量扯破,最初的爆破也比拟“安稳”。
主题辞 爆破实验 声发射 裂纹勾当 旌旗灯号阐发
本实验是对带有预制外表裂纹的16MnR乙炔瓶停止爆破实验,同时停止声发射监测。阐发声发射(AE)旌旗灯号,揣度预制裂纹的勾当状态。
1 试件的制备
实验用的16MnR乙炔瓶是两个外径约为260mm、壁厚5mm、任务压力1.2MPa的装有填料的旧瓶。用0.8mm铣刀在瓶的中心部位,沿轴向加工暗语,而后用0.4mm铣刀使之锋利化。试件V-1的裂纹长70mm,试件V-2裂纹长58mm,裂纹深度均为1/2壁厚,即2.5mm。
2 实验装备和仪器
实验用手动泵加压,同时用8900LOCAN-AT八通道声发射仪领受实验进程的声发射旌旗灯号及装配在乙炔瓶上压力传感器的外参数旌旗灯号。在实验进程中及时显现声发射事务的地位、总数、振幅和声发射总计数随加载压力的变更。声发射传感器R15的频次规模是100-300kHz。传感器用磁性夹具牢固在乙炔瓶上。
3 传感器排阵
用四个传感器在乙炔瓶筒体上按环抱式三角形排阵。图1a和b以立体坐标体例别离显现V-1和V-2两个试件上预制裂纹和声发射传感器在立体睁开图的地位。图顶用x,y表现传感器或预制裂纹两个端点的地位坐标。
4 实验进程及成果
按JB/TQ 753-89“在役压力容器声发射检测评定体例”划定对检测体系停止校准,而后加压实验。
4.1 加压进程
第一次加压:0-3MPa,完整卸载。
第二次加压:0MPa直至爆破,此中自3MPa至爆破保压台阶不少于三个,并且每次保压时候应≥5min。
图2a和b别离是试件V-1和V-2的加压曲线。
4.2 声发射检测成果
两个乙炔瓶都在12.9MPa爆破,试件V-1在预制裂纹上端扯开35mm,V-2在预制裂纹上端扯开12.5mm。
对声发射旌旗灯号用三角形法定位。试件V-1在实验中共产生41个事务,声源地位如图3中斑点所示,

15493V5D-0

 

15493V648-1

 

15493W611-2

提取与预制裂纹绝对应的声发射事务停止阐发。图4,5、表1,2给出了这些声发射事务的总数、振幅及声发射总计数随压力增大的变更。
响应于试件V-1预制裂纹的声发射事务中,爆破前的13个事务均是低振铃计数、低能量的。固然声发射总计数随压力增大回升是迟缓的,但声发射源的勾当性还是逐步增大。在4.5MPa保压100s及在5.5MPa保压215s别离呈现1个声发射事务;在8MPa保压154s及201s时共产生2个声发射事务。在12.9MPa爆破时,产生了强度极大的声发射事务,其振铃计数为51 765,能量为50 376,振幅为94dB。

15493W226-3

 

15493W150-4

响应于试件V-2预制裂纹的声发射事务中,爆破前的声发射事务总数较少,但每一个事务的振铃计数比试件V-1的要大很多。在6.8MPa呈现较高振铃计数的事务;在7.75MPa保压73s时呈现了1个声发射事务;在由10.5MPa升压到11.3MPa的进程中。10.6MPa时呈现了大振幅、高计数的声发射事务,标记了预制裂纹的开裂。升压至12.9MPa时产生爆破,在缺乏0.05s的时候内持续产生3个声发射事务(表3)。
5 会商
V-1和V-2两个试件很恰巧都是在12.9MPa产生了爆破,但阐发定位于预制裂纹四周的声发射事务旌旗灯号参数,能够揣度预制裂纹的勾当是差别的。
试件V-1的预制裂纹在加压进程中,从1.68MPa起头至8.0MPa几次产生振幅>60dB的声发射事务。这些事务是低振铃计数、低能量的,以为是裂纹尖端的屈就区已产生了较大的变形,从8.0-12.9MPa声发射处于“宁静”阶段,表征屈就区资料进入加工软化阶段,位错勾当只能在很短的路程内停止,声发射旌旗灯号很小。裂纹前端因变形引发有用壁厚减薄,和资料的软化形成大批弹性能的储蓄储存。最初,在12.9MPa试件产生刹时性严峻粉碎,预制裂纹上端扯开35mm,乙炔瓶中填料严峻喷溅,声发射旌旗灯号幅度很高。
试件V-2的预制裂纹在第一次加压时不呈现声发射事务,第二次加压至6.8MPa时才起头产生声发射事务,在10.6MPa时产生突发性、高振铃计数事务,连系别的声发射参数判定,裂纹尖端产生了开裂。最初,在12.9MPa乙炔瓶粉碎因此疾速低能量扯破的体例产生的,响应的声发射旌旗灯号与V-1爆破时的旌旗灯号比拟,幅度要小很多。
6 会商
两个带有预制外表裂纹的16MnR乙炔瓶,固然都在12.9MPa爆破,但声发射监测成果标明,预制裂纹的勾当是差别的。
试件V-1预制裂纹尖端频仍地产生大的变形,以松驰应力,直至屈就区加工软化,最初,裂纹刹时高速开裂、扩大,开释极高的能量。
试件V-2预制裂纹尖端履历了大的变形后,以迟缓扯破情势开裂,最初,裂纹疾速低量扯破,直至爆破。

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