蒸煮锅安全性的声发射鉴定
劳动人事部锅炉压力容器检测研究中心
万跃光 刘时风 郭元亮
一、引言
国内某造纸厂蒸煮锅为碳钢铆接衬砖立式压力容器，其容积为150M3(高13.8M),原系瑞典加德留斯公司制造。从1937年安装投产以来，曾分别于1956年、1965年和1974年三次更换衬砖,发现锅体材质内表面腐蚀严重。该厂为考虑生产安全，于1981年开始降压使用，最高工作压力由6.5kgf/cm2降至6.0kgf/cm2。
1983年初，又一次停产检验鉴定。参加鉴定的各方根据各自测得的有关参数进行强度计算，得出的结论有分歧。一方主张报废，另一方维持原压力生产运行。在这种情况下，采用了单探头声发射仪，对蒸煮锅的受力最大的筒体部位进行了逐板块的保压检查。目的是探查在一定的压力条件下，在各个铆接的板块上是否有表徵裂纹扩展的声发射信息，以便鉴定蒸煮锅的安全性。
锅体平面展开图如图1所示。从图1上可以看出，锅体上锥和下锥部分别由D1-D6和A-6板块构成，筒体部由C1-C3和B1-Bs板块构成。筒体板厚度为27mm。锅体经过拆除砖衬，喷沙，清除内壁异物露出金属表面，锅体全部设置于室内,检测现场噪音背景较低,满足于声发射现场检测的要求。
现场采用的声发射检测设备系美国产4103型便携式单通道声发射仪。在检测过程中,仪器系统总增益为90db,门限电压为1伏。探头为差动式(抗电磁干扰强) ,并以声发射振铃计数率(计数/秒)作为监测参数。采用国际通用的，日本产直径0.5mm、2H硬度的铅芯断裂信号作为声发射模拟信号。监测时，将探头偶合于锅体外部经过打磨露出光滑的金属表面的检测点上，从而监测声发射信号。
由于锅体系铆接成型，所以锅体的声传导路上的衰减是非均匀的。为了了解锅体声衰减情况，以便布置监测点,在空锅体的筒部上随意选择了一块钢板作衰减测量，在一个板块的中心线上,靠近铆接带设置探头,并且沿中心线每隔1米取一点作为信号注入点，在相邻的板块上同样沿着水平中心线作信号注入点(在两个板上,铆接带的边缘与中心线交点都取作零点)。然后在上述的各信号注入点注入铅芯断裂信号，测出相应的声发射计数率值。测试结果如图2所示。
从测试结果看出，在同一个板上相距5米。声发射信号衰减从400到100，说明在同一块板上，声衰减是较明显的，但可以检测。在相邻板上，仅隔一个铆接带就衰减了100,而3米处仅剩下了30，这说明铆接带衰减是明显的。
