[发明专利]一种远红外纳米陶瓷复合材料无损检测方法及其设备

说明书

本发明涉及无损检测领域，具体的说是一种远红外纳米陶瓷复合材料无损检测方法及其设备，包括基板、支撑脚、挤压机构、检测机构、定位机构和氨合成塔，本发明对于在高温、高压、临氢的环境下，采用声发射技术对材料损伤过程进行检测，针对氨合成塔外壁材料的工作环境，模拟氢原子渗透及穿透材料的迁移过程，考察了氢原子在缺口位置的富集对材料缺口敏感性的影响，根据缺口位置氢原子的浓度对位错发射及材料韧脆转变的机理，结合声发射手段对损伤过程进行检测。

技术领域

本发明涉及检测领域，特别涉及一种远红外纳米陶瓷复合材料无损检测方法及其设备。

背景技术

氨合成塔，是在高压、高温下用来使氮气和氢气发生催化反应以进行氨合成的设备，氨合成塔在运行的过程中，其材料在高温、高压下与含氢气体直接接触，易引起筒壁材料的韧脆转变，固溶的氢和钢中的碳发生化学反应生成甲烷，甲烷在钢中的扩散能力很低，在靠近钢表面的分层夹杂物等缺陷中聚集形成鼓包。因此，在合成塔的内外壁设置耐高温高压的套筒组件；

在温度较高的操作工况下，氨合成塔承压壳体内渗入的氢是可逆的，不会与金属发生反应或影响材质的使用性能，但当氨合成塔承压壳体的温度骤然发生变化，壳体材料内部的氢来不及扩散出去时，残留在金属中的氢致使材料力学性能变脆，这时施加一定的作用力会使承压壳体材料发生低应力脆断，因此，对氨合成塔的损伤过程进行检测，对制定氨合成塔的生产工艺，调整相关设备参数和提高化工设备安全性有重要意义，然而，现有的氨合成塔氢损伤检测往往会存在以下问题：

1、现有的氨合成塔材料氢损伤检测难以结合声发射手段对损伤过程进行检测，同时通过多工位的检测可提升单次检测时的有效检测面积，并根据检测数值的差值变化判断外壁的脆断程度，降低了氨合成塔检测作业的作业效率。

2、难以通过单独改变温度或压力变化来对氨合成塔外壁发生脆断的机理及影响因素进行判断，氨合成塔的外壁进行周向的支撑，增加了因周围压力变化造成氨合成塔发生晃动和偏斜的可能性，增加了外部振动及噪音对检测过程的影响程度，降低了对氨合成塔外壁脆断部位定位的精确程度。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种远红外纳米陶瓷复合材料无损检测方法及其设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种远红外纳米陶瓷复合材料无损检测方法，该检测方法包括以下步骤：

S1、模拟运行：使氨合成塔处于固定的工作位置，并对其模拟高温、高压、临氢的工作环境并持续运行，待运行至所需阶段之后，停止氨合成塔的模拟运行；

S2、定位夹紧：通过挤压机构、检测机构以及定位机构共同完成对氨合成塔的定位作业，并在定位完成后通过挤压机构与定位机构共同完成对氨合成塔的外壁进行贴合挤压；

S3、挤压检测：通过挤压机构对氨合成塔的一侧外壁进行稳定压力的挤压作业，并通过定位机构对氨合成塔的另一侧外壁形成周向支撑，通过检测机构中的声发射检测装置器对挤压过程中氨合成塔的发声部位进行记录并定位；

S4、数据分析：通过单独改变液压泵的输出压力大小或改变气泵中冷却气流的流速强弱，可在同温不压或同压不同温的条件下，进一步分析判断压力或温度的改变对氨合成塔外壁发生脆断的机理及影响因素，并通过现有电脑设备对所检测到的数据进行分析比对，对氨合成塔外壁处发生脆断部位进行定位并分析脆断程度。

一种远红外纳米陶瓷复合材料无损检测方法的设备，包括基板、支撑脚、挤压机构、检测机构、定位机构和氨合成塔，所述的氨合成塔为现有待检测氨合成塔，且氨合成塔处于固定安装的工作位置，所述的基板下端面四周拐角处均安装有支撑脚，基板的上端面一侧安装有挤压机构，基板的上端面另一侧安装有定位机构，挤压机构上安装有检测机构，且检测机构与定位机构活动连接。