Ispitivanje bez razaranja (ND)- tehnološka kontrola pouzdanosti parametara objekta ili njegovih elemenata. Kada se provodi, predmet koji se proučava ne izlazi iz pogona, ne rastavlja se.

Ispitivanje bez razaranja koristi se za dijagnosticiranje zgrada i konstrukcija, kao i za složenu tehnološku opremu. Tehnologija ispitivanja bez razaranja je sigurna i bitan element stručnost industrijske sigurnosti. Zahvaljujući ispitivanju bez razaranja, tehnička sigurnost je osigurana u svim objektima.

Metoda kontrole akustične emisije

Metoda akustične emisije (AE)- temelji se na fenomenu koji se naziva akustična emisija. Kada akustični valovi nastaju i šire se tijekom deformacije napregnutog materijala ili istjecanja plinova i drugih procesa, nastaju elastične oscilacije akustičnih valova, čiji se podaci koriste za određivanje nastanka nedostataka u početnoj fazi sloma konstrukcije. Zbog kretanja medija moguće je koristiti AE za dijagnostiku procesa i materijala, kao što je kriterij cjelovitosti materijala.
Metoda ispitivanja akustične emisije bez razaranja- Riječ je o kontroli tehničkog stanja objekata izvida. Temelji se na principima zračenja i registracije valova naprezanja u materijalu koji je izložen opterećenju sile, tlaka, temperature itd. Izbor vrste opterećenja određen je radnim uvjetima pregledavanog objekta, njegovim dizajnom i prirodom ispitivanja.

Primjena
Ova metoda je primjenjiva tijekom izrade kontrolnih objekata, tijekom njihovih proizvodnih ispitivanja, tijekom tehničkog pregleda, a također i neposredno tijekom rada.

Zašto nam je potrebna metoda kontrole AE?

Svrha NDT-a akustične emisije je otkrivanje, određivanje koordinata i praćenje izvora akustične emisije, koji su povezani s diskontinuitetima na površini ili u volumenu stijenke posude, zavarenog spoja i izrađenih dijelova i komponenti.
Ukoliko postoje tehničke mogućnosti potrebno je izvore AE ocijeniti drugim NDT metodama.
Metoda akustične emisije NDT može se koristiti za procjenu brzine razvoja defekta. Istodobno, moguće je unaprijed prekinuti ispitivanje i spriječiti uništenje predmeta (proizvoda). Ova metoda omogućuje određivanje stvaranja raznih pukotina, curenja i drugih kvarova u brtvama, čepovima, spojnicama.

Tko je detektor grešaka?

Defektoskopist je specijalist za ispitivanje bez razaranja. Dužnosti detektora nedostataka uključuju dijagnostiku objekata, kao i njihovih dijelova (sklopova) u svrhu identifikacije različitih nedostataka. Već sam naziv zanimanja govori da je zanimanje defektologa vrlo odgovorno, multidisciplinarno i nimalo lako. Stručnjak za nerazorna ispitivanja mora pouzdano raditi sa skupom i složenom opremom, imati veliko tehničko znanje, poznavati standarde, norme detektora nedostataka, propise i razne vrste dokumentacije.

Certifikacija detektora grešaka

Certifikacija (certifikacija) osoblja za metode kontrole bez razaranja na I, II i III stupnju kvalifikacije prolazi u skladu sa zahtjevima.

Da biste točno izračunali trošak atestiranja, morate odabrati metode i objekte za koje trebate učiti.

Osnovne metode i objekti ispitivanja bez razaranja (NDT)

Metode defektoskopije:

