[发明专利]一种金属试件应力腐蚀声发射监测试验装置

说明书

本发明公开了一种金属试件应力腐蚀声发射监测试验装置，包括自身具有应力加持的金属试件、腐蚀系统、电化学测试系统、声发射测试系统、参照组系统；腐蚀系统包括两个盛有腐蚀溶液的试验池；电化学测试系统包括工作电极、参比电极、辅助电极和电化学工作站，工作电极为金属试件；声发射测试系统包括设置在工作电极上的声发射传感器；参照组系统包括盛有蒸馏水的对照试验池，位于对照试验池内的金属试件上设置对照声发射传感器。本发明中对照试验池、对照试验池内的金属试件、对照声发射传感器形成试验参照组，能够滤除干扰信号，以获得作为工作电极的金属试件的应力腐蚀过程的声发射特征信号，为现场监测提供依据。

技术领域

本发明属于石化设备损伤监测试验技术领域，具体涉及一种金属试件应力腐蚀声发射监测试验装置。

背景技术

应力腐蚀是指材料受拉应力和腐蚀环境共同作用下导致的一种损伤现象，由于应力腐蚀造成的是材料的脆性断裂，事前并没有明显的征兆，所以在工业环境下特别是承压设备如果发生应力腐蚀、裂纹萌生、开裂往往造成严重的灾难性事故。声发射方法作为一种无损检测技术，能够进行连续、原位监测，且对裂纹的形成和扩展特别敏感，能够根据声发射信号强弱判断裂纹扩展速率，很适合作为应力腐蚀监测的有效手段。

目前，通常采用声检测系统对承压设备金属材料制成的金属试件进行应力腐蚀的试验研究，以结合声发射技术观察金属试件应力腐蚀阶段的演化过程，从而获取金属试件在发生应力腐蚀、裂纹萌生、开裂等过程中的声信号。在对现场的承压设备采用声检测方法进行应力腐蚀监测时，通过试验获得的这些声信号可以作为判定现场承压设备是否发生应力腐蚀的依据。

但是，当金属试件所受应力大于屈服应力时，即便不处于腐蚀环境内，其也会发生位错而形成声发射信号；另外，试验过程中的环境噪声也会形成相应的声信号。

然而，现有的应力腐蚀试验中获取的声信号大都没有滤除金属试件自身位错以及环境噪声所形成的干扰信号。因此，通过现有应力腐蚀试验获得的该金属试件应力腐蚀裂纹萌生等过程中的声信号不能保证真实有效。

因此，亟需设计一种能够滤除干扰信号的金属试件应力腐蚀声发射监测试验装置。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种金属试件应力腐蚀声发射监测试验装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属试件应力腐蚀声发射监测试验装置，包括自身具有应力加持的金属试件、腐蚀系统、电化学测试系统、声发射测试系统以及参照组系统；

所述腐蚀系统包括两个并排设置的盛有腐蚀溶液的试验池；两个试验池之间设置盐桥；

所述电化学测试系统包括工作电极、参比电极、辅助电极和电化学工作站，所述工作电极为金属试件；所述工作电极、参比电极的中下部放置在其中一个试验池中，所述辅助电极的中下部放置在另一个试验池中；所述工作电极、参比电极、辅助电极分别通过导线与电化学工作站相连；

所述声发射测试系统包括设置在工作电极上的声发射传感器；

所述参照组系统包括盛有蒸馏水的对照试验池，所述对照试验池设置在两个试验池的一侧；所述对照试验池内放置自身具有应力加持的金属试件；位于对照试验池内的金属试件上设置有对照声发射传感器。

优选的，所述试验池采用透明有机玻璃制成。

优选的，所述声发射传感器的信号输出端与声发射信号采集系统的信号输入端之间进行通信连接。

优选的，所述声发射传感器的信号输出端与声发射信号采集系统的信号输入端之间设有前置放大器。

优选的，所述对照声发射传感器的信号输出端与声发射信号采集系统的信号输入端之间进行通信连接。