[发明专利]一种管板立体结构环焊缝声发射检测定位方法

摘要

本发明公开一种管板立体结构环焊缝声发射检测定位方法。管板结构在役使用过程中，采用声发射检测技术进行实时监测时，由于管板环焊缝结构是一种立体结构，对于声发射检测这种被动监测技术，首先根据管板结构特点立体布置传感器；然后根据声发射检测仪器平面定位要求，需将立体结构定位转换到平面上，通各传感器获得的声发射信号在仪器上进行初步定位，并确定声发射源到达各传感器的传播时间；最后通过分析传感器的到达时间和声发射信号传播路径，判断出声发射源的所在区域，通过时差定位法计算出声发射源的平面位置，并还原出声发射源在立体结构中的实际准确位置，实现管板立体结构环焊缝声发射源准确定位方法。

主权项

一种管板立体结构环焊缝声发射检测定位方法，在管板立体结构上利用布置的传感器和现有声发射检测仪器平面定位功能，通过弧面变换方法将立体结构转化成平面结构，根据各传感器接收到的声发射信号到达时间，分析声发射信号在结构内的传播过程，判断出声发射源所在区域，最后采用时差定位法确定声发射源的平面位置，并还原出声发射源在立体结构中的实际准确位置，实现对管板立体结构环焊缝声发射源的准确定位；其特征在于具体方法如下：步骤一：使用声发射检测仪器进行测试，采集声发射源发出的声发射信号，对于管板立体结构特征，布置了三个传感器，分别是在板上两端对称布置两个传感器S1、S2，在管上布置一个传感器S3，在空间上S3到S1的距离等于S3到S2的距离，S1、S2、S3形成一个等腰三角形；如果以S3在环焊缝上的投影位置为中心点A，则以管子中心线为轴线，以中心点A为起始点，沿着环焊缝分别顺时针和逆时针旋转90°，检测范围为中心点A经过的区域；步骤二：以过S3和A点的直线为对称轴将管弧面展开成平面，然后再将该平面以展开后的焊缝中心线为轴线，向没有布置传感器的一侧转动，达到与板面重合在同一平面上；步骤三：接下来先根据板上两个传感器S1和S2接收到的信号情况进行声发射源区域判别，确定声发射源离哪个传感器距离更近，根据声发射源B的位置，出现以下两种情况：（1）声发射源B到达S1和S2的时间相同，就是B在焊缝内过A点且与焊道中心线垂直的直线上，然后根据S3的到达时间计算出B的准确位置；（2）声发射源B到达S1和S2的时间不同，那么B可能离S1近，也可能离S2近，但不管离哪个传感器更近，后续的计算方法相同；假设B离S1近，那么以S1为圆心，根据S1测量的到达时间作圆弧，在焊缝区域内与焊缝相交形成一条弧线，即声发射源B就在焊道区域的弧线上；然后再以S3为圆心，根据S3的到达时间作圆弧，与前面的弧线在焊缝区域内交叉处为声发射源B的准确位置；步骤四：最后还需根据几何关系，将获得的声发射源B平面位置还原到实际立体结构位置上，即声发射源B到A的水平距离应该与实际环焊缝上的声发射源S到A的弧长相同，然后根据弧长和管径的关系式，计算出声发射源S的实际位置坐标，实现对管板立体结构环焊缝的声发射检测定位方法。