• - temelji se na fenomenu koji se naziva akustična emisija. Kada akustični valovi nastaju i šire se tijekom deformacije napregnutog materijala ili istjecanja plinova i drugih procesa, nastaju elastične oscilacije akustičnih valova, čiji se podaci koriste za određivanje nastanka nedostataka u početnoj fazi sloma konstrukcije. Zbog kretanja medija moguće je koristiti AE za dijagnostiku procesa i materijala, kao što su kriterij cjelovitosti materijala;
• - na temelju proučavanja procesa širenja ultrazvučnih vibracija s frekvencijom od 0,5 - 25 MHz u kontroliranim proizvodima pomoću posebne opreme - ultrazvučnog detektora nedostataka;
• magnetski (MK)- na temelju analize interakcija magnetsko polje s kontroliranim objektom;
• Električni (EC)- na temelju bilježenja parametara električno polje u interakciji s kontroliranim objektom ili nastalim u kontroliranom objektu kao rezultat vanjskog utjecaja;
• Vrtložna struja (VC)- na temelju analize međudjelovanja vanjskog elektromagnetskog polja pretvornika vrtložnih struja s elektromagnetsko polje vrtložne struje inducirane u kontroliranom objektu;
• Radio val (RVK)- na temelju registracije promjena parametara Elektromagnetski valovi radio domet u interakciji s kontroliranim objektom;
• Toplinska (TC)- na temelju registracije promjena toplinskih ili temperaturnih polja nadziranih objekata uzrokovanih nedostacima;
• Optički (OK)- na temelju registracije parametara optičkog zračenja u interakciji s kontroliranim objektom;
• - na temelju registracije i analize prodornog ionizirajućeg zračenja nakon interakcije s kontroliranim objektom. Riječ "zračenje" može se zamijeniti riječju koja označava određenu vrstu ionizirajućeg zračenja, kao što su x-zrake, neutroni itd.;
• prodorne tvari- na temelju prodiranja tvari u defektne šupljine kontroliranog objekta. Postoji nekoliko vrsta ove metode, na primjer, "kapilarna (PVC)", ili "detekcija curenja (PVT)", koja se koristi za otkrivanje nedostataka;
• - na temelju vizualnog pregleda i kontrole kvalitete zavara priprema i montaža izradaka za zavarivanje. Svrha ovog pregleda je identificirati udubljenja, neravnine, hrđu, opekotine, ugibe i druge vidljive nedostatke. Ova metoda prethodi drugim metodama otkrivanja grešaka i osnovna je;
• Vibordijagnostički (VD) - na temelju analize parametara vibracija koji se javljaju tijekom rada kontroliranog objekta. Vibrodijagnostika je usmjerena na pronalaženje kvarova i ocjenu tehničkog stanja objekta vibracijske dijagnostike.

Objekti defektoskopije:

1. Objekti kotlovskog nadzora

• 1.1. Parni i toplovodni kotlovi
• 1.2. Električni kotlovi
• 1.3. Posude koje rade pod tlakom većim od 0,07 MPa
• 1.4. Parovodi i Vruća voda s radnim tlakom pare preko 0,07 MPa i temperaturom vode preko 115°S
• 1.5. Tlačne komore

2. Sustavi opskrbe plinom (distribucija plina)

• 2.1. Vanjski plinovodi
• 2.1.1. Vanjski plinovodi čelični
• 2.1.2. Vanjski polietilenski plinovodi
• 2.2. Unutarnji plinovodi čelični
• 2.3. Dijelovi i sklopovi, plinska oprema

3. Uređaji za podizanje

• 3.1. Dizalice
• 3.2. Liftovi (tornjevi)
• 3.3. Žičare
• 3.4. Uspinjača
• 3.5. Pokretne stepenice
• 3.6. dizala
• 3.7. Dizalice za polaganje cijevi
• 3.8. Utovarne dizalice
• 3.9. Podizne platforme za osobe s invaliditetom
• 3.10. Putevi dizalice

4. Rudarski objekti

• 4.1. Građevine i objekti površinskih kompleksa rudnika, prerađivačkih postrojenja, peletara i sinterana
• 4.2. Rudarska dizalica
• 4.3. Rudarski transport i rudarska oprema

5. Objekti industrije ugljena

• 5.1. Rudarska dizalica
• 5.2. Glavni ventilacijski ventilatori
• 5.3. Oprema za rudarski transport i pripremu ugljena

6. Oprema za industriju nafte i plina

• 6.1. Oprema za bušenje bunara
• 6.2. Oprema za rad bušotine
• 6.3. Oprema za završetak i remont bunara
• 6.4. Oprema za crpne stanice nafte i plina
• 6.5. Naftovodi i plinovodi
• 6.6. Rezervoari za naftu i naftne derivate

7. Oprema metalurške industrije

• 7.1. Metalne konstrukcije tehničkih uređaja, zgrada i građevina
• 7.2. Procesni plinovodi
• 7.3. Igle nosača željeza, čelični lonci, lonci za izlijevanje metala

