Метод акустической эмиссии. Метод контроля акустической эмиссией Ультразвуковая эмиссия

АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫЙ КОНТРОЛЬ

Цель работы. Изучение основных физических принципов акустико-эмиссионного контроля. Применение метода акустической эмиссии для обследования резервуаров без вывода из эксплуатации. Ознакомление со средствами сбора и обработки информации при диагностике объектов.

Общие положения

Под акустической эмиссией (АЭ) понимается возникновение в среде упругих волн, вызванных изменением ее состояния под действием внешних или внутренних факторов. Акустико-эмиссионный метод основан на анализе этих волн. Целью АЭ контроля является обнаружение, определение координат и слежение (мониторинг) за источниками акустической эмиссии.

Метод акустической эмиссии (АЭ) является чувствительным к любым видам структурных изменений в широком частотном диапазоне работы (обычно от 10 до 1000 кГц). Оборудование способно регистрировать не только хрупкий рост трещин, но также процессы развития локальной пластической деформации, затвердевания, кристаллизации, трения, ударов, течеобразований и фазовых переходов.

Принципиальная схема АЭ контроля приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема АЭ контроля на трубопроводе:

1–преобразователь АЭ (приемник); 2–блок усиления; 3–блок фильтрации; 4– центральный блок сбора и обработки информации на базе индустриального компьютера; 5–объект контроля; 6– источник АЭ; t1 – время прихода сигнала на первый приемник; t2 – время прихода сигнала на второй приемник

Основные приложения, в которых используют АЭ метод контроля:

Периодический контроль целостности конструкций;

Контроль целостности конструкции в период опрессовки;

Контроль работоспособности объекта при пневмоиспытании;

Мониторинг (длительный контроль с одновременной обработкой результатов в режиме реального времени) целостности объекта;

Контроль процесса сварки;

Контроль износа и соприкосновения оборудования при автоматической механической обработке;

Контроль износа и потерь смазки на объектах;

Обнаружение потерянных частей и частиц оборудования;

Обнаружение и контроль течей, кавитации и потоков жидкости в объектах;

Контроль химических реакций, включающий контроль коррозионных процессов, а также процессов жидко-твердого перехода, фазовых превращений.

Большинство конструкционных материалов начинают при нагружении испускать акустические колебания в ультразвуковой части спектра еще задолго до разрушения.

Изучение и регистрация этих волн стала возможной с созданием специальной аппаратуры.

Регистрация сигнала от источника АЭ осуществляется одновременно с шумом постоянного и переменного уровня (рисунок 2). Шумы являются одним из основных факторов, снижающих эффективность АЭ контроля.

Для подавления шумов и выделения полезного сигнала обычно применяют два метода: амплитудный и частотный.

Рисунок 2 – Общая схема регистрируемого сигнала АЭ на фоне шумов:

1 – осцилляции; 2 – плавающий порог;

3 – осцилляции без учета плавающего порога; 4 – шум

Амплитудный заключается в установлении фиксированного и плавающего уровня дискриминационного порога UП, ниже которого сигналы АЭ аппаратура не регистрирует. Фиксированный порог устанавливается при наличии шумов постоянного уровня, плавающий – переменного.

Частотный метод подавления шумов заключается в фильтрации сигнала, принимаемого приемниками АЭ, с помощью низко- и высокочастотного фильтров (ФНЧ/ФВЧ). В этом случае для настройки фильтров перед проведением контроля предварительно оценивают частоту и уровень соответствующих шумов.

Сигналы от источника АЭ типа трещины характеризуются тем, что их испускает один источник, они кратковременны, а время их поступления на преобразователи акустической эмиссии (ПАЭ) отражает расстояние до трещины. Положение источника АЭ на плоскости находят методами триангуляции. По скорости распространения волны в материале и разности времен прихода сигнала на разные ПАЭ рассчитывают местоположение множества точек для источника АЭ, которые будут находиться на окружностях радиусами R1, R2 и R3 от соответствующих ПАЭ (рисунок 3).

Рисунок 3 – Схема локации источника АЭ на плоскости

Характерными особенностями метода АЭ контроля, определяющими его возможности и область применения, являются следующие:

Метод АЭ контроля обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов, что позволяет классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их опасности;

Чувствительность метода АЭ контроля весьма высока. Он позволяет выявить в рабочих условиях приращение трещины порядка долей миллиметра, что значительно превышает чувствительность других методов;

Свойство интегральности метода АЭ контроля обеспечивает контроль всего объекта с использованием одного или нескольких преобразователей АЭ контроля, неподвижно установленных на поверхности объекта;

Метод АЭ контроля обеспечивает возможность проведения контроля объектов без удаления их гидро- или теплоизоляции. Для проведения контроля достаточно вскрыть изоляцию только в местах установки преобразователей, что многократно снижает объем восстановительных работ;

Метод обеспечивает возможность проведения дистанционного контроля недоступных объектов, таких, как подземные и подводные трубопроводы, аппараты закрытых конструкций и т.п.;

Метод позволяет проводить контроль различных технологических процессов и процессов изменения свойств и состояния материалов и имеет меньше ограничений, связанных с их свойствами и структурой;

АЭ метод может быть использован также для оценки скорости развития дефекта и, соответственно, оценки остаточного ресурса контролируемого объекта. Регистрация АЭ позволяет определить образование свищей, сквозных трещин, протечек в уплотнениях, заглушках и фланцевых соединениях.

Существенным недостатком метода является сложность выделения полезного сигнала из помех, когда дефект мал. Вероятность выявления сигнала АЭ высока только при резком развитии дефекта, поэтому метод АЭ контроля рекомендуется применять в сочетании с другими методами неразрушающего контроля.

Акустико-эмиссионный контроль резервуаров

АЭК проводится для выявления развивающихся дефектов сварных соединений и основного металла стенки и днища резервуара.

Для проведения АЭ контроля резервуаров используется многоканальная АЭ система, обеспечивающая регистрацию сигналов акустической эмиссии от дефектов в сварных соединениях и основном металле трех нижних поясов стенки резервуара за один цикл проведения контроля.

Перед проведением работ по АЭ контролю следует:

- максимально устранить источники акустических помех;

- откалибровать АЭ аппаратуру;

- определить уровень шума и радиус зоны приема датчиков.

При проведении АЭ контроля производится непрерывное наблюдение за поступающими данными. Если в ходе нагружения будет отмечено аномальное увеличение активности АЭ – источники АЭ IV (Е) класса опасности, то для предупреждения возникновения аварии (аварийной утечки), испытания приостанавливаются до выяснения причин обнаруженного явления.

На основе полученных и обработанных данных источники АЭ в сварных соединениях и основном металле стенки резервуара оцениваются по степени опасности:

I - пассивный;

II - активный;

III - критически активный;

IV - катастрофически активный.

На основе полученных и обработанных данных АЭ контроля днища источники сигнала оцениваются по степени опасности:

А - очень слабая коррозия;

B - ранняя стадия развития коррозии;

С - локальная коррозия;

D - сильная коррозия днища;

E - очень сильная коррозия днища, обнаружена утечка.

В случае оценки состояния днища по категории Е необходимо немедленно вывести резервуар из эксплуатации и провести полную техническую диагностику.

В случае обнаружения источников АЭ II, III или IV классов или в случае, когда интерпретация АЭ источников затруднена, производится УЗ контроль участков стенки резервуара в местах обнаружения источников АЭ. Окончательная оценка выявленных источников АЭ осуществляется по результатам УЗК. Дефекты, являющиеся источниками АЭ III или IV классов недопустимы.

Аппаратура АЭ контроля

Выпускаемые акустико-эмиссионные приборы и системы используются для контроля и диагностики различных промышленных объектов: магистральных и технологических трубопроводов, баллонов, сосудов давления, резервуаров нефтепродуктов, грузоподъемного оборудования и т.д.

Рисунок 4 – Преобразователи акустической эмиссии

Преобразователи акустической эмиссии, кроме моделей во взрывозащищенном исполнении, имеют режим автоматического тестирования самого датчика, который благодаря излучению волн позволяет также производить проверку работоспособности соседних датчиков и акустико-эмиссионной системы в целом.

Чувствительная пьезоэлектрическая система герметизирована специальным эластичным герметиком. Весь объем корпуса, включая электронную схему, залит эпоксидным компаундом с повышенной адгезией к нержавеющей стали. Преобразователи имеют износостойкий керамический протектор или протектор из нержавеющей стали.

Модели преобразователей различаются по рабочей полосе частот, напряжению питания, коэффициенту усиления предварительного усилителя, исполнению (обычное герметичное или взрывозащищенное герметичное), материалу протектора.

Преобразователи акустической эмиссии крепятся на контролируемый объект с помощью магнитных прижимов.

Рисунок 5 – Магнитные прижимы

Управление системой, сбор и анализ данных обеспечивается специальными программами. Например, в программный пакет AE Studio, поставляемый вместе с акустико-эмиссионной системой входят:

· «Корал» – программа и технология обработки данных акустико-эмиссионного контроля линейных объектов (линейные участки технологических и магистральных нефте-, газо-, продуктопроводов и т.д.);

· «Буря» – пакет независимых одна от другой программ и технология обработки данных акустико-эмиссионного контроля объемных объектов (резервуаров, нефтяных танков, сферических оболочек и т.д.).

Пакет программ «Буря» предназначен для комплексной, детальной обработки акустико-эмиссионной информации, полученной в результате контроля промышленных объектов и включает в себя следующие программы обработки данных:

· «Днище» – программа обработки данных акустико-эмиссионного контроля плоских днищ круглой формы, не имеющих возможности для установки на них датчиков акустической эмиссии (днища РВС). Особенностью программы является возможность использования дополнительных датчиков, которые расставляются на стенке резервуара, для фильтрации акустико-эмиссионных событий с днища от событий, произошедших в верхней части объема РВС.

Рисунок 6 – Программа обработки данных «Днище»

· «Сфера» – Программа обработки данных акустико-эмиссионного контроля сферических объектов (сферические хранилища и резервуары, сферические днища емкостей). Включает отдельную программу «Сфера-Д», необходимую для рисования карты объекта и создания файла координат расстановки датчиков на сферической поверхности с упорядоченной таблицей расстояний между приемниками.

· «Цилиндр» – Программа обработки данных акустико-эмиссионного контроля цилиндрических объектов (цистерн, колонн, стенок РВС). Включает отдельную программу Цилиндр-Д, необходимую для рисования карты объекта и создания файла координат расстановки датчиков на цилиндрической поверхности с упорядоченной таблицей расстояний между приемниками.

Рисунок 7 – Программа обработки данных «Сфера»

Рисунок 8 – Программа обработки данных «Цилиндр»

Рисунок 9 – Резервуар с характерными дефектами

Похожая информация.

АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫЙ КОНТРОЛЬ

Т.С. Никольская

На базе линейной механики разрушения обоснован неразрушающий экспресс-метод определения пороговой нагрузки и остаточного ресурса для металлов.

При зарождении микротрещин или при скачкообразном развитии магистральной трещины освобождается динамически потенциальная энергия деформации частично разгруженного объема, которая расходуется не только на образование новой поверхности, но и на пластическую деформацию перед вершиной трещины, на колебания вновь образовавшейся поверхности, а также на другие сопутствующие процессы. В частности, зарегистрирована эмиссия электронов с поверхности деформируемых металлов и излучение электромагнитных волн при нагружении силикатного стекла. Пластическая деформация перенапряженных объемов вызывает локальный разогрев и эмиссию тепла из зоны разрушения. Колебания вновь образовавшейся поверхности инициируют акустический импульс длительностью от десятых до десятков миллисекунд. Каждый импульс, многократно отражаясь от поверхностей изделия и постепенно рассеиваясь на неоднородностях материала, создает акустический сигнал, который в виде волн напряжений регистрируют на поверхности изделия как акустическую эмиссию.

Интенсивность этих эмиссий позволяет судить о фазе разрушения и о его кинетике, что используют для оценки прочности и остаточного ресурса изделия; причем точность этих оценок оказывается значительно выше, чем точность косвенных методов контроля прочности. Чувствительность эмиссионных методов также на порядок выше, чем у других неразрушающих методов, и позволяет обнаружить зарождение или развитие дефекта размером 1 мкм. Кроме того, эмиссионные методы позволяют локацией определить координаты слабого звена без сканирования изделия. В настоящее время в силу исторических причин наиболее разработаны методы регистрации акустической эмиссии (АЭ). Они же чаще других эмиссионных методов используются для контроля разрушения и прочности.

Обычно АЭ регистрируют с помощью пьезопреобразователя, установленного на поверхности изделия и имеющего с ним акустический контакт через слой смазки, жидкости или через волновод. Электрический сигнал преобразователя усиливается, регистрируется и анализируется акустико-электронной системой, которая сильно искажает параметры сигнала. С учетом этого более перспективным, хотя и менее разработанным, является способ регистрации АЭ оптически, т.е. с помощью лазера.

Основной показатель регистрирующей аппаратуры - уровень ее собственных шумов, приведенный к входу усилителя; у современных акустико-электронных систем этот уровень составляет 2-30 мкВ. От собственных шумов аппаратуры отстраиваются с помощью ее узла-дискриминатора, настраиваемого так, чтобы при свободно подвешенном преобразователе (без акустического контакта с твердым телом) аппаратура не регистрировала каких-либо сигналов, в том числе и электромагнитных наводок.

Акустико-электронная система регистрирует общее число N акустических сигналов, количество их в единицу времени - активность АЭ N, а также информацию об амплитудах сигналов и о вероятностном распределении этих амплитуд. При наличии нескольких каналов возможно определение координат источника АЭ по запаздыванию сигналов разных каналов. Амплитуда сигнала сильно зависит от расстояния между источником АЭ и датчиками. Активность же N АЭ определяется числом событий в единицу времени, в частности, интенсивностью микрорастрескивания или скоростью роста магистральной трещины и по этой причине содержит больше информации о процессе разрушения. К сожалению, N микрорастрескивания часто маскирует N наиболее

опасного дефекта, и частотный спектр сигнала АЭ зависит от модуля упругости материала и от частоты резонатора, т.е. от размеров микрополости, у границы которой инициирован сигнал. Материал с относительно крупными полостями (древесина, бетон и т.д.) при нагружении издает слышимый звук, а материал с более мелкими дефектами -ультразвук. При деформации керамики наибольшее количество сигналов регистрируют резонансные преобразователи с частотой 20-200 кГц, а при деформации сплавов - резонансные преобразователи с частотой 200-2000 кГц. Изменение размеров резонатора, например трещины, или разрыхление материала приводят к изменению частотного спектра АЭ сигнала.

Один из первых исследователей А.Э. Кайзер обратил внимание (1953 г.) на следующую особенность, получившую название эффекта Кайзера: при повторном нагружении изделия АЭ возникает лишь после превышения максимальной нагрузки Ь предыдущего нагружения. Обусловлено это тем, что микропластические деформации, необходимые для микрорастрескивания, рассредоточенного или в зоне с радиусом-вектором р перед вершиной трещины, возникают уже при первом нагружении, а при повторном нагружении не развиваются при Ь<Ьмакс. Однако, если за время разгрузки и повторного нагружения изделия трещина подросла, то вместе с ее вершиной переместится и зона с радиусом р, который к тому же увеличится. В результате уже при Ь<Ьмакс зона реализации разрушения перед вершиной трещины захватит новый объем материала, и АЭ появится при Ь<Ьмакс. Это отклонение от эффекта Кайзера используют как признак развития наиболее опасного дефекта в предшествующем нагружении.

Эффект Кайзера затрудняет оценку состояния изделия по АЭ после аварийной нагрузки Ьав, значительно превышающей эксплуатационную нагрузку Ьэк. В этом случае при контрольном нагружении АЭ отсутствует, пока Ь< Ьав. В то же время при Ь = Ьав возможно заметное развитие опасного дефекта, снижение прочности изделия, а иногда и его разрушение при контрольном нагружении. В частности, по этой причине для оценки состояния изделия по АЭ его целесообразно нагружать до Ь < Ьэк и регистрировать АЭ не при нагружении, а в процессе разгрузки, когда не развиваются микропластические или пластические деформации и нет АЭ микрорастрескивания или роста опасного дефекта. Однако при разгрузке с Ь « Ьо (где Ьо - пороговая или максимальная неразрушающая нагрузка) трещина перестает закрываться еще до полного снятия нагрузки. Этот эффект, обнаруженный Эльбером в 1978 г., получил название «закрытие трещины». Вызван он тем, что при Ь « Ьо старту трещины предшествуют микропластические деформации перед фронтом трещины, которые при разгрузке приводят к несовпадению микрорельефа поверхностей трещины у вершины. Это несовпадение вызывает шумы трения («зубной скрежет») перед окончанием разгрузки . Современная аппаратура позволяет регистрировать такие шумы и тем самым без разрушения изделия определять значение Ьо изделия, даже если при его нагружении АЭ отсутствовала, например, из-за эффекта Кайзера.

В общем случае долговечность изделия определяется как сумма времени формирования трещины, способной к дальнейшему развитию, и времени ее роста до фрагментации изделия. При циклическом нагружении перед стартом трещины наблюдается эффект Эльбера - соприкосновение поверхностей у вершины трещины еще до полной ее разгрузки, а точнее - перед окончанием нагрузки. Закрытие трещины сопровождается акустическими сигналами - предвестниками старта трещины; их и использовали для оценки времени формирования трещины в образах стали 3, 45, 40Х и 12Х18Н10Т при комнатной температуре в условиях стационарного циклического растяжения от нуля до максимального напряжения вмакс или изгиба. Эффект Эльбера позволяет определить также пороговую нагрузку Ь0, без превышения которой трещина не развивается, и соответствующее номинальное напряжение в0 . С этой целью образец нагружали и

полностью разгружали, регистрируя акустическую эмиссию (АЭ) и повышая максимальную нагрузку цикла на 3% до тех пор, пока при окончании нагрузки не появлялся АЭ. АЭ регистрировали с помощью прибора АФ-15, имеющего уровень собственных шумов 15 мкВ. Резонансный пьезокерамический преобразователь (600-1000 кГц) прижимали к образцу тарированной пружины через слой смазки, улучшающей акустический контакт.

Число циклов Nф, после которого первый раз была зарегистрирована АЭ при стационарном нагружении, принимали за оценку периода формирования трещины в стальном образце. Затем через каждые Nф циклов с помощью АЭ определяли пороговое напряжение о0, без превышения которого в процессе разгрузки АЭ не наблюдалась. Значение о0< омакс постепенно снижалось с увеличением числа циклов. За полную долговечность принимали число циклов N от начала испытания образца до его фрагментации. Число циклов роста трещины рассчитывали как N=N Щ.

°макс Кф N Кф/К tg

40Х: 300-1 502 226 4 185 220 0,120 0,79

300 904 400 6 029 370 0,150 0,77

002=800 400 150 938 1 006 250 0,150 0,75

600+ 17 683 98 240 0,180 0,73

Ов=1100 600-1 20 514 120 670 0,170 0,75

600 45 706 240 560 0,190 0,74

5=6% 850 2 281 11 234 0,203 0,72

950 120 629 0,191 0,73

45: 240+ 105 000 6 211 700 0,169 0,80

240-1 765 000 4 592 200 0,167 0,90

002=320 280+ 30 000 159 600 0,188 0,82

280-1 30 000 174 400 0,172 0,81

0в=400 280 45 000 241 600 0,186 0,81

300 15 000 75 300 0,199 0,80

5=9% 360 230 8 219 0,280 0,82

380 173 524 0,330 0,72

3: 120 765 000 5 112 000 0,148 1,11

002=200 160+ 30 000 212 100 0,141 1,01

160-1 30 000 200 800 0,149 1,03

ов=220 160 60 000 305 300 0,196 1,06

180 15 000 48 300 0,311 1,09

5=30% 200 2 040 6 000 0,345 1,06

210 117 300 0,392 1,07

12Х18Н10Т: 200-1 1 305 000 4 711 000 0,277 1,70

002=286 220+ 144 000 509 800 0,283 1,73

220-1 75 000 250 900 0,299 1,64

0в=588 220 105 000 316 307 0,338 1,67

250 30 000 88 333 0,340 1,67

5=78% 502 1 517 4 335 0,349 1,62

540 83 198 0,419 1,67

Таблица 1. Результаты циклических испытаний

Растяжение с омакс больше предела текучести от (или о02) осуществляли с периодом 18 с. При изгибе образцы испытывали с частотой 50 Гц; для определения ^ кон-

трольную разгрузку с омаКс за 10 с проводили через каждые 15000 циклов. Результаты испытаний приведены в табл. 1, где N, Щ и N$/N - средние значения по результатам испытаний 8 образцов; напряжения g даны в МПа, а 5 - относительное удлинение после разрыва при монотонном нагружении. Индекс "-1" у некоторых значений GMaKe указывает на то, что результаты получены при изгибе образцов-балочек силой посередине пролета в условиях симметричного цикла напряжения с характеристикой цикла r ^минМмакс=-1. Индексом "+" отмечены значения g,^ при симметричном изгибе кольцевым пуансоном соосной пластины, опертой на кольцо (плоское напряженное состояние), знакопостоянном циклом напряжения с r =0,05. Для каждого образца рассчитали несколько значений G0i Ммакс и соответствующие им значения N/Np , где Ni - остаточный ресурс образца после i-ой остановки для определения o0i. Экспериментальные точки, полученные таким образом для определенного режима нагружения какой-либо стали, группируются в координатах lg(Ni/Np) и ^(go/g,^) около прямой, тангенс угла к оси 1g(G0i/G макс) в таблице обозначен как tg. Для стали 40Х среднее значение этих тангенсов при различных режимах оказалось равным 1,0, для стали 45 - 0,71, для стали 3 -0,86, а для стали 12Х18Н10Т - 1,44.

Как видно из таблицы, для исследования сталей отношение Nф/N колеблется от 0,12 до 0,42, а для конкретной стали имеет тенденцию к уменьшению с увеличением числа циклов до разрушения. В силу этого, если после известной наработки с g,^, например, гарантированного ресурса, при контроле получено g^g,^, то можно повторять наработку без промежуточного контроля. Если же g^g,^, то за Nф целесообразно принять значение NH суммарной наработки, после которой еще было g^g,^. В этом случае можно считать N=Nн(N/Nф), Nр=N-Nн=Nн(N/Nф-1) и N=Nh(N/ ^-1)(G0 МмаксД значения Nф/Nи tg даны в табл. 1.

Литература

1. Бормоткин В.О., Никольский С.Г. О роли разгрузки в развитии трещин // Сб. докл. II Междунар. конф. "Научно-технические проблемы прогнозирования надёжности и долговечности...". СПб ГТУ,1997. С. 86-88.

2. Бормоткин В.О., Никольская Т.С., Никольский С.Г. Способ определения максимальной нагрузки, ещё не снижающей прочность изделия. // Сб. докл. II Междунар. конф. "Научно-технические проблемы прогнозирования надёжности и долговечности.". СПб ГТУ, 1997. С. 88-89.

Б.С.Кабанов, В.П.Гомера, В.Л.Соколов, A.A.Охотников, “КИРИШИНЕФТЕОРГСИНТЕЗ”

Введение

“Киришинефтеоргсинтез” был первым нефтеперерабатывающим заводом в России, который ввел группу АЭ в структуру своей лаборатории технической диагностики. В тот период метод АЭ использовали, в основном, научные организации и исследовательские центры. Промышленные организации пользовались услугами данных центров, когда в этом возникала необходимость.

Учитывая перспективы использования АЭ для повышения надежности работы технологического оборудования, и желая увеличить объемы и оперативность использования АЭ, руководство механической службы приняло решение о создании собственной группы АЭ. Сейчас АЭ сопровождает проведение гидроиспытаний и пневмоиспытаний сосудов давления, работающих в наиболее жестких эксплуатационных условиях и повышает эффективность применения традиционных методов дефектоскопии в результате локализации зоны использования этих методов. Кроме того, все пневмоиспытания сосудов обязательно сопровождаются АЭ. Российские правила контроля разрешают проводить пневмоиспытания сосудов вместо гидро-испытаний только при условии использования АЭ для обеспечения безопасности контроля.

Необходимость такой замены возникает часто, так как на заводе эксплуатируется достаточно много сосудов, для которых нельзя допускать попадания воды внутрь из-за конструкционных особенностей этих сосудов (например, наличие катализатора внутри реакторов). Для анализа данных, полученных в результате испытаний, используются, в основном, традиционные критерии: локация сигналов, эффект Кайзера, выдержки давления и др. Дополнительно при анализе данных используется такой метод, как локация источников АЭ с учетом переменных значений скорости распространения сигналов в относительно тонких оболочках (различные моды волн Лэмба). Также применяются некоторые алгоритмы кластерного анализа. С 1992 года проведены испытания 205 сосудов.

По результатам испытаний был проведен профилактический ремонт 29 сосудов. По результам обработки всех испытаний формируется база данных по АЭ контролю сосудов. Первой АЭ системой, которая была использована на нашем предприятии была LOCAN AT фирмы PAC. Эта система продолжает эксплуатироваться и сейчас. Дополнительно, чтобы повысить качество АЭ при контроле больших сосудов, и, учитывая прогресс в развитии АЭ систем, наша организация в 1998 году приобрела систему AMSY4 фирмы “Vallen Systeme”.

Примеры использования АЭ для контроля сосудов

Чтобы подтвердить тезис об эффективности использования АЭ для диагностики оборудования нефтеперерабатывающего завода приведем несколько реальных примеров обнаружения дефектов. Во всех этих примерах вероятность обнаружить дефекты без применения АЭ, используя только традиционные методы контроля, была очень мала. Результаты получены с использованием системы AMSY4.

ПРИМЕР 1

Объект контроля - корпус теплообменника, материал - углеродистая сталь с плакировкой из нержавеющей стали, толщина - 20 мм, пневмоиспытания (эскиз представлен на рис.1). Результаты планарной локации показаны на рис.2. Они были использованы для определения участка корпуса сосуда с высокой концентрацией источников АЭ - для последующего анализа. Затем с использованием других инструментов пост-обработки данных была проведена более точная локализация и классификация зон АЭ активности. Примеры элементов такого анализа приведены на рис.3. Приведенная на левом графике зависимость Amplitude от Counts для трех каналов (показана различным цветом для разных каналов) свидетельствует о наличии более высоких амплитуд, регистрируемых по 14 каналу, в сравнении с каналами 6 и 13 (что является достаточным основанием не ограничиваться результатами формальной локации и указывает на необходимость дополнительного анализа данных от группы АЭ источников, расположенных в пределах рассматриваемого фрагмента локационной антенны).

Наличие импульсов высокой амплитуды по #14 указывает на то, что возможно наличие АЭ источника в непосредственной близости от места установки датчика. Правый график на Рис.3 иллюстрирует использование информации о параметре Rise Time для интерпретации результатов планарной локации.

Окончательные результаты локализации зон, содержащих источники АЭ, и положение АЭ преобразователей на развертке сосуда указаны на Рис.4. Указанные зоны АЭ активности были классифицированы в соответствии с природой АЭ источников, их образующих, следующим образом: Зона 1 связана с процессами релаксации напряжений в сварном соединении между корпусом и неподвижной опорой; Зоны 2 и 3 образованы в результате регистрации сигналов, сопровождавших релаксационные процессы в зонах приварки внутренних устройств к корпусу сосуда. (Необходимо отметить, что процессы релаксации в Зонах 2 и 3, как правило, коррелировали между собой, поэтому сигналы из различных источников образовывали суперпозиции; данные суперпозиции регистрировались сенсорами из локационной группы, образованной каналами ## 13,14,6,10 и, как следствие, формальные результаты планарной локации имели вид, представленный на Рис.2). В Зоне 4 (в районе расположения датчика #14) по результатам дополнительного контроля традиционными методами контроля был обнаружен опасный дефект (круговая трещина глубиной глубиной 8-10 мм в сварном шве вокруг глухой бобышки диаметром 45 мм с выходом на продольный шов обечайки), образовавшийся как результат коррозионного растрескивания.

Рис.2. Параметры локационного кластера, соответствующего Зоне 2.

Рис.3. Некоторые зависимости, используемые при анализе данных из Примера 1: корреляции Counts vs. Amp and Rise Time vs. Amp для каналов ## 6,13,14

Рис.4. Схема расположения контрольных преобразователей на развертке корпуса теплообменника (Пример 1), вид изнутри. Обозначены зоны наиболее активных AЭ источников.

ПРИМЕР 2

Объект контроля - вертикальный сосуд, расположенный в одном корпусе с другим сосудом. Сосуды разделены плоской сплошной перегородкой (Рис.5). АЭ контроль сопровождал гидроиспытания верхнего сосуда. Материал - углеродистая сталь с плакировкой, толщина стенки - 16 мм.

В результате эксплуатационных нагрузок в нескольких точках по периметру перегородки произошла ее перфорация: в сварном шве между корпусом и пергородкой появились сквозные трещины. Эти трещины раскрывались только в результате воздействия внутреннего давления и поэтому не были обнаружены традиционными методами контроля во время остановки сосуда.

Применение АЭ во время гидроиспытаний сосуда позволило выявить данные дефекты. Импульсные характеристики сигналов некоторых датчиков из нижнего пояса имели вид, характерный для сигналов, регистрирующих утечки (некоторые импульсные характеристики представлены на Рис.6). Однако, визуально - с внешней стороны корпуса - утечки отсутствовали. Кроме того, предварительный контроль другими методами сварных соединений перегородки и корпуса дефектов не обнаружил.

Дополнительная информация для решения проблемы была получена при помощи функций визуализации формы сигнала, которые были использованы для качественной оценки типа источника АЭ по форме сигналов.

На Рис.7 представлен пример регистрации типичных сигналов для двух разных датчиков от источников разной природы. Датчик #4 находился возле участка сварного шва с небольшими коррозионными дефектами.

Датчик #3 был расположен возле перегородки (см. Рис.5) и регистрировал периодические утечки через сквозные трещины соединительного шва.

Надо заметить, что нижний сосуд также был заполнен водой (подготовлен к гидроиспытаниям). Это факт внес дополнительные особенности в характер регистрируемых данных: вода, нагнетаемая насосом в верхний сосуд, повышала в нем давление до тех пор, пока напряжение в месте перфорации не превысило значение, нужное для раскрытия трещин. В результате через трещины вода из верхнего сосуда поступала в нижний и повышало в нем давление до того же значения, что и в верхнем сосуде. Это обстоятельство внесло дополнительные возмущения в структуру данных.

Однако, использование АЭ для решения подобных проблем, возможно, является оптимальным. Во всяком случае, в рассмотренном примере удалось успешно определить тип всех дефектов и место их расположения.

Рис.7. Примеры сигналов, зарегистрированны от утечки (Chan.3) и от коррозионного растрескивания (Chan.4)

Рис.8. Определение положения дефекта на корпусе сферического сосуда с использованием алгоритмов сферической локации

Рис.9. Примеры графических форм, использованных для локализации зоны корпуса сферической емкости (участок шва протяженностью 800мм), содержащей коррозионные дефекты (с использованием принципов зональной локации)

ПРИМЕР 3

Эффективность АЭ высока для больших сосудов с труднодоступными участками. Для таких сосудов наиболее эффективным является использование комбинации различных локационных алгоритмов, предоставляемых системой AMSY4. Например, для контроля сферического сосуда хорошие результаты были получены при сочетании сферической и зональной локации.

Характеристики сосуда: материал - углеродистая сталь, толщина -16 мм, диаметр - 10500 мм, емкость - 600 куб.м. АЭ сопровождала гидроиспытания сосуда. В результате контроля были выявлены две зоны на корпусе сосуда, содержащие коррозионные дефекты. Одна из зон была выявлена с использованием результатов сферической локации (Рис.8). Вторая зона (участок шва) была определена с использованием принципов зональной локации. Некоторые данные, характеризующие высокую относительную активность датчика #8, расположенного в этой зоне, приведены на Рис.9.

В дальнейшем результаты АЭ были подтверждены ультразвуковым контролем. и произведен ремонт дефектных участков корпуса.

Заключение

Сейчас метод АЭ на “Киришинефтеоргсинтез” включен в общую структуру неразрушающего контроля предприятия и успешно дополняет традиционные методы.

Руководство организации, учитывая эффективность применения АЭ, увеличивает объемы его применения и продолжает инвестиции в развитие АЭ на предприятии.

Неразрушающий контроль (НК) - технологический контроль надежности параметров объета или его элементов. При его проведении исследуемый объект не выводится из работы, не демонтируется.

Неразрушающий контроль применяется для диагностики зданий и сооружений, а также для сложного технологического оборудования. Технология неразрушающего контроля безопасна и является важнейшим элементом экспертизы промышленной безопасности. Благодаря неразрушающему контролю обеспечивается техническая безопасность на любых объектах.

Метод Акустико-эмиссионного контроля

Акустико-эмиссионный метод (АЭ) - основан на явлении, называемом акустической эмиссией. При возникновении и распространении акустических волн при деформации напряжённого материала или истечении газов и других процессах возникают упругие колебания акустических волн, данные которых используются для определения образования дефектов на начальной стадии разрушения конструкции. Благодаря движению среды возможно использование АЭ для дигностики процессов и материалов, таких как критерий целостности материала.
Метод акустико-эмиссионного неразрушающего контроля — это контроль технического состояния объектов обследования. Основан он на принципах излучения и регистрации волн напряжений в материале, который подвергается нагрузке силой, давлением, температурой и тп. Выбор вида нагрузки определяется условиями работы обследуемого объекта, его конструкцией, характером испытаний.

Применение
Данный метод применим во время изготовления объектов контроля, в процессе их производственных испытаний, при техническом освидетельствовании, а также, непосредственно, в процессе экплуатации.

Зачем нужен метод АЭ контроля?

Цель акустико-эмиссионного НК — обнаружить, определить координаты и отследить источники акустической эмиссии, которые связанны с несплошностями на поверхности или в объеме стенки сосуда, сварного соединения и изготовленных частях и компонентах.
При наличии технических возможностей, необходимо оценить источники АЭ другими методами НК.
Акустико-эмиссионный метод НК может быть использован для того, чтобы оценить скорость развития дефекта. При этом есть возможность заблаговременно прекратить испытания и предотвратить разрушение объекта (изделия). Этот метод позволяет определить образование различных трещин, протечек и прочих неисправностей в уплотнениях, заглушках, арматуре.

Кто такой дефектоскопист?

Дефектоскопист — это специалист по неразрушающему контролю. В обязанности дефектоскописта входит диагностика объектов, а также их частей (узлов) на предмет выявления различных дефектов. Одно только название профессии говорит о том, что профессия дефектоскописта очень ответственная, многопрофильная, непростая. Специалист неразрушающего контроля должен уверенно работать с дорогостоящим и сложным оборудованием, обладать обширными техническими знаниями, знать стандарты, нормы дефектоскопистов, регламенты и различного рода документацию.

Аттестация дефектоскописта

Аттестация (сертификация) персонала на неразрушающие методы контроля на I, II и III уровни квалификации проходит в соответствии с требованиями .

Для точного расчета стоимости аттестации, необходимо выбрать методы и объекты, по которым Вам необходимо обучиться.

Основные методы и объекты неразрушающего контроля (НК)

Методы дефектоскопии:

- основан на явлении, называемом акустической эмиссией. При возникновении и распространении акустических волн при деформации напряжённого материала или истечении газов и других процессах возникают упругие колебания акустических волн, данные которых используются для определения образования дефектов на начальной стадии разрушения конструкции. Благодаря движению среды возможно использование АЭ для дигностики процессов и материалов, таких как критерий целостности материала;
- основанный на исследовании процесса распространения ультразвуковых колебаний с частотой 0,5 - 25 МГц в контролируемых изделиях с помощью специального оборудования - ультразвукового дефектоскопа;
Магнитный (МК) - основанный на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом;
Электрический (ЭК) - основанный на регистрации параметров электрического поля, взаимодействующего с контролируемым объектом или возникающего в контролируемом объекте в результате внешнего воздействия;
Вихретоковый (ВК) - основанный на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в контролируемом объекте;
Радиоволновой (РВК) - основанный на регистрации изменений параметров электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с контролируемым объектом;
Тепловой (ТК) - основанный на регистрации изменений тепловых или температурных полей контролируемых объектов, вызванных дефектами;
Оптический (ОК) - основанный на регистрации параметров оптического излучения, взаимодействующего с контролируемым объектом;
— основанный на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия с контролируемым объектом. Слово «радиационный» может заменяться словом, обозначающим конкретный вид ионизирующего излучения, например, рентгеновский, нейтронный и т. д.;
Проникающими веществами - основанный на проникновении веществ в полости дефектов контролируемого объекта. Существует несколько видов данного метода, например «капиллярный (ПВК)», или «течеискание (ПВТ)», который используется при выявлении сквозных дефектов;
— основанный на визуальном осмотре и контроле качества сварочных швов, подготовке и сборки заготовок под сварку. Цель данного осмотра — выявить вмятины, заусенцы, ржавчину, прожоги, наплыви и прочие видимые деффекты. Этот метод предшествует остальным методам дефектоскопии и является базовым;
Вибордиагностический (ВД ) – основанный на анализе параметров вибрации, возникающей при работе контролируемого объекта. Вибрационная диагностика нацелена на поиск неисправностей и оценку технического состояния объекта вибрационно-диагностического контроля.

Объекты дефектоскопии:

1. Объекты котлонадзора

1.1. Паровые и водогрейные котлы
1.2. Электрические котлы
1.3. Сосуды, работающие под давлением свыше 0,07 МПа
1.4. Трубопроводы пара и горячей воды с рабочим давлением пара более 0,07 МПа и температурой воды свыше 115°С
1.5. Барокамеры

2. Системы газоснабжения (газораспределения)

2.1. Наружные газопроводы
2.1.1. Наружные газопроводы стальные
2.1.2. Наружные газопроводы полиэтиленовые
2.2. Внутренние газопроводы стальные
2.3. Детали и узлы, газовое оборудование

3. Подъемные сооружения

3.1. Грузоподъемные краны
3.2. Подъемники (вышки)
3.3. Канатные дороги
3.4. Фуникулеры
3.5. Эскалаторы
3.6. Лифты
3.7. Краны-трубоукладчики
3.8. Краны-манипуляторы
3.9. Платформы подъемные для инвалидов
3.10. Крановые пути

4. Объекты горнорудной промышленности

4.1. Здания и сооружения поверхностных комплексов рудников, обогатительных фабрик, фабрик окомкования и аглофабрик
4.2. Шахтные подъемные машины
4.3. Горно-транспортное и горно-обогатительное оборудование

5. Объекты угольной промышленности

5.1. Шахтные подъемные машины
5.2. Вентиляторы главного проветривания
5.3. Горно-транспортное и углеобогатительное оборудование

6. Оборудование нефтяной и газовой промышленности

6.1. Оборудование для бурения скважин
6.2. Оборудование для эксплуатации скважин
6.3. Оборудование для освоения и ремонта скважин
6.4. Оборудование газонефтеперекачивающих станций
6.5. Газонефтепродуктопроводы
6.6. Резервуары для нефти и нефтепродуктов

7. Оборудование металлургической промышленности

7.1. Металлоконструкции технических устройств, зданий и сооружений
7.2. Газопроводы технологических газов
7.3. Цапфы чугуновозов, стальковшей, металлоразливочных ковшей

8. Оборудование взрывопожароопасных и химически опасных производств

8.1. Оборудование химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, работающих под давлением до 16 МПа
8.2. Оборудование химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, работающих под давлением свыше 16 МПа
8.3. Оборудование химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, работающих под вакуумом
8.4. Резервуары для хранения взрывопожароопасных и токсичных веществ
8.5. Изотермические хранилища
8.6. Криогенное оборудование
8.7. Оборудование аммиачных холодильных установок
8.8. Печи
8.9. Компрессорное и насосное оборудование
8.10. Центрифуги, сепараторы
8.11. Цистерны, контейнеры (бочки), баллоны для взрывопожароопасных токсичных веществ
8.12. Технологические трубопроводы, трубопроводы пара и горячей воды

9. Объекты железнодорожного транспорта:

9.1. Подвижной состав и контейнеры, предназначенные для транспортирования опасных
веществ.
9.2. Железнодорожные подъездные пути.

10. Объекты хранения и переработки зерна:

10.1. Воздуходувные машины (турбокомпрессоры воздушные, турбовоздуходувки).
10.2. Вентиляторы (центробежные, радиальные, ВВД).
10.3. Дробилки молотковые, вальцовые станки, энтолейторы.

11. Здания и сооружения (строительные объекты)

11.1. Металлические конструкции
11.2. Бетонные и железобетонные конструкции
11.3. Каменные и армокаменные конструкции

Выучиться на дефектоскописта

Конечно же труд дефектоскописта должен быть основан на обширных знаниях, которые можно получить, пройдя курсы дефектоскопистов. Обучение по профессии дефектоскопист акустико- эмиссионного метода НК в Москве проводят специальные независимые органы по аттестации персонала системы неразрушающего контроля. Получив образование, проводится аттестация дефектоскописта, по результатам которой выдается удостоверение инженера дефектоскописта. Наша компания поможет Вам и Вашим сотрудникам выучиться на дефектоскописта различных видов, в данном случае, дефектоскопист акустико-эмиссионного метода НК, без отрыва от производства .

Зачем нужна аттестация дефектоскописта?

Согласно , все специалисты неразрушающего контроля (дефектоскописты) должны проходить аттестацию, при проведении контроля методами установленными п.17 методами на объектах, установленных Приложением 1.

Аттестацией своих специалистов долнжы заниматься предприятия и организации, осуществляющие деятельность по неразрушающему контролю при технической диагностике, ремонте, реконструкции зданий и сооружений, а также их частей и технических устройств на производственных объектах связанных с повышенной опасностью. Также организации, занимающиеся аттестацией, повышением квалификации персонала должны пройти аттестацию в специальных независимых органах по аттестации персонала системы неразрушающего контроля.

3 уровня квалификации дефектоскописта :

I уровень квалификации — специалист НК, обладающий умениями, знаниями и навыками согласно п. 1.2 Приложения 4.

Специалист НК I уровня квалификации может выполнять работы по незразрущающему контролю определенным методом НК, определенных объектов, согласно инструкции, строго соблюдая технологию и методику НК и под контролем персонала уровня квалификации выше, чем у него.

В обязанности дефектоскописта I уровня входит:

настройка оборудования, которое используется для осуществления НК соответствующим методом;
выполнение НК методом, на который аттестован;
описание результатов наблюдения и контроля.

Специалист I уровня квалификации не может осуществлять самостоятельный выбор метода НК, оборудования, технологии и режима контроля, проводить оценку результатов контроля.

II уровень квалификации — специалист НК, обладающий знаниями, умениями и навыками согласно пп 2.2 и 2.3 Приложения 4.

Специалист НК II уровня квалификации может выполнять работы по незразрушающему контролю, обладает достаточной квалификацией для руководства НК в соответствии с нормативно-технической документацией, для выбора способа контроля, ограничения области применения метода. Производит настройку оборудования, проводит оценку качества объекта или элемента в соответствии с документами, документирует полученные результаты, разрабатывает инструкции и различные документы по конкретной продукции в области своей аттестации, подготавливает и руководит специалистами I уровня. Специалист II уровня квалификации НК производит выбор технологии и средств контроля, делает заключение по результатам контроля, который осуществляет он сам или специалист НК I уровня.

III уровень квалификации — специалист НК, обладающий знаниями, умениями и навыками согласно п.3 Приложения 4.

Специалист НК III уровня квалификации обладает квалификацией, необходимой для руководства любыми операциями по методу НК, по которому он аттестован, осуществляет самостоятельный выбор методов и способов НК, персонала и оборудования. Руководит работой персонала I и II уровней, и выполняет работы, которые входят в обязанности этих уровней. Контролирует и согласовывает технологическую документацию, которая разработана специалистами II уровня. Занимается разработкой методических документов и технических регламентов по НК, а также оценкой и интерпретацией результатов контроля. Участвует в подготовке, аттестации персонала на I, II, III уровни, если уполномочен Независимым органом. Инспектирует работы, которые выполнены персоналом I и уровней, занимается выбором технологии и средств контроля, делает заключение по его результатам, которое он выполнил сам, или же специалист I уровня под его наблюдением.

Существуют также различные разряды дефектоскопистов , которые они получают непосредственно на предприятиях, где они работают.

Вы можете пройти обучение независимо от того, какую квалификацию уже имеете на данный момент. Если у вас уже есть стаж работы по профессии, и вы хотите повысить свой статус до дефектоскописта 6 разряда, вам необходимо пройти повышение квалификации дефектоскопистов. Для специалистов с недостаточным стажем и знаниями существуют курсы, где проходит профессиональная подготовка дефектоскопистов, где вы сможете учиться на дефектоскописта «с нуля».

ВАЖНО

Для того, чтобы заниматься деятельностью по неразрушающему контролю акустико-эмиссионного метода НК работнику необходимо получить заключение врача терапевта и окулиста, о состоянии здоровья.

Срок действия аттестации дефектоскописта I, II уровней — 3 года, III уровня — 5 лет с момента аттестации.

Стоимость удостоверения дефектоскописта рассчитывается только по заявке, исходя из того, по каким работам и видам деятельности будет производится аттестация!

Источники акустической эмиссии

При разрушении почти все материалы издают звук («крик олова», известный с середины XIX столетия, треск ломающейся древесины, льда и др.), т. е. испускают акустические волны, воспринимаемые на слух. Большинство конструкционных материалов (например, многие металлы и композиционные материалы) начинают при нагружении испускать акустические колебания в ультразвуковой (неслышимой) части спектра еще задолго до разрушения. Изучение и регистрация этих волн стала возможной с созданием специальной аппаратуры. Особенно интенсивно работы в этом направлении стали развиваться с середины 60-х годов XX в. в связи с необходимостью контроля особо ответственных технических объектов: ядерных реакторов и трубопроводов АЭС, корпусов ракет и др.

Под акустической эмиссией (эмиссия ‑ испускание, генерация) понимается возникновение в среде упругих волн, вызванных изменением ее состояния под действием внешних или внутренних факторов. Акустико-эмиссионный метод основан на анализе этих волн и является одним из пассивных методов акустического контроля. В соответствии с ГОСТ 27655-88 «Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения» механизмом возбуждения акустической эмиссии (АЭ) является совокупность физических и (или) химических процессов, происходящих в объекте контроля. В зависимости от типа процесса АЭ разделяют на следующие виды:

· АЭ материала, вызываемая динамической локальной перестройкой его структуры;

· АЭ трения, вызываемая трением поверхностей твердых тел в местах приложения нагрузки и в соединениях, где имеет место податливость сопрягаемых элементов;

· АЭ утечки, вызванная результатом взаимодействия протекающей через течь жидкости или газа со стенками течи и окружающим воздухом;

· АЭ при химических или электрических реакциях, возникающих в результате протекания соответствующих реакций, в том числе сопровождающих коррозийные процессы;

· магнитная и радиационная АЭ, возникающая соответственно при перемагничивании материалов (магнитный шум) или в результате взаимодействия с ним ионизирующего излучения;

· АЭ, вызываемая фазовыми превращениями в веществах и материалах.

Таким образом, АЭ ‑ явление, сопровождающее едва ли не все физические процессы, протекающие в твердых телах и на их поверхности. Возможности регистрации ряда видов АЭ вследствие их малости, особенно АЭ, возникающих на молекулярном уровне, при движении дефектов (дислокаций) кристаллической решетки, ограничивается чувствительностью аппаратуры, поэтому в практике АЭ контроля большинства промышленных объектов, в том числе объектов нефтегазовой промышленности, используют первые три вида АЭ. При этом необходимо иметь в виду, что АЭ трения создает шум, приводит к образованию ложных дефектов и является одним из основных факторов, усложняющих применение АЭ метода. Кроме того, из АЭ первого вида регистрируются только наиболее сильные сигналы от развивающихся дефектов: при росте трещин и при пластическом деформировании материала. Последнее обстоятельство придает АЭ методу большую практическую значимость и обусловливает его широкое применение для целей технической диагностики.

Целью АЭ контроля является обнаружение, определение координат и слежение (мониторинг) за источниками акустической эмиссии, связанными с несплошностями на поверхности или в объеме стенки объекта контроля, сварного соединения и изготовляемых частей и компонентов. Все индикации, вызванные источниками АЭ, должны быть при наличии технической возможности оценены другими методами неразрушающего контроля.

Виды сигналов АЭ

Регистрируемую промышленной серийной аппаратурой АЭ разделяют на непрерывную и дискретную. Непрерывная АЭ регистрируется как непрерывное волновое поле с большой частотой следования сигналов, а дискретная состоит из раздельных различимых импульсов с амплитудой, превышающей уровень шума. Непрерывная соответствует пластическому деформированию (течению) металла или истечению жидкости или газа через течи, дискретная ‑ скачкообразному росту трещин.

Размер источника излучения дискретной АЭ невелик и сопоставим с длиной излучаемых волн. Его можно представить в виде квазиточечного источника, расположенного на поверхности или внутри материала и излучающего сферические волны или волны других типов. При взаимодействии волн с поверхностью (границей раздела двух сред) происходит их отражение и трансформация. Волны, распространяющиеся внутри объемов материала, быстро слабнут из-за затухания. Поверхностные волны затухают с расстоянием значительно меньше объемных, поэтому они преимущественно и регистрируются приемниками АЭ.

Регистрация сигнала от источника АЭ осуществляется одновременно с шумом постоянного или переменного уровня (рисунок 10.1) . Шумы являются одним из основных факторов, снижающих эффективность АЭ контроля. Ввиду разнообразия причин, вызывающих их появление, шумы классифицируются в зависимости от:

· механизма генерации (источника происхождения) - акустические (механические) и электромагнитные;

· вида сигнала шумов - импульсные и непрерывные;

· расположения источника - внешние и внутренние. Основными источниками шумов при АЭ контроле объектов являются:

· разбрызгивание жидкости в емкости, сосуде или трубопроводе при его наполнении;

· гидродинамические турбулентные явления при высокой скорости нагружения;

· трение в точках контакта объекта с опорами или подвеской, а также в соединениях, обладающих податливостью;

· работа насосов, моторов и других механических устройств;

· действие электромагнитных наводок;

· воздействие окружающей среды (дождя, ветра и пр.);

· собственные тепловые шумы преобразователя АЭ и шум входных каскадов усилителя (предусилителя).

Для подавления шумов и выделения полезного сигнала обычно применяют два метода: амплитудный и частотный. Амплитудный заключается в установлении фиксированного или плавающего уровня дискриминационного порога ниже которого сигналы АЭ аппаратура не регистрирует. Фиксированный порог устанавливается при наличии шумов постоянного уровня, плавающий - переменного. Плавающий порог , устанавливаемый автоматически за счет отслеживания общего уровня шумов, позволяет, в отличие от фиксированного, исключить регистрацию части сигналов шума как сигнала АЭ.

Рисунок 1. Общая схема регистрируемого сигнала АЭ на фоне шумов:

1 - осцилляции; 2 - плавающий порог; 3 - осцилляции без учета плавающего порога; 4 - шум

Рисунок10.2. Общий вид сигнала АЭ на выходе усилительного тракта аппаратуры:

1 - осцилляции; 2 - огибающая; - пороговое значение амплитуды; - амплитуда k-го импульса

Частотный метод подавления шумов заключается в фильтрации сигнала, принимаемого приемниками АЭ, с помощью низко- и высокочастотных фильтров (ФНЧ/ФВЧ). В этом случае для настройки фильтров перед проведением контроля предварительно оценивают частоту и уровень соответствующих шумов.

После прохождения сигнала через фильтры и усилительный тракт, наряду с трансформацией волн на поверхности контролируемого изделия, происходит дальнейшее искажение первоначальных импульсов источника АЭ. Они приобретают двухполярный осциллирующий характер, изображенный на рисунок 10.2 . Дальнейший порядок обработки сигналов и использования их в качестве информативного параметра определяется компьютерными программами сбора данных и их постобработки, использованными в соответствующей аппаратуре различных производителей. Правильность определения числа событий и их амплитуда будут зависеть не только от возможности их регистрации (разрешающей способности аппаратуры), но и от способа регистрации.

Например, если регистрировать импульсы огибающей сигналов выше уровня , то будет зафиксировано четыре импульса, а если регистрировать количество осцилляции выше этого же уровня, то будет зафиксировано девять импульсов. Под импульсом понимается цуг волн с частотой в рабочем диапазоне, огибающая которого в начале импульса пересекает порог вверх, а в конце импульса - вниз.

Таким образом, число зарегистрированных импульсов будет зависеть от настройки аппаратуры: величины тайм-аута конца события. Если тайм-аут будет достаточно велик, то может быть зарегистрировано, например, четыре импульса, если мал, то все осцилляции выше уровня (восемь на рисунок 10.2) могут быть зарегистрированы в качестве импульсов. Большие погрешности может внести также использование частотной полосы пропускания сигналов и уровня дискриминации, особенно когда сигналы АЭ по амплитуде сопоставимы с уровнем шумов.

Оценка результатов АЭ контроля.

После обработки принятых сигналов результаты контроля представляют в виде идентифицированных (с целью исключения ложных дефектов) и классифицированных источников АЭ. Классификацию выполняют, используя следующие основные параметры АЭ сигналов:

· суммарный счет акустической эмиссии - число зарегистрированных импульсов АЭ выше установленного уровня дискриминации (порога) за интервал времени наблюдения;

· активность акустической эмиссии - число зарегистрированных импульсов АЭ за единицу времени;

· скорость счета акустической эмиссии - отношение суммарного счета акустической эмиссии к интервалу времени наблюдения;

· энергия акустической эмиссии - энергия, выделяемая источником АЭ и переносимая волнами, возникающими в материале;

· амплитуда сигналов акустической эмиссии, длительность импульса, время нарастания события АЭ.

Суммарный счет и активность АЭ во время пластической деформации пропорциональны объему деформированного материала. Амплитуда сигналов и энергии АЭ при развитии трещины прямо пропорциональна скорости ее роста и максимальным напряжениям в данной зоне.

При классификации источников АЭ учитывают также их концентрацию, параметры нагружения контролируемого объекта и время.

Выявленные и идентифицированные источники АЭ в соответствии с ПБ 03-593-03 «Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов» рекомендуется разделять на четыре класса:

· первый - пассивный источник, регистрируемый для анализа динамики его развития;

· второй - активный источник, требующий дополнительного контроля с использованием других методов;

· третий - критически активный источник, требующий контроля за развитием ситуации и принятия мер по подготовке возможного сброса нагрузки;

· четвертый - катастрофически активный источник, требующий немедленного уменьшения нагрузки до нуля либо до величины, при которой активность источника снижается до уровня второго или третьего класса.

Учитывая большое число параметров, характеризующих АЭ, отнесение источников к соответствующему классу осуществляется с помощью ряда критериев, учитывающих набор параметров. Выбор критериев осуществляется по ПБ 03-593-03 в зависимости от механических и акустико-эмиссионных свойств материалов контролируемых объектов. К числу критериев относятся следующие:

· амплитудный, основанный на регистрации амплитуд импульсов (не менее трех от одного источника) и их сравнении с величиной превышения порога (), которая соответствует росту трещины в материале. Определение , требует исследования материала на образцах в предварительных экспериментах;

· интегральный, основанный на сравнении оценки активности источников АЭ с относительной силой этих источников в каждом интервале регистрации. При этом для определения требуется установить в предварительных исследованиях значение коэффициента ;

· локально-динамический, использующий изменение числа АЭ локационных событий на ступенях выдержки давления и динамику изменения энергии или квадрата амплитуды лоцированного события с ростом нагруженности объекта. Этот критерий используется для оценки состояния объектов, структура и свойства материала которых точно не известны. Данное обстоятельство делает этот критерий практически значимым, особенно при диагностике в полевых условиях;

· интегрально-динамический, производящий классификацию источника АЭ в зависимости от его типа и ранга. Тип источника определяют по динамике энерговыделения, исходя из амплитуды АЭ сигналов на интервале наблюдения. Ранг источника устанавливают путем расчета его коэффициента концентрации С и суммарной энергии . Для расчета коэффициента концентрации необходимо определить - средний радиус источника АЭ. Вместе с тем величина акустико-эмиссионными приборами не определяется, что препятствует применению данного критерия на практике;

· критерии кода ASME, предназначенные для зонной локации и требующие знания допустимых значений параметров АЭ, что предполагает предварительное изучение свойств контролируемых материалов и учет объекта контроля как акустического канала.

Технология MONPAC предусматривает классификацию источников АЭ в соответствии со значением «Силовой индекс» и «Исторический индекс». Класс определяют по планарной диаграмме в зависимости от значения этих индексов. Данная классификация используется в технологии MONPAC с применением аппаратуры фирмы РАС (Physical Acoustics Corporation).

По критериям непрерывной АЭ, контролируемой обычно при течеискании, ситуация классифицируется следующим образом:

· класс 1 - отсутствие непрерывной АЭ;

· класс 4 - регистрация непрерывной АЭ.

Для возникновения эффекта АЭ необходимо высвобождение энергии. Закономерности излучения АЭ материала, вызываемые динамической локальной перестройкой его структуры, включая как пластическое деформирование, так и образование и рост трещин, исследуют при механическом растяжении соответствующих образцов.

Как правило, АЭ при пластической деформации является эмиссией непрерывного типа, имеющей вид непрерывного радиосигнала, сходного с шумовым. Для характеристики процесса АЭ часто используется значение акустической эмиссии - параметр, учитывающий как количество импульсов, так и их амплитуду, пропорциональный произведению активности или скорости счета на среднее значение амплитуды сигналов за единицу времени. Для большинства металлов при их пластическом деформировании максимум активности, скорости счета и эффективного значения АЭ совпадает с пределом текучести.

На рисуноке 10.3 приведена зависимость эффективного значения АЭ () при растяжении гладких образцов, совмещенная с диаграммой напряжения ()-деформации () . Зависимость 1 соответствует железу-армко и малоуглеродистой стали (с содержанием углерода до 0,015 %) и представляет собой непрерывную АЭ с максимумом в зоне зуба (площадки) текучести. Зависимость 2 характерна для конструкционной углеродистой стали, содержащей карбиды, и кроме непрерывной АЭ включает раздельные импульсы большой амплитуды, связанные с разрушением цементитовых пластинок в перлите стали.

Рисунок 10.3. Зависимость эффективного значения АЭ (U) при растяжении гладких образцов, совмещенная с диаграммой напряжения () - деформации ()

Максимум активности АЭ в зоне зуба и площадки текучести объясняется массовым образованием и перемещением дефектов (дислокаций) кристаллической решетки при переходе к пластической деформации и накоплении необратимых изменений структуры. Затем активность снижается из-за того, что движение вновь образующихся дислокаций ограничивается уже существующими. При повторном нагружении проявляется эффект «необратимости», называемый эффектом Кайзера. Он заключается в том, что при повторном нагружении через малый промежуток времени на фиксированном уровне чувствительности аппаратуры АЭ не регистрируется до тех пор, пока не будет превышен достигнутый перед этим уровень нагрузки. На самом деле сигналы АЭ возникают с самого начала нагружения, но их величина настолько мала, что находится ниже уровня чувствительности аппаратуры. Вместе с тем при повторном нагружении спустя длительное время АЭ регистрируется на уровне нагрузки, меньшем, чем предварительно достигнутый. Этот эффект, называемый эффектом Феличиты, объясняется обратным движением дислокаций при снятии нагрузки.

Наибольшую опасность представляют трещиноподобные дефекты, развитие которых в большинстве случаев приводит к авариям и разрушениям конструкции. Образование и рост трещины происходят скачкообразно и сопровождаются различными раздельными импульсами соответствующей амплитуды. В материалах как с естественными трещинами, так и с искусственными надрезами происходит концентрация напряжений в вершине дефекта при нагружении объекта рабочими или испытательными нагрузками. При достижении локальным напряжением предела текучести материала образуется зона пластической деформации. Объем этой зоны пропорционален уровню напряжений, которые характеризуются коэффициентом интенсивности этих напряжений К . Когда локальные напряжения превышают предел прочности, происходит микроразрыв - скачкообразное приращение длины дефекта, сопровождающееся импульсом АЭ. Число импульсов N растет с увеличением К . Зависимость суммарной АЭ N от коэффициента интенсивности напряжений К имеет вид

Амплитуда сигналов АЭ при росте трещины может достигать 85 дБ и более. Для пластической деформации амплитуда сигналов АЭ обычно не превышает 40...50 дБ. Таким образом, различие амплитуд АЭ является одним из основных признаков отличия пластической деформации от роста трещины.

Результаты АЭ контроля представляют в виде перечня зарегистрированных источников АЭ, отнесенных к тому или иному классу с помощью принятого критерия. Местонахождение источника указывают на развертке поверхности контролируемого объекта (рисунок 10.4). Оценку состояния контролируемого объекта в свою очередь проводят по наличию в нем источников АЭ того или иного класса.

Рисунок 10.4. Схема расположения источников АЭ на развертке сосуда и местоположение зарегистрированных дефектов:

1 - обечайка 1; 2 - обечайка 2; 3 - вход воздуха; 4 - обечайка 3; 5 - днище нижнее; 6 - штуцер слива конденсатора; 7 - лазовое отверстие; 8 - штуцер манометра; 9 - штуцер предохранительного клапана; 10 - днище верхнее; I‑VIII - номера приемников АЭ

При положительной оценке технического состояния объекта по результатам АЭ контроля или отсутствии зарегистрированных источников АЭ применение дополнительных видов контроля не требуется. При обнаружении источников АЭ второго, третьего классов используют дополнительные виды неразрушающего контроля с целью оценки допустимости выявленных источников АЭ.

Аппаратура АЭ контроля

Структура аппаратуры АЭ контроля определяется следующими основными задачами: прием и идентификация сигналов АЭ, их усиление и обработка, определение значений параметров сигналов, фиксация результатов и выдача информации. Аппаратура различается степенью сложности, назначением, транспортабельностью, а также классом в зависимости от объема получаемой информации. Наибольшее распространение нашла многоканальная аппаратура, позволяющая наряду с параметрами АЭ определять координаты источников сигналов с одновременной регистрацией параметров испытаний (нагрузка, давление, температура и пр.). Функциональная схема такой аппаратуры приведена на рисунок 10.5.

Рисунок 10.5. Функциональная схема аппаратуры АЭ контроля

В состав аппаратуры входят соединенные кабельными линиями следующие основные элементы: 1 - преобразователи акустической эмиссии (ПАЭ); 2 - предварительные усилители; 3 - частотные фильтры; 4 - основные усилители; 5 - блоки обработки сигналов; 6 - основной процессор обработки, хранения и представления результатов контроля; 7 - пульт управления (клавиатура); 8 - видеомонитор; 9 - датчики и кабельные линии параметрических каналов.

Элементы аппаратуры 3 - 8, как правило, конструктивно выполняются в виде одного блока (показано на рисунок 10.5 пунктиром) на базе портативного компьютера.

Преобразователь акустической эмиссии служит для преобразования упругих акустических колебаний в электрические сигналы и является важнейшим элементом аппаратного комплекса АЭ контроля. Наибольшее распространение нашли пьезоэлектрические ПАЭ, схема которых мало отличается от пьезопреобразователей (ПЭП), используемых при проведении ультразвукового контроля.

По конструкции различают следующие виды ПАЭ:

· однополюсный и дифференциальный;

· резонансный, широкополосный или полосовой;

· совмещенный с предусилителем или несовмещенный.

По уровню чувствительности ПАЭ разделяются на четыре класса (1-4-й), по частотным диапазонам - на низкочастотные (до 50 кГц), стандартные промышленные (50...200 кГц), специальные промышленные (200...500 кГц) и высокочастотные (более 500 кГц). Затухание упругих колебаний снижается с уменьшением их частоты, поэтому низкочастотные ПАЭ используют прежде всего при контроле протяженных объектов, например трубопроводов и объектов с высоким затуханием колебаний.

Специальные ПАЭ применяют для контроля малых объектов с длиной до 1 м, высокочастотные - при проведении лабораторных исследований.

В зависимости от амплитудно-частотной характеристики различают ПАЭ резонансные (полоса пропускания 0,2 , где - рабочая частота ПАЭ), полосовые (полоса пропускания 0,2...0,8 ) и широкополосные (полоса пропускания более 0,8 ).

Основное отличие ПАЭ от прямых ПЭП заключается в особенностях демпфирования, необходимого для гашения свободных собственных колебаний пьезопластины, а также в толщине самой пьезопластины. Тыльная сторона пьезопластины ПАЭ может оставаться свободной или частично или полностью задемпфированной.

Одной из основных характеристик ПАЭ является коэффициент преобразования к, определяемый из выражения

где - максимальное электрическое напряжение на пьезопластине, В; - максимальное упругое смещение частиц контролируемого объекта непосредственно под ПАЭ, м.

Коэффициент преобразования имеет размерность В/м и определяет чувствительность ПАЭ. Максимальное значение к имеет место у узкополосных резонансных ПАЭ, тыльная сторона пьезопластин которых не задемпфирована. Механическое демпфирование приводит к выравниванию чувствительности ПАЭ в более широком диапазоне, однако абсолютная чувствительность (коэффициент преобразования к) при этом значительно снижается.

Закрепление ПАЭ на поверхности объекта контроля осуществляется различными способами: с помощью клея, хомутами, струбцинами, магнитными держателями, с помощью стационарно установленных кронштейнов и т. п. В практике промышленного АЭ контроля используют в основном резонансные ПАЭ, так как чувствительность у них намного выше. Конструкция одного из таких преобразователей приведена на рисунок 10.6.

Рисунок 10.6. Схема резонансного ПАЭ конструкции ЗАО «Элтест»:

1 - пластинчатая пружина;

2 - постоянный магнит магнитного держателя;

3 - корпус; 4 - прижимной колпачок;

5 - самоустанавливающийся сферический кронштейн;

6 - разъем электрический; 7 - пьезоэлемент;

8 - протектор керамический

Крепление ПАЭ осуществляется с помощью магнитного прижима. Для обеспечения максимальной чувствительности тыльная сторона пластины выполнена свободной, а боковая поверхность задемпфирована лишь на 30 % компаундом.

Преобразователь акустической эмиссии соединяется коротким (длиной не более 30 см) кабелем с предварительным усилителем (см. рисунок 10.5). Наряду с усилением (обычно до 40 дБ) предусилитель улучшает соотношение сигнал -шум при передаче сигнала по кабельной линии к блоку основной аппаратуры (3 - 8), удаленной на расстояние до 150...200 м.

Фильтром устанавливают спектр пропускания частот. Фильтр настраивается таким образом, чтобы по возможности максимально отсечь шумы различных частот.

Основной усилитель предназначен для усиления ослабленного после прохождения по кабельной линии сигнала. Он обладает равномерной амплитудно-частотной характеристикой при коэффициенте усиления 60...80 дБ.

Для подавления электромагнитных помех весь канал, включая ПАЭ, предусилитель, основной блок и соединительные кабельные линии, экранируют. Часто используют также дифференциальный способ подавления электромагнитных помех, основанный на том, что пьезопластинку ПАЭ разрезают на две части и одну половинку переворачивают, меняя таким образом ее поляризацию. Далее сигналы от каждой половинки усиливают отдельно, изменяют фазу сигналов на одной из половинок на л и складывают оба сигнала. В результате электромагнитные помехи оказываются в противофазе и подавляются.

Блок обработки сигналов фиксирует время их прихода, регистрирует сигналы выше установленного уровня дискриминации, преобразует сигналы в цифровую форму и осуществляет их хранение. Окончательная обработка АЭ сигналов, зафиксированная по разным каналам, осуществляется с помощью основного процессора, в котором также осуществляется определение местоположения (локация) источника сигналов АЭ. При контроле линейного объекта (например, трубопровода) достаточно иметь два ПАЭ; для планарных объектов, имеющих сопоставимые габаритные размеры и большую площадь поверхности, - не менее трех ПАЭ, окружающих источник.

Сигналы от источника АЭ типа трещины характеризуются тем, что их испускает один источник, они кратковременны, а время их поступления на ПАЭ отражает расстояние до трещины. Положение источника АЭ на плоскости находят методами триангуляции. По скорости распространения волны в материале и разности времен прихода сигнала на разные ПАЭ рассчитывают местоположение множества точек для источника АЭ, которые будут находиться на окружностях радиусами , и от соответствующих ПАЭ (рисунок 10.7, а). Единственно истинное положение источника АЭ определяется путем решения треугольников, у которых известны все тристороны. Для этого координаты ПАЭ на изделии фиксируются с максимально возможной точностью и вводятся перед проведением контроля в блок 6 на развертке поверхности (см. рисунок 10.5).

Рисунок 10.7. Схемы локации источников АЭ:

а - планарная (на плоскости); б - линейная

Схема линейной локации приведена на рисунок 10.7, б. Если источник АЭ расположен не посередине между ПАЭ, то сигнал на дальней ПАЭ придет позже, чем на ближний. Зафиксировав расстояние между ПАЭ и разницу времени времени прихода сигнала, рассчитывают координаты расположения дефекта по формулам

Метод АЭ позволяет контролировать всю поверхность объекта контроля. Для проведения контроля должен быть обеспечен непосредственный доступ к участкам поверхности объекта контроля для установки ПАЭ. При отсутствии такой возможности, например при проведении периодического или постоянного контроля подземных магистральных трубопроводов без освобождения их от грунта и изоляции, могут быть использованы волноводы, укрепленные постоянно на контролируемом объекте.

Точность локации должна быть не меньше величины, равной двум толщинам стенки или 5 % расстояния между ПАЭ в зависимости от того, какая величина больше. Погрешности вычисления координат определяются погрешностями измерения времени поступления сигнала на преобразователи. Источниками погрешностей являются:

· погрешность измерения временных интервалов;

· отличие реальных путей распространения от теоретически принятых;

· наличие анизотропии скорости распространения сигналов;

· изменение формы сигнала в результате распространения по конструкции;

· наложение по времени сигналов, а также действие нескольких источников;

· регистрация преобразователями волн различных типов;

· погрешность измерения (задания) скорости звука;

· погрешность задания координат ПАЭ и использование волноводов.

До нагружения объекта проверяют работоспособность аппаратуры и оценивают погрешность определения координат с помощью имитатора. Его устанавливают в выбранной точке объекта и сравнивают показания системы определения координат с реальными координатами имитатора. В качестве имитатора используют пьезоэлектрический преобразователь, возбуждаемый электрическими импульсами от генератора. С этой же целью может быть использован так называемый источник Су-Нильсена (излом графитового стержня диаметром 0,3...0,5 мм, твердостью 2Т (2Н)).

Визуализация расположения источников АЭ осуществляется с помощью видеомонитора, на котором источники изображаются в соответствующем месте на развертке контролируемого объекта (см. рисунок 10.4) в виде светящихся точек различной яркости, цвета или формы (зависит от использованного программного обеспечения). Документирование результатов контроля осуществляется с помощью соответствующих периферийных устройств, подключаемых к основному процессору.

Рассмотренный выше метод определения местоположения источников АЭ, основанный на измерении разности времени прихода сигналов, может быть использован только для дискретной АЭ. В случае непрерывной АЭ определить время задержки сигналов становится невозможно. В этом случае координаты источника АЭ можно определить, используя так называемый амплитудный метод, основанный на измерении амплитуды сигнала разными ПАЭ. В практике диагностирования этот метод применяют для обнаружения течей через сквозные отверстия контролируемого изделия. Он заключается в построении столбчатой гистограммы амплитуды сигнала источника, принимаемого различными ПАЭ (рисунок 10.8). Анализ такой гистограммы позволяет выявить зону расположения течи. Удобен при диагностировании таких линейных объектов, как нефте- и газопроводы.

Системы диагностического мониторинга, базирующиеся на методе АЭ контроля, являются наиболее универсальными. Аппаратное решение такой системы обычно включает:

Рисунок 10.8. Иллюстрация амплитудного метода определения источников АЭ: 1-7- номера приемников АЭ

· типовые блоки акустико-эмиссионной аппаратуры;

· блоки согласования и коммутации всех видов первичных преобразователей дополнительных видов неразрушающего контроля, состав которых определяется видом контролируемого объекта;

· блоки управления и принятия решения по результатам диагностической информации о текущем состоянии контролируемого объекта.

Рисунок 10.8. Иллюстрация амплитудного метода определения источников АЭ: 1-7- номера приемников АЭ

Порядок проведения и область применения АЭ контроля

На каждый объект разрабатывается соответствующая технология контроля. Работы по АЭ контролю начинаются с установки ПАЭ на объект. Установка осуществляется непосредственно на зачищенную поверхность объекта либо должен быть использован соответствующий волновод. Для осуществления локаций источников АЭ на объемном объекте, имеющем большую площадь поверхности, ПАЭ размещаются в виде групп (антенн), в каждой из которых используется не менее трех преобразователей. На линейном объекте в каждой группе используют по два ПАЭ. Размещение ПАЭ и количество антенных групп определяется конфигурацией объекта и оптимальным размещением ПАЭ, связанным с затуханием сигнала и точностью определения координат источника АЭ.

В зависимости от конфигурации объект делят на отдельные элементарные участки: линейные, плоские, цилиндрические, сферические. Для каждого участка выбирают соответствующую схему расположения преобразователей. Расстояние между ПАЭ выбирают таким образом, чтобы сигнал имитатора АЭ (излом графического стержня), расположенного в любом месте контролируемой зоны, обнаруживался тем минимальным количеством преобразователей, которое требуется для расчета координат.

Размещение ПАЭ должно, как правило, обеспечивать контроль всей поверхности объекта. Однако в ряде случаев, особенно при контроле крупногабаритных объектов, допускается размещение ПАЭ только в тех зонах объекта, которые считаются наиболее важными.

После установки ПАЭ на контролируемый объект выполняют проверку работоспособности АЭ системы с помощью имитатора АЭ, расположенного на определенном расстоянии от каждого ПАЭ. Отклонение зарегистрированной амплитуды сигнала АЭ не должно превышать ± 3 дБ средней величины для всех каналов. Коэффициент усиления каналов и порог амплитудной дискриминации выбирают с учетом ожидаемого диапазона амплитуд сигналов АЭ. Выполняют и другие проверки, предусмотренные технологией контроля данного объекта.

АЭ контроль технического состояния обследуемых объектов проводится только при создании в конструкции напряженного состояния, инициирующего в материале объекта работу источников АЭ. Для этого после выполнения подготовительных и настроечных работ объект подвергается нагружению силой, давлением, температурным полем и т.д. Выбор вида нагрузки определяется конструкцией объекта и условиями его работы, характером испытаний и приводится в технологии АЭ контроля конкретного объекта.

КАТЕГОРИИ