Акустико-эмиссионный контроль. Области применения.

Метод акустико-эмиссионного контроля 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. Целью акустико-эмиссионного 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.

Характерными особенностями метода акустико-эмиссионного контроля, определяющими его возможности и область применения, являются следующие:

- обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов, что позволяет классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их опасности;

- высокой чувствительностью к растущим дефектам - позволяет выявить в рабочих условиях приращение трещины порядка долей мм. Предельная чувствительность акустико-эмиссионной аппаратуры по теоретическим оценкам составляет порядка 1 на 1E^(-6) мм², что соответствует выявлению скачка трещины протяженностью 1 мкм на величину 1 мкм;

- свойство интегральности метода акустико-эмиссионного контроля обеспечивает контроль всего объекта с использованием одного или нескольких преобразователей акустико-эмиссионного контроля, неподвижно установленных на поверхности объекта;

- метод акустической эмиссии позволяет проводить контроль различных технологических процессов и процессов изменения свойств и состояния;

- положение и ориентация объекта не влияет на выявляемость дефектов;

- имеет меньше ограничений, связанных со свойствами и структурой материалов;

- особенностью ограничивающей его применение, является в ряде случаев трудность выделения сигналов акустической эмиссии из помех. Это объясняется тем, что сигналы акустической эмиссии являются шумоподобными, поскольку акустической эмиссии есть стохастический импульсный процесс. Поэтому, когда сигналы акустической эмиссии малы по амплитуде, выделение полезного сигнала из помех представляет собой сложную задачу.

Акустико-эмиссионный метод может быть использован также для оценки скорости развития дефекта в целях заблаговременного прекращения испытаний и предотвращения разрушения изделия. Регистрация акустической эмиссии позволяет определить образование свищей, сквозных трещин, протечек в уплотнениях, заглушках и фланцевых соединениях.

Акустико-эмиссионный контроль технического состояния обследуемых объектов проводится только при создании в конструкции наряженного состояния, инициирующего в материале объекта работу источников акустико-эмиссионных. Для этого объект подвергается нагружению силой, давлением, температурным полем и т.д.

Обладает высокой производительностью и позволяет диагностировать объект в целом, выводя его из существующего режима эксплуатации на минимальное время.

Позволяет выявлять наиболее опасные, развивающиеся или склонные к развитию при изменении давления (уровней взлива) дефекты и производить оценку степени опасности выявленных дефектов для диагностируемого объекта.

Метод АЭ в отличие от активных методов неразрушающего контроля, таких, как ультразвуковой и радиографический, не дает геометрических размеров дефектов, а указывает только местоположение источников АЭ и степень их опасности для эксплуатации диагностируемого объекта. Поэтому, после проведения контроля методом АЭ, для определения характеристик дефектов и последующей их классификации, в случае обнаружения дефекта методом АЭ, можно применить ультразвуковой контроль. Подобный комплексный подход к диагностированию объектов позволяет повысить степени объективности и достоверности проводимых исследований до максимально возможных (82-86 %).

Программа работ по АЭ контролю, согласно правил организации и проведения АЭК, должна включать следующие организационно-технические мероприятия, обеспечивающие успешное выполнение АЭ контроля:

представление помещения для акустико-эмиссионной аппаратуры (при необходимости). Температура в помещении должна быть не ниже 18 град. С, оно должно быть обеспечено электропитанием напряжением 220 В и мощностью не ниже 10 кВт;

обеспечение доступа к местам установки преобразователей АЭ (ПАЭ) на объекте контроля; заказчик при необходимости должен обеспечить подъемные механизмы, установить леса, изготовить и установить заглушки, выделить персонал для вспомогательных работ, включая вырезку окон в теплоизоляции и зачистку поверхности в местах установки ПАЭ (чистота поверхностей должна быть не хуже Rz40); исполнитель должен отвести всех ремонтных рабочих на период АЭ контроля от контролируемого объекта, прекратить работы на близкорасположенных объектах и т.д.;

обеспечение изменения нагрузки на объект согласно графику нагружения, разработанному исполнителем;

обеспечение двусторонней связи между персоналом, выполняющим контроль, и эксплуатационным персоналом, осуществляющим изменение нагрузки;

обеспечение специалистов, проводящих АЭ контроль, индивидуальными средствами защиты, включая страховочные пояса при проведении работ по установке ПАЭ на высоте, и другими средствами индивидуальной безопасности, спецодеждой.

Размещение ПАЭ приводят в технологии контроля (картах контроля). Размещение ПАЭ приводят в технологии контроля (картах контроля). Максимальное расстояние между ПАЭ не должно превышать расстояния, которое в 1,5 раза больше порогового. Последнее определяют как расстояние, при котором амплитуда сигнала от имитатора АЭ (излома грифеля карандаша) равна пороговому напряжению.

Выявленные и идентифицированные источники АЭ рекомендуется разделять на четыре класса.

Источник I класса - пассивный источник.

Источник II класса - активный источник.

Источник III класса - критически активный источник.

Источник IV класса - катастрофически активный источник.

Основное применение данного метода - наблюдение за возникновением и развитием трещин при испытаниях или эксплуатации. Метод используют также для исследования процессов сварки, механо-обработки, коррозии, механических испытаний образцов, при техническом диагностировании резервуаров, сосудов, аппаратов, трубопроводов.