8. Oprema za eksplozivne i kemijski opasne industrije

• 8.1. Oprema za kemijsku, petrokemijsku i naftnu rafineriju koja radi pod tlakom do 16 MPa
• 8.2. Oprema za kemijsku, petrokemijsku industriju i industriju rafiniranja nafte koja radi pod tlakom većim od 16 MPa
• 8.3. Oprema za kemijsku, petrokemijsku industriju i industriju rafiniranja nafte koja radi pod vakuumom
• 8.4. Spremnici za skladištenje eksplozivnih i otrovnih tvari
• 8.5. Izotermno skladištenje
• 8.6. Kriogena oprema
• 8.7. Oprema za hlađenje amonijakom
• 8.8. Peći
• 8.9. Kompresor i pumpna oprema
• 8.10. Centrifuge, separatori
• 8.11. Cisterne, kontejneri (bačve), cilindri za eksplozivne otrovne tvari
• 8.12. Procesni cjevovodi, cjevovodi za paru i toplu vodu

9. Objekti željezničkog prometa:

• 9.1. Željezničko vozilo i kontejneri namijenjeni za prijevoz opasnih
  tvari.
• 9.2. Željeznički kolosijeci.

10. Objekti skladištenja i prerade žitarica:

• 10.1. Puhala (zračni turbokompresori, turbopuhala).
• 10.2. Ventilatori (centrifugalni, radijalni, VVD).
• 10.3. Čekićare, mlinovi s valjcima, entoleitori.

11. Zgrade i građevine (građevinski objekti)

• 11.1. Metalne konstrukcije
• 11.2. Betonske i armiranobetonske konstrukcije
• 11.3. Kamene i armirano zidane konstrukcije

Naučite biti detektor grešaka

Naravno, posao detektora grešaka trebao bi se temeljiti na opsežnom znanju koje se može steći završetkom tečajeva detektora grešaka. Obuku po struci kao skopista grešaka NDT akustične emisije u Moskvi provode posebna neovisna tijela za atestiranje osoblja sustava ispitivanja bez razaranja. Nakon stjecanja diplome provodi se certifikacija defektologa, prema rezultatima koje se izdaje svjedodžba inženjera defektologa. Naša tvrtka će pomoći vama i vašim zaposlenicima naučiti biti detektor grešaka razne vrste, u ovaj slučaj, defektoskopist metode akustične emisije NDT-a, bez prekida proizvodnje.

Zašto je potrebna certifikacija detektora grešaka?

Prema tome, svi stručnjaci za ispitivanje bez razaranja (defektoskopisti) moraju proći certificiranje kada provode kontrolu koristeći metode utvrđene klauzulom 17. u objektima utvrđenim Dodatkom 1.

Certifikaciju svojih stručnjaka trebaju provoditi poduzeća i organizacije koje se bave ispitivanjem bez razaranja tijekom tehničke dijagnostike, popravka, rekonstrukcije zgrada i građevina, kao i njihovih dijelova i tehničkih uređaja u proizvodnim pogonima povezanim s povećanom opasnošću. Također, organizacije koje se bave certificiranjem, usavršavanjem osoblja moraju proći certificiranje u posebnim neovisnim tijelima za certificiranje osoblja sustava nerazornog ispitivanja.

3 razine kvalifikacije detektora nedostataka:

I stupanj stručne spreme— NDT stručnjak s vještinama, znanjem i vještinama u skladu sa stavkom 1.2 Dodatka 4.

Stručnjak za NDT razine kvalifikacije Mogu obavljati poslove ispitivanja bez razaranja određenom metodom NDT-a, određenih objekata, u skladu s uputama, strogo poštujući tehnologiju i metodologiju NDT-a i pod nadzorom osoblja s višom razinom kvalifikacije od njegov.

Dužnosti detektora grešaka razine I uključuju:

• postavljanje opreme koja se koristi za provođenje NDT-a odgovarajućom metodom;
• izvođenje NDT metodom za koju je certificiran;
• opis rezultata promatranja i kontrole.

Specijalist I razine kvalifikacije Ne možeš izvršiti samostalan izbor NDT metode, opreme, tehnologije i načina upravljanja, ocijeniti rezultate kontrole.

II stupanj stručne spreme— NDT stručnjak sa znanjem, vještinama i sposobnostima u skladu sa stavcima 2.2 i 2.3 Dodatka 4.

Stručnjak za NDT II razine kvalifikacije može obavljati rad na ispitivanju bez razaranja, ima dovoljno kvalifikacija za upravljanje NDT-om u skladu s regulatornom i tehničkom dokumentacijom, za odabir metode kontrole, ograničavanje opsega metode. Podešava opremu, ocjenjuje kvalitetu predmeta ili elementa prema dokumentima, dokumentira dobivene rezultate, izrađuje upute i razne dokumente za pojedine proizvode iz područja njihove certifikacije, priprema i nadzire stručnjake I. razine. Specijalist II razine kvalifikacije NDT odabire tehnologiju i sredstva kontrole, donosi zaključak o rezultatima kontrole koju provodi on ili specijalist NDT I razine.

