基于反射纵波的压力容器压力测量方法研究

张养治，刘瑞瑞

（新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，新疆 乌鲁木齐 830011）

基于反射纵波的压力容器压力测量方法研究

张养治，刘瑞瑞

（新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，新疆 乌鲁木齐 830011）

压力容器在各个领域中的广泛应用，促进了各领域的发展，为生活、生产提供了很大的帮助。与此同时，压力容器也是一种具有高危险性的特种设备，如果在实际操作时没有按照指定标准进行，那么就会直接威胁到生命财产安全。保证压力容器的安全生产与安全使用已经成为企业关注的重要话题之一。基于此，本文对反射纵波的压力容器压力测量方法进行了简单的研究。

反射纵波；压力容器；压力测量

目前传统的压力容器压力测量方法常不能满足需要，在实际压力测量过程中需要在一些压力容器中开孔引压，开孔的边缘位置发生一些压力集中或者压力分布不均匀现象发生，从而产生裂痕，影响压力容器的使用安全。要想从根本上解决这一问题就需要将现有的压力容器压力测量方法进行创新、完善，并建立对应的反射纵波压力测试模型，只有这样才能保证压力容器的压力测量工作顺利进行。

1 压力容器的概述

压力容器是一种可以承受压力载荷的重要密闭容器之一，在实际实用过程中主要的作用就是存储、运输高压气体、液体等，同时还可以进行热量交换、物质反应提供对应的封闭空间。这种压力容器在使用过程中主要在一些石油化工厂、医药、航空航天等多种行业领域中应用，是这些行业生产、发展中的重要组成部分。现阶段，压力容器在使用过程中主要有以下几种用途：（1）反映容器可以有效的将一些化学反应体现出来，是化学领域中重要组成部分；（2）储运容器是在对一些高压的液体、气体存储运输的重要手段之一；（3）换热容器主要在一些热量交换的设备中进行操作使用；（4）分离容器对一些介质组进行分离，并将其中的液体、气体进行分离的一种设备。

压力容器主要在一些高温、高压的环境中工作，其中所包含的物质主要是一些易燃、易爆、有害物质，如果容器在运行过程中出现一些泄漏、爆炸等事件都会对人们的生命健康安全造成很大的影响。只有做好对压力容器的测量工作才能保证压力容器在今后的使用安全，从而减少安全事故的发生。

2 反射纵波的激发与传播

在对超声波检测过程中，要想做好压力容器的测量工作就需要解决测量工件中所激发出来的超声波以及被接收测量工件重的传播超声波，并通过超声波探头、超声波激发与接收电路、反射纵波的形式进行，只有这样才能保证反射纵波的压力容器的压力测量工作可以顺利进行下去。

2.1 超声波探头

超声波探头在实际应用或城中可以通过超声波探头将电能与声能进行能量转换，从而保证压力的测量工作可以顺利进行下去。发射探头可以有效的将电能进行转变，并在其中释放出对应的超声波，而相关的接收探头就可以将其中的声能转化成接收超声波。因此，在使用超声波探头时可以更加直观的了解超声波激发和超声波接收的质量。总之，在开展压力容器的压力测量工作时，可以通过超声波探头的形式进行操作。另外，在超声波检测过程中可以根据不同的检测目的与条件制定出不同的检测方案，并通过不同的检测方案激发出不同的入射方向超声波类型。

2.2 超声波激发与接收电路

超声波的激发电路在实际使用过程中主要通过连续波发射电力以及尖脉冲发射电路的形式进行监测。其中的连续发射电路主要通过一些连续的高压交变信号将其中的探头进行激发，当探头两端所施加的频率较快时，那么压力容器中的压电晶体就会以一个相同的激励信号进行操作，从而提高整个探头震动的频率。这种方式的压力检测在实际应用时所发出的超声波信号的频谱较为纯正，在传播过程中很难发现一些杂质、变形的现象发生，另外，这种探头的总能量较大，在测量时可以以远距离的形式进行测量，然而这种测量方法在实际使用时的缺点就是其中的盲区较长。

尖脉冲发射电路主要采用单个的尖脉冲作为整个激励的信号进行探头测量，而超声波探头测量主要通过一个对应的谐振频率进行操作，只有这样才能将其中的电晶体中心的频率中的 RCL网络进行转换，并通过 RCL网络对探头进行激励，从而做好信号的选频工作。

2.3 反射纵波

不同类型的超声波在开展测量工作时所得出的结果都会有所不同，比如说，常见的表面波、临界折射纵波等，这些类型的折射纵波在实际测量过程多加载的应力或者残余应力都会以一个不同的形式进行检测，在检测完成之后，要通过对其不断的研究、分析，总结出对应成果。另外，超声波的类型不同，探头的结构就会发生变化，所激发的传播速度、过程也会产生对应的变化。对于压力容器来说，在对其中的压力测量过程中应该通过对应压力的变化进行操作，并将其中的波形展现出来，只有这样才能将其在传播过程中优势体现出来。

3 反射纵波的压力容器压力测量方法

压力容器的压力测量工作会根据不同的压力容器进行运行，比如说常见的弹性式压力测量方法主要通过弹性元件在受压之后的形式将其以位移大小与施加压力正比的形式对压力进行测量。在实际测量过程中最为常见的测量仪器是压力测量仪表，该仪器的结构简单、成本低、精准度高、安全性高等特点，可以在一些恶劣的环境中使用，只有这样才能保证反射纵波的压力容器压力测量工作可以顺利进行下去，并保证压力测量工作的质量与效率。

3.1 声弹性理论

超声波固体材料中的传播速度与材料的特性、材料的中应力有着一定的关系，而这种关系是一种波速随应力变化现象形成的，是一种声弹性效应。在对反射纵波的的压力容器的压力测量时，可以根据一些弹性的理论进行操作，并将其中的固体材料通过应力变化的形式进行传播，只有这样才能将其中超声波的传播速度的变化体现出来。另外，在对其测量过程中可以以超声波的变化速度为基础进行，但是超声波的变化、传播速度较快，在实际测量过程中很难通过测量超声波的形式将其中的传播时间的变化展现出来。

3.2 板壳理论

声弹性理论在建设过程中与超声波波速的岁应力和应变化有着一定的关系，这种关系建立过程主要通过超声波的压力容器的压力测量模型体现。因此，压力测量过程中需要建立容器压力与管壁应力之间有关系的模型，只有这样才能将其中应力方向大小体现提出来。另外，在对压力容器开展压力测量工作时还可以根据工程应用中的壳体进行测量，并将现有的壳体划分成对应的厚壳与薄壳，并根据压力容器的总类制定出不同的压力测量方法，只有这样才能保证压力测量工作可以顺利进行下去。

3.3 温度影响

温度的不同也会影响超声波的传播速度与传播时间的变化。因此，在开展超声波的压力测量工作时要做好温度的控制工作，只有这样才能保证超声波在传播过程时间不会发生变化。另外，温度已经被认作为超声波压力测量中主要干扰物质之一，温度在变化过程中会随着时间、场合的传播发生变化。要想从根本上降低温度对超声波测量的影响，就应该通过参比式压力测量的方法进行操作，并针对圆柱形状的压力容器进行操作，只有这样才能通过临界折射纵波和表面波的形式制定出对应的测量模型，从而保证测量工作可以顺利进行下去。

在开展反射纵波压力容器的压力测量工作时，可以通过声弹性方法进行，并对超声波的波速、时间、固体材料等应力的变化规律进行全方面的分析；再由超声波的波速对所开展的压力测量工作通过超声波在一定的距离内传播时间的变化量进行传播，只有这样才能更好的了超声波的传播应力，并将其中应力的变化形式体现。而压力容器在开展测量工作时其中最为重要的板壳结构主要通过理论建设的形式将其中的压力容器与管壁之间的应力分布现象体现出来，而接下来的反射纵波的压力容器的压力测量工作打下基础。

4 结语

本文对反射纵波的压力容器压力测量方法进行了简单的研究。希望我国专业技术人员加强对反射纵波的压力容器压力测量方法的研究，只有这样才能保证反射纵波的压力容器压力测量工作可以顺利进行下去，并保证压力容器的使用安全，减少安全事故的发生。

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