程 伟，王 哲，程经纬，江慧丰，陶元宏，陈 炜

(1.合肥通用机械研究院有限公司，合肥 230031；2.合肥通用机械研究院特种设备检验站有限公司，合肥 230031)

0 引言

复合材料高压气瓶是在金属或非金属材料内胆上环缠绕或全缠绕纤维材料制作而成，广泛应用于航空航天、氢能储运、石油化工等领域。纤维缠绕层是复合材料气瓶强度承载介质压力的主要载体，一般可承担75%～95%的载荷，常用纤维包括碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维。碳纤维具有优异的力学性能、润滑性和耐腐蚀性，以及良好的抗疲劳等特性[1-4]，使得碳纤维复合材料气瓶具有质量轻、韧性强、耐疲劳性好等优点，在气体高压储运领域(如车载高压储氢气瓶、大容量储氢管束等)具有广阔的应用前景[5-7]。

复合材料气瓶服役过程中面临高压、高低温、意外冲击损伤、反复充放载荷的长期复杂影响，造成复合材料结构刚度衰减、内胆疲劳损伤等状况，在循环载荷下易发生材料屈服而萌生裂纹，进一步扩展会导致泄漏等严重后果[8-9]。因此，如何在线监测影响气瓶性能的缺陷，特别是裂纹等危险性高的活性缺陷，并及时响应预警，成为保障复合材料气瓶安全运行的关键措施。

在受载条件下，材料中局部域源快速释放能量产生瞬态弹性波的现象称为声发射(Acoustic Emission,简称AE)，通过传感器采集声发射信号进而推断声发射源的技术称为声发射技术[10]。磁粉、超声等常规无损检测技术可以用于检测材料表面或埋藏缺陷，但无法检测出气瓶内部尚处于萌生和扩展阶段的缺陷，而声发射技术特别适用于探测材料在受载条件下内部出现裂纹的萌生和扩展，可用于复合材料气瓶的活性缺陷检测[11-12]。……