Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

Метод акустической эмиссии для диагностики сосудов давления на нефтеперерабатывающем заводе

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

Схема теплообменника с указанием конструкционных элементов, инициирующих основной массив АЭ сигналов во время пневматических испытаний сосуда

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

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.

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

Рис.3. Некоторые зависимости, используемые при анализе данных из Примера 1: корреляции Counts vs. Amp [1] and Rise Time vs. Amp [2] для каналов ## 6,13,14

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

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

Рис.2. Параметры локационного кластера, соответствующего Зоне 2.
Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

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.

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.

Рис.5. Схема объекта контроля из Примера 2 (два вертикальных сосуда, разделенных перегородкой)

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

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.6. Некоторые графические формы для импульсных параметров, которые были использованы при анализе данных в Примере 2

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

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

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытанииЧто такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

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

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

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

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

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.

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.

Источник

Акустическая эмиссия: прислушаться к объекту и узнать о зарождающихся дефектах

Из всех видов неразрушающего контроля метод акустической эмиссии (АЭ) – один из самых эффективных способов обнаружения дефектов на ранних этапах формирования. Данная технология используется как для круглосуточного мониторинга, так и для периодического технического освидетельствования и экспертизы промышленной безопасности ОПО (опасные производственные объекты).

Согласно классификации, отражённой в ГОСТ Р 56542-2015, акустико-эмиссионный контроль – пассивный акустический метод. Его идея в том, чтобы регистрировать и анализировать упругие и переходные волны, которые возникают в теле объекта в связи с изменением его структуры. Например, в результате возникновения напряжённых состояний, деформаций, истечения жидкой или газообразной среды через сквозные дефекты, кристаллизации материала, внешних механических воздействий и т.д.

Для лучшего понимания неразрушающего контроля, построенного на явлении акустической эмиссии, представим процедуру контроля в виде такой последовательности:

2) при образовании трещин, коррозии или ином событии движение частиц, вызванных упругой волной, преобразуются датчиком в электрический сигнал;

3) тот передаётся на многоканальную систему или портативный прибор, проходя через усилитель и прочие «звенья», отделяясь от посторонних шумов;

4) собранные данные подвергаются автоматической и/или ручной обработке с целью локации источников АЭ-сигнала и присвоения класса опасности (I–IV согласно ПБ 03-593-03).

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

Трубопроводы и иные объекты, которые контролируют методом акустической эмиссии

Преимущества и недостатки НК на основе акустической эмиссии

К другим недостаткам можно отнести то, что для проведения АЭ-мониторинга объект должен находиться под нагрузкой. А поскольку каждое нагружение уникально, то воспроизводимость контроля под большим вопросом. Данный вид НК оценивает дефекты «в динамике», не давая никакой информации о геометрических параметрах несплошности. Информативность метода в сравнении с тем же рентгеном несколько ниже.

Оборудование для регистрации акустической эмиссии

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

Организация мониторинга ОПО с применением акустической эмиссии

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

Квалификация специалистов АЭ

Метод акустической эмиссии очень требователен к уровню подготовки персонала. Требуются обширные знания из области акустики, дефектоскопии, механики деформируемых тел. Нужно ориентироваться в явлениях пьезоэлектричества, затухания, дифракции, дисперсии на импульсы и т.д. Обязательно также иметь представление об акустических величинах, волнах – объёмных, поверхностных, нормальных и пр. Не будут лишними и познания в области материаловедения.

Источник

Описание метода акустической эмиссии

(согласно ПБ-03-593-03)

Основные положения по применению акустико-эмиссионного метода контроля сосудов, котлов, аппаратов и технологических трубопроводов

Метод АЭ основан на регистрации и анализе акустических волн, возникающих в процессе пластической деформации и разрушения (роста трещин) контролируемых объектов. Это позволяет формировать адекватную систему классификации дефектов и критерии оценки состояния объекта, основанные на реальном влиянии дефекта на объект. Другим источником АЭ-контроля является истечение рабочего тела (жидкости или газа) через сквозные отверстия в контролируемом объекте.

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

При развитии дефекта, когда его размеры приближаются к критическому значению, амплитуда сигналов АЭ и темп их генерации резко увеличивается, что приводит к значительному возрастанию вероятности обнаружения такого источника АЭ.

Метод АЭ может быть использован для контроля объектов при их изготовлении, в процессе приемочных испытаний, при периодических технических обследованиях, в процессе эксплуатации.

