壓力容器漏泄產(chǎn)生聲發(fā)射的機(jī)理及其特點(diǎn)

1)壓力容器的漏泄過(guò)程可分為三個(gè)階段：應(yīng)力集中及裂口階段；裂口擴(kuò)展及滲漏階段；高速流體噴射階段（即漏泄階段）。
2）滲漏階段
裂紋形成后，在裂口處應(yīng)力繼續(xù)集中，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到足夠大時(shí)，使裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，釋放出彈性波，并且壓力容器或管內(nèi)帶壓流體從裂口處滲漏，在壁內(nèi)激發(fā)出應(yīng)力波。前者是突發(fā)型信號(hào)，后者為連續(xù)型信號(hào)。滲漏激發(fā)的應(yīng)力波并不是嚴(yán)格定義上的聲發(fā)射（可稱之為廣義聲發(fā)射），因?yàn)楣鼙谥皇遣▽?dǎo)，本身并不釋放能量。這兩種信號(hào)疊加在一起，使我們接收到的信號(hào)呈現(xiàn)出幅度起伏比較大的特征。這個(gè)階段的信號(hào)能量也較小，但這個(gè)階段持續(xù)的時(shí)間比較長(zhǎng)。
3）泄漏階段
當(dāng)裂口較大時(shí)，帶壓流體流從裂口中噴射出來(lái)，形成高速射流激發(fā)應(yīng)力波，此應(yīng)力波在管壁內(nèi)傳播。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，泄漏所激發(fā)的應(yīng)力波的頻譜具有很陡的尖峰，此尖峰的位置與泄漏量有關(guān)。泄漏率和信號(hào)幅度有如下關(guān)系：
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式中：y—泄漏率，升/小時(shí)
x—聲發(fā)射信號(hào)幅度，dB
a,b——系數(shù)
由射流所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)為連續(xù)型的，若水中還有氣體，那么氣體的間斷噴出可造成很強(qiáng)的突發(fā)型聲發(fā)射信號(hào)。泄漏的聲發(fā)射信號(hào)具有如下特點(diǎn)：

1、泄漏所激發(fā)的應(yīng)力波的頻譜具有很陡的尖峰，利用頻譜分析法可以很容易把聲發(fā)射信號(hào)從噪聲中分離出來(lái)。
2、泄漏產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)比較強(qiáng)，且其幅度大小與泄漏速率成正比，與信號(hào)的均方根值成正比。
3、 當(dāng)泄漏速率很小時(shí)，幾乎與壓力無(wú)關(guān)時(shí)，依然滿足泄漏速率與信號(hào)的均方根值成正比。因此，可以根據(jù)所接收到的聲發(fā)射信號(hào)的頻譜和均方根值判斷是否發(fā)生漏泄或漏泄程度的大小。
4、由于管壁較薄，聲發(fā)射波在壁的兩個(gè)界面上發(fā)生多次反射，每次反射都要發(fā)生模式變換（或者由橫波變?yōu)榭v波，或者由縱波變?yōu)闄M波），這樣傳播的波稱為循軌波。由于多次反射聲發(fā)射波的疊加，使得聲發(fā)射波在其中心頻率附近得到增強(qiáng)，可以沿管壁長(zhǎng)距離傳播。
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