III stupanj stručne spreme— NDT stručnjak sa znanjem, vještinama i sposobnostima u skladu sa stavkom 3. Dodatka 4.

Stručnjak za NDT III stupnja kvalifikacije posjeduje kvalifikacije potrebne za vođenje bilo kakvih operacija prema metodi NDT, prema kojoj je certificiran, vrši samostalan izbor metoda i metoda NDT-a, osoblja i opreme. Nadzire rad osoblja I. i II. stupnja, te obavlja poslove iz nadležnosti tih razina. Kontrolira i odobrava tehnološku dokumentaciju koju su izradili stručnjaci razine II. Bavi se izradom metodoloških dokumenata i tehničkih propisa za NDT, te ocjenom i interpretacijom rezultata kontrole. Sudjeluje u obuci, certificiranju osoblja na razinama I, II, III, ako je ovlašteno od Neovisnog tijela. On provjerava rad koji obavlja osoblje I razine, bavi se izborom tehnologije i kontrolnih alata, donosi zaključak o njegovim rezultatima koje je izvršio sam ili stručnjak I razine pod njegovim nadzorom.

Ima i raznih činovi detektora grešaka, koje dobivaju izravno od poduzeća u kojima rade.

Možete se obučavati bez obzira na to koje kvalifikacije već imate u ovom trenutku. Ukoliko već imate radnog iskustva u struci, a želite svoj status unaprijediti u 6. stupanj defektolog, potrebno je proći naprednu obuku za defektolog. Za stručnjake s nedovoljno iskustva i znanja postoje tečajevi na kojima profesionalni trening detektori nedostataka, gdje možete naučiti postati detektor nedostataka od nule.

VAŽNO

Za bavljenje poslovima ispitivanja bez razaranja metode akustične emisije NDT, djelatnik morate dobiti liječničku uputnicu terapeuta i oftalmologa, o zdravstvenom stanju.

Valjanost potvrda operatera detektora grešaka razine I, II - 3 godine, razine III - 5 godina od datuma certifikacije.

Cijenacertifikati detektora grešaka obračunava se samo na zahtjev, na temelju čega će se atestirati rad i aktivnosti!

Predavanje 17 METODA KONTROLE AKUSTIČNE EMISIJE Fizički temelji Kontrola akustične emisije Fenomen akustične emisije (AE) poznat je od početka prošlog stoljeća kao pucketanje "limenog krika" koje nastaje kada se limene šipke deformiraju i čuje se uhu. Dugo vremena ovaj fenomen nije pronađen praktična aplikacija. I tek od sredine prošlog stoljeća, kada je postalo jasno da razaranju opterećenih konstrukcija prethodi emisija elastičnih valova širokog frekvencijskog raspona, čijim je registriranjem moguće predvidjeti i, što je najvažnije, spriječiti katastrofalne posljedicama razaranja opterećenih konstrukcija započela su sustavna istraživanja AE. Fenomen AE i uzroci koji ga dovode pokazali su se mnogo složenijim od očekivanog početno stanje studija. Tek sredinom 1970-ih razvijena je visokoosjetljiva oprema i prikupljen eksperimentalni materijal dovoljan za rješavanje praktičnih problema. Propisi GOST 27655–88 definira AE akustičnu emisiju kao zračenje mehaničkih elastičnih valova materijala uzrokovano dinamičkim lokalnim preuređivanjem njegove unutarnje strukture. S vremenom je AE počelo uključivati ​​visokofrekventno akustično zračenje, čiji je izvor istjecanje tekućina i plinova kroz defekte u posudama i cjevovodima, kao i akustične signale koji prate trenje čvrstih tijela. Trenutno se smatra da je AE fenomen koji prati gotovo sve fizikalne procese u čvrstim tijelima i na njihovoj površini, a mogućnost njegove detekcije određena je samo pragom osjetljivosti korištene opreme.

AE se javlja i tijekom procesa na mikrorazini u čvrstim tijelima i u makrofenomenima povezanim, na primjer, s deformacijom materijala i razaranjem struktura. Stoga registracija AE i analiza njegovih parametara pružaju široke mogućnosti za proučavanje svojstava materijala, njihove interakcije s tekućim i plinovitim medijima, kao i dijagnosticiranje stanja energetski napregnutih konstrukcija. U usporedbi s drugim NDT metodama, kao što su ultrazvučna detekcija grešaka, rendgenski pregled itd., AE metoda ima niz prednosti. To prije svega uključuje: otkrivanje razvoja tijekom rada, a time i najopasnijih nedostataka u opterećenim komponentama reaktorskog postrojenja; praćenje povećanja materijalne štete tijekom ispitivanja cjevovoda i tlačnih posuda koje su u sastavu nuklearne elektrane u stvarnom vremenu; mogućnost provođenja operativne kontrole elektrana; sposobnost određivanja mjesta nedostataka pukotina, zona plastične deformacije, curenja itd., koji se nalaze dovoljno daleko od prijemnih pretvarača; mogućnost da se određenim scenarijima razvoja nesreća nuklearnih elektrana predvidi i unaprijed spriječi uništenje metalnih konstrukcija i opreme; brzo otkrivanje puknuća ili curenja u teško dostupnim tlačnim posudama i cjevovodima u slučaju opasnosti; kompatibilnost AE metode s drugim NDT metodama, što omogućuje povećanje pouzdanosti rezultata inspekcije korištenjem nekoliko neovisnih metoda; mogućnost provođenja daljinskog automatiziranog upravljanja u radijacijski opasnim prostorijama nuklearne elektrane.

Praksa pokazuje da primjena AE metode u nuklearnim energetskim objektima omogućuje: poboljšanje sigurnosti rada elektrane identificiranjem potencijalnih izvora kvarova konstrukcije; smanjiti vrijeme za pregled i dijagnostička ispitivanja konstrukcija i opreme; potkrijepiti povećanje faktora iskorištenja instalirane snage (ICUF) energetskih jedinica zbog upravljanja i dijagnostike energetski intenzivne opreme; povećati sigurnost i poboljšati uvjete rada operativnog i održavajućeg osoblja NEK. Naravno, kao i svaka druga metoda ispitivanja bez razaranja, ni AE metoda nije bez nedostataka - to su prije svega: potreba stvaranja dodatnih opterećenja na dijagnosticiranom objektu, osim kada su ta opterećenja predviđena operacijom ili propisi o održavanju; nepostojanje općeprihvaćenih odnosa koji povezuju parametre AE signala s oštećenjem materijala kontroliranog objekta; poteškoće u izolaciji AE signala na pozadini jake smetnje buke koja prati rad dijagnosticiranog objekta.

Zbog navedenih prednosti, mogućnosti ispitivanja velikih i malih objekata u različitim uvjetima opterećenja, uključujući toplinsko opterećenje konstrukcija, AE metoda je našla primjenu za praćenje materijala i dijagnostiku opreme NEK. Dovoljno je primijetiti sljedeću činjenicu. Zavareni spojevi kritičnih cjevovoda NE podvrgavaju se kontinuiranom rendgenskom pregledu. Međutim, ako je pouzdanost otkrivanja ravnih nedostataka ovom metodom oko 45%, tada je s dijagnostikom akustične emisije pouzdanost mnogo veća i doseže 85%. Kada je uporaba rendgenske metode otežana, kontrola akustične emisije postaje jedina za ocjenu nastanka pukotina u zavarenim spojevima konstrukcijskih elemenata nuklearnih elektrana.

Vrste akustičke emisije Kontrola akustične emisije registrira vibracije kontroliranog objekta čiji su izvor različiti fizikalni procesi u materijalu predmeta. Uz pomoć elektromehaničkih pretvarača elastične vibracije se pretvaraju u električne signale i analiziraju se njihovi parametri. AE je slučajan proces, odnosno proces čiji se parametri nasumično mijenjaju tijekom vremena. Metode obrade signala i njihovi informativni parametri ovise o vrsti snimljenog AE. Podjela akustične emisije u dvije vrste povezana je sa sljedećim okolnostima. Zbog diskretne prirode strukture materije, procesi koji se u njima odvijaju također su diskretni. Kontinuitet promatranih procesa posljedica je usrednjavanja veliki broj pojedinačni elementarni događaji. Ti događaji dovode do mikrodeformacija čvrstog tijela, obično toliko beznačajnih da se ne mogu registrirati konvencionalnim mjernim instrumentima. Međutim, veliki broj elementarnih događaja, tijek događaja može dovesti do makroskopskih pojava koje osjetno mijenjaju energetsko stanje tijela. Na primjer, plastična deformacija metala u normalnim uvjetima uglavnom je rezultat pomaka dislokacija linearnih defekata kristalna rešetka. Znakove pomicanja zasebnog iščašenja nije lako registrirati. Međutim, kretanje pