基于声发射技术在水电机组状态监测与故障诊断中的应用研究综述

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1、学兔兔www.xuetutu.com水利水电技术第42卷20U年第2期声发射技术在水电机组状态监测与故障诊断中的应用研究综述刘忠，邹淑云，晋风华，谢志聪(长沙理工大学能源与动力工程学院暨能源高效清洁利用湖南省普通高等学校重点实验室，湖南长沙410004)摘要：作为传统检测技术的有益补充，声发射技术在水电机组状态监测与故障诊断中具有重要的应用价值。分别从水轮机空蚀和转轮叶片裂纹两大方面综述了声发射检测技术的应用研究和发展现状，包括这两种故障声发射信号的产生机理、信号规律及其特征提取、声发射检测装置(或系统)开发等。指出了

2、目前存在的主要问题和今后的研究方向。关键词：声发射技术；水轮机；空蚀；转轮叶片裂纹中图分类号：TM312；TV737文献标识码：A文章编号：1000—0860(2011)02·0049—03OverviewonappficationofacousticemissiontechniquetooperationmonitoringandfaultdiagnosisofhydropowergeneratingunitLIUZhong，ZOUShuyun，JINFenghua，XIEZhicong(Keylaboratoryo

3、fEfficientandCleanEnergyUtilization，CollegeofHunanProvince，SchoolofEnergyandPowerEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410004，Hunan，China)Abstract：Asausefulsupplementtotraditionaltestingmethods，acousticemission(AE)techniqueplaysanimportant

4、roleintheoperationconditionmonitoringandfaultdiagnosisofhydropowergeneratingunit．ResearchesanddevelopmentsofAEtech—niqueappliedtothecavitationerosionandrunnerbladecrackingproblemsofhydraulicturbinearereviewedrespectively，inclu—dingtheformingmechanisms，variationr

5、ules，~amreextractionsofAEsignals，andthedevelopmentofAEbasedtestingdevicesorsystems．Furthermore，thecurrentkeyproblemsandfutureresearchdirectionsarefinallypointedoutaswel1．Keywords：acousticemissiontechnique；hydraulicturbine；cavitationerosion；runnerbladecracking轮机的

6、空蚀和转轮叶片裂纹两大问题进行状态监测与1引言故障诊断研究的成果，并指出了存在的问题和今后的全面开展水电机组的状态监测与故障诊断已成为研究方向。保障机组安全经济运行的重要手段。在水电机组状态2水轮机空蚀监测与诊断监测与故障诊断的众多技术中，振动监测技术已经相对成熟，但是对于水轮机空蚀、早期动静碰摩以及水空化空蚀现象对水轮机的安全运行和效率会产生轮机主要部件的应力与裂纹等故障的检测与识别效果极坏的影响。尽管近年来空化空蚀理论与实验研究取欠佳。这些都是国内外尚未完全解决的技术难题_1J。声发射技术作为一种动态无损检测技术，

7、其收稿日期：2010一l0—08检测到的声源能量来自于被测构件活性缺陷本身，具基金项目：湖南省教育厅资助科研项目(09C092)；“动力机械及工有常规检测技术不可比拟的优势，适用于结构复杂程”湖南省重点学科青年创新基金项目；长沙理工大学人工作环境恶劣的大型旋转机械的状态监测与故障诊才引进基金项目。断J。本文主要介绍了国内外基于声发射技术对水作者简介：刘忠(1978一)，男，湖北汉川人，讲师，博士。WaterResourcesandHydropowerEngineeringVo1．42No．2学兔兔www.xuetutu

8、.com刘忠，等∥声发射技术在水电机组状态监测与故障诊断中的应用研究综述得了较大进展，但是对于空蚀破坏的机理尚存在争的LeCroy6810型数据采集装置。议，两种主要观点分别为微型射流理论和冲击波理3水轮机转轮叶片裂纹监测与诊断论_6J。大量微型射流或冲击波作用于叶片和管壁，形成的冲击振动信号中含有范围在20kHz～1MHz的混流