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 изготовленных частей и компонентов. Все индикации, вызванные источниками АЭ, должны быть при наличии технической возможности оценены другими методами неразрушающего контроля. АЭ-метод может быть использован также для оценки скорости развития дефекта в целях заблаговременного прекращения испытаний и предотвращения разрушения изделия. Регистрация АЭ позволяет определить образование свищей, сквозных трещин, протечек в уплотнениях, заглушках и фланцевых соединениях.

АЭ-контроль технического состояния обследуемых объектов проводится только при создании в конструкции напряженного состояния, инициирующего в материале объекта работу источников АЭ. Для этого 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 «Программе работ по АЭ контролю объектов».

Схемы применения акустико-эмиссионного метода контроля

Метод АЭ рекомендуется использовать для контроля промышленных объектов по следующим схемам, представляющим собой, как правило, варианты сочетания с другими методами неразрушающего контроля.

Порядок применения метода акустической эмиссии

Оценка результатов АЭ контроля

После обработки принятых сигналов результаты контроля представляют в виде идентифицированных и классифицированных источников АЭ.

При принятии решения по результатам АЭ контроля используют данные, которые должны содержать сведения обо всех источниках АЭ, их классификации и сведения относительно источников АЭ, параметры которых превышают допустимый уровень. Допустимый уровень источника АЭ устанавливает исполнитель при подготовке к АЭ контролю конкретного объекта.

Классификацию источников АЭ выполняют с использованием следующих параметров сигналов: суммарного счета, числа импульсов, амплитуды (амплитудного распределения), энергии (либо энергетического параметра), скорости счета, активности, концентрации источников АЭ. В систему классификации также входят параметры нагружения контролируемого объекта и время.

Выявленные и идентифицированные источники АЭ рекомендуется разделять на четыре класса:

Выбор системы классификации источников АЭ и допустимого уровня (класса) источников рекомендуется осуществлять каждый раз при АЭ контроле конкретного объекта, используя данные, приведенные в приложении 3 (ПБ 03-593-03). В некоторых зарубежных нормативно-технических документах приняты другие системы классификации (приложение 3 ПБ).

Рекомендуемые действия персонала, выполняющего АЭ контроль при выявлении источников АЭ того или иного класса, следующие:

Каждый более высокий класс источника АЭ предполагает выполнение всех действий, определенных для всех источников более низких классов.

При положительной оценке технического состояния объекта по результатам АЭ контроля или отсутствии зарегистрированных источников АЭ применение дополнительных видов неразрушающего контроля не требуется. Если интерпретация результатов АЭ контроля неопределенна, рекомендуется использовать дополнительные виды неразрушающего контроля.

Окончательная оценка допустимости выявленных источников АЭ и индикаций при использовании дополнительных видов НК осуществляется с использованием измеренных параметров дефектов на основе нормативных методов механики разрушения, методик по расчету конструкций на прочность и других действующих нормативных документов.

Правила (ПБ-03-593-03) предназначены для применения при проведении акустико-эмиссионного контроля:

Сравнительная оценка методов неразрушающего контроля (НК) и метода акустической эмиссии (АЭ):

Источник

Акустическая эмиссия

При деформации твердого материала, находящегося в состоянии напряжения, генерируются и распространяются упругие колебания. Именно это явление положено в основу акустико-эмиссионного контроля, призванного обнаружить слабые места в трубопроводах и теплообменниках, сосудах и резервуарах, колоннах и реакторах, в сварных швах, деталях и узлах каких-либо механизмов.

Контроль акустической эмиссией может проводиться только в том случае, если проверяемый объект находится под нагрузкой. Поэтому для получения результатов проверки на него оказывается воздействие физической силой, полем низких или высоких температур, повышенным давлением. Выбор нагрузки зависит от особенностей объекта, а также условий его эксплуатации.

Дефекты, которые выявляет акустическая эмиссия

Акустическая эмиссия – это пассивный метод неразрушающего контроля. Главная цель ее использования – это выявление трещин, разломов, расслоений, коррозийных процессов. При этом она помогает находить не статические, а развивающие дефекты. Именно они являются наиболее опасными, так как грозят серьезными неприятностями в самом ближайшем будущем.

В отличие от других методов НК, контроль акустической эмиссией не требует применения каких-либо внешних источников сигнала. Он предполагает улавливание упругих колебаний, генерируемых самим проверяемым объектом, благодаря чему обеспечивается высокая точность обнаружения деформаций.

Приборы для акустико-эмиссионного контроля включают в себя два преобразователя и комплект устройств для получения информации с датчиков, ее обработки и вывода на периферийное оборудование, каждый из которых регистрирует время улавливания сигнала.

Сам контроль осуществляется следующим образом:

Проведение аттестации и обучение специалистов по неразрушающему контролю

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Смотреть картинку Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Картинка про Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании. Фото Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

Преимущества акустико-эмиссионного контроля

Метод контроля акустической эмиссией применяется в основном для определения точного местонахождения дефекта. В дальнейшем требуется использование других методов НК, чтобы получить максимально точные результаты

К минусам можно отнести разве что необходимость привлечения к работе с оборудованием квалифицированных специалистов, знающих все тонкости акустической эмиссии, а также потребность в постоянной нагрузке объекта в процессе проведения контрольных мероприятий.

Основные сферы применения акустико-эмиссионного контроля – это:

Возможность отслеживать развитие трещин, разломов и иных дефектов с помощью оборудования АЭ позволяет планировать ремонтные работы или профилактическое обслуживание, предотвращать аварийные ситуации.

Оборудование для акустико-эмиссионного контроля

Приборы для акустико-эмиссионного контроля – это многоканальные системы, которые включают в себя следующее оборудование:

На подключаемые к приборам периферийные устройства осуществляется вывод следующих данных:

Одно из главных требований к приборам акустической эмиссии – это отсеивание ложных сигналов

Источник

Что такое метод акустической эмиссии при пневмоиспытании

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Technical diagnostics. Acoustic-emission diagnostics.
General requirements

Дата введения 2007-10-01

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН ИЯР РНЦ «КИ», Самарским филиалом ОАО «Оргэнергонефть», ФГУП «ОКБМ им. Африкантова»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 132 «Техническая диагностика»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 июня 2007 г. N 134-ст

Метод акустической эмиссии относится к акустическим методам неразрушающего контроля и технической диагностики. В основе метода лежит физическое явление излучения волн напряжений при быстрой локальной перестройке структуры материала. Явление акустической эмиссии наблюдается в широком диапазоне материалов, структур и процессов. Спектр сигналов акустической эмиссии лежит в звуковом и ультразвуковом диапазонах. Рабочий частотный диапазон аппаратуры может меняться в пределах от 10 кГц до 1 МГц в зависимости от типа, размеров, акустических свойств объекта, а также параметров шумов на объекте.

Источником акустико-эмиссионной энергии служит переменное поле упругих напряжений от развивающихся дефектов. Для стимуляции дефектом излучения акустических волн объект, как правило, нагружают механическим или тепловым способом. В тех случаях, когда источниками излучения являются процессы активной коррозии, дополнительное нагружение не только не обязательно, но, напротив, должно быть ограничено для снижения возможных помех.

Как структурно чувствительный метод акустическая эмиссия обеспечивает обнаружение процессов пластической деформации, собственно разрушения и фазовых переходов. Кроме того, метод позволяет выявлять истечение рабочей среды (жидкости или газа) через сквозные отверстия в объекте, а также трение поверхностей. Указанные свойства акустико-эмиссионного метода дают возможность формировать адекватную систему классификации дефектов и критерии оценки технического состояния объекта, основанные на реальном влиянии дефекта на прочность и работоспособность объекта.

Настоящий стандарт служит методической основой применения акустико-эмиссионного метода при решении широкого класса инженерных задач, требующих оперативной оценки характеристик развивающегося поля дефектов в материале ответственных технических объектов.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает порядок применения приемов акустико-эмиссионной диагностики при неразрушающем контроле, разрушающем контроле (исследовании), техническом диагностировании, техническом освидетельствовании, обследовании, экспертизе промышленной безопасности сложных технических систем (технических устройств, зданий, сооружений и их элементов, мостов, строительных конструкций и других объектов, разрушение которых наносит ущерб или ухудшает безопасность) с целью оценки соответствия их требованиям промышленной безопасности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 27655, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 исполнитель контроля: Организация, выполняющая акустико-эмиссионный контроль.

3.2 заказчик контроля: Организация, заказывающая выполнение акустико-эмиссионного контроля.

3.3 методика акустико-эмиссионной диагностики (контроля): Технологические операции с указанием их параметров по выполнению акустико-эмиссионной диагностики (контроля) конкретного объекта.

3.4 чувствительный элемент преобразователя акустической эмиссии: Часть преобразователя, где происходит непосредственное преобразование акустического сигнала в электрический.

3.5 техническое состояние: Состояние, которое характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды значениями параметров, установленных технической документацией на объект.

3.6 техническое диагностирование: Определение технического состояния объекта.

3.7 экспертиза промышленной безопасности: Оценка соответствия объекта экспертизы предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности, результатом которой является заключение.

3.8 сигнал акустической эмиссии: «Полезный» сигнал, возбуждаемый дефектом в процессе АЭ контроля и имеющий акустическую природу.

3.9 шум: Непрерывный сигнал, не связанный с наличием дефектов в объекте и мешающий обнаружению сигналов акустической эмиссии и измерению их параметров.

3.10 помеха: Импульсный сигнал, имеющий акустическую или электромагнитную природу происхождения, не связанный с наличием дефектов в объекте.

3.11 испытания: Техническая операция, заключающаяся в установлении одной или нескольких характеристик объекта в соответствии с установленной процедурой.

3.12 порог аппаратуры акустической эмиссии: Параметр настройки аппаратуры, выраженный в вольтах, выше значения которого сигналы акустической эмиссии принимаются и обрабатываются.

3.13 предельная чувствительность аппаратуры акустической эмиссии: Параметр аппаратуры акустической эмиссии, выраженный в вольтах, соответствующий среднеквадратическому значению собственных тепловых (или электронных) шумов аппаратуры с подключенным преобразователем АЭ, приведенный ко входу.

3.14 рабочее давление: Избыточное давление, характеризующее эксплуатационные качества сосуда, гарантируемые заводом-изготовителем, или установленное экспертной организацией по результатам обследования его технического состояния при восстановлении технического паспорта и указанное в удостоверении о качестве изготовления сосуда.

3.15 пробное давление: Избыточное давление, которым следует проводить испытание сосуда на прочность.

3.16 испытательное давление: Избыточное давление, которым следует проводить испытание сосуда на прочность в сопровождении акустико-эмиссионного контроля.

4 Требования к безопасности работ

4.1 К проведению АЭ диагностирования (контроля) допускаются лица, аттестованные на I, II, III уровни квалификации в области АЭ контроля. Заключение по результатам АЭ контроля могут подписывать специалисты II и III уровней квалификации.

4.2 При проведении работ по АЭ диагностированию (контролю) оператор должен руководствоваться ГОСТ 12.2.003, ГОСТ 12.3.002 и правилами технической безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, утвержденными Госэнергонадзором (Ростехнадзором).

4.3 Работу следует проводить в соответствии с требованиями безопасности, изложенными в инструкции по эксплуатации аппаратуры, входящей в состав используемых средств измерений.

4.4 В методике проведения контроля конкретного элемента технической системы должны быть указаны требования, соблюдение которых обязательно при работе по контролю объектов на данном предприятии.

4.5 При организации работ по контролю следует соблюдать требования пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 и правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением [1].

5 Общие положения

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. 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.

Метод АЭ позволяет получать в реальном времени информацию о состоянии контролируемого объекта путем регистрации и анализа акустического излучения, сопровождающего процессы перестройки структуры твердого тела, истечения жидких и газообразных сред, трения поверхностей.

5.1 Характерные особенности АЭ метода, определяющие его возможности, параметры и области применения

5.1.1 АЭ метод обеспечивает обнаружение и регистрацию развивающихся или склонных к развитию дефектов, что позволяет классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их опасности.

Метод АЭ позволяет обнаруживать как поверхностные, так и внутренние дефекты в материале объекта.

5.1.3 АЭ метод является дистанционным. Это свойство обеспечивает выполнение контроля всего объекта с использованием одного или нескольких преобразователей акустической эмиссии (ПАЭ), неподвижно установленных на поверхности объекта.

5.1.4 Положение и ориентация объекта не влияют на выявляемость дефектов.

5.1.5 АЭ метод имеет меньше ограничений, связанных со свойствами и структурой конструкционных материалов, чем другие методы неразрушающего контроля.

5.1.6 Ограничение использования метода в условиях сильных помех определяется трудностью выделения полезных сигналов АЭ из помех, имеющих схожие характеристики.

5.1.7 При начале нестабильного развития дефекта амплитуда и энергия сигналов АЭ, а в некоторых случаях и активность акустической эмиссии резко увеличиваются. Фактор роста АЭ параметров при достижении дефектом критического размера используют в критериях оценки опасности источников и позволяет с большой вероятностью обнаруживать опасные источники АЭ.

5.3 Основные задачи АЭ контроля включают в себя:

— обнаружение и регистрацию источника акустической эмиссии;

— определение координат источника;

— определение типа источника;

— оценку опасности источников, связанных с развивающимися или склонными к развитию дефектами.

5.4 По результатам классификации источников в соответствии с критериями опасности принимают меры по безопасности дальнейшей эксплуатации объекта или вывода его из эксплуатации. Эти меры могут включать в себя использование альтернативных методов неразрушающего контроля (НК) для уточнения характеристик дефекта, связанного с обнаруженным источником, устранение дефекта или последующий контроль за поведением дефекта.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *