Page 163 - 《应用声学》2023年第1期

第 42 卷 第 1 期 Vol. 42, No. 1
2023 年 1 月 Journal of Applied Acoustics January, 2023

⋄ 研究报告 ⋄

基于声发射统计信息的2.25Cr-1Mo钢

早期损伤判别方法 ∗

王雪琴 1 邱 枫 2 彭宁伟 1 姚俊宇 1 张 颖 1†

(1 常州大学安全科学与工程学院 常州 213164)
(2 中国石化青岛安全工程研究院 青岛 266104)

摘要：裂纹开裂是金属材料常见的损伤失效形式之一。而材料失效会经历从早期微小损伤到宏观变形的微观
组织动态演化过程，如何在材料发生宏观变形之前，能够及早地发现损伤至关重要。该文基于对材料损伤失
效过程不同声源的机理分析，提出了以不同声源信号数的统计占比值 κ 这一变量来判定表征材料早期损伤阶
段的判别指标，制备 6 个含不同缺陷的不带堆焊层和带堆焊层的 2.25Cr-1Mo 钢试件，采用声发射技术对试件
的弯曲损伤全过程进行在线测试，获得了 6 个试件早期损伤阶段的声学数据，通过对比分析以幅值和能量为
主的单一参量以及基于支持向量机的多元参量 κ 值的统计结果，证明了利用 κ 值可以有效地对不带堆焊层和
带堆焊层的 2.25Cr-1Mo 钢试件的早期损伤阶段进行判别，其中不带堆焊层试件的 κ 值范围为 1 : 3.1 ∼ 1 : 3.6
之间，带堆焊层试件的 κ 值范围为 1 : 2.2 ∼ 1 : 2.6 之间，具有明显的区分度。
关键词：2.25Cr-1Mo 钢；弯曲过程；声发射技术；早期损伤；多元统计；判别方法
中图法分类号: TG115.28 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2023)01-0159-07
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2023.01.021

Early damage identification method of 2.25Cr-1Mo steel based on

acoustic emission statistics

WANG Xueqin 1 QIU Feng 2 PENG Ningwei 1 YAO Junyu 1 ZHANG Ying 1

(1 College of Safety Science and Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, China)
(2 Qingdao Institute of Safety Engineering, Sinopec, Qingdao 266104, China)

Abstract: Crack cracking is one of the common damage failure forms of metal materials, and material failure
will experience the dynamic evolution process of microstructure from early micro damage to macro deformation.
How to find the damage as soon as possible before the macro deformation of materials is very important.
Based on the mechanism analysis of different sound sources in the process of material damage and failure,
this paper puts forward the variable of the statistical ratio κ of different sound source signals to determine
the discrimination index characterizing the early damage stage of materials. Six 2.25Cr-1Mo steel specimens
without surfacing layer and with surfacing layer with different defects were prepared, and the whole bending
damage process of the specimens was tested online by acoustic emission technology. The acoustic data of six
specimens in the early damage stage were obtained. By comparing and analyzing the statistical results of single

2021-11-14 收稿; 2022-03-28 定稿
中国石油化工股份有限公司科技攻关项目 (320108), 江苏省市场监督管理局科技计划项目 (KJ207515), 江苏省研究生科研与实践创新
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计划项目 (KYCX20_2586)
作者简介: 王雪琴 (1998– ), 女, 安徽安庆人, 硕士研究生, 研究方向: 承压设备健康监测及评价。
† 通信作者 E-mail: aezy163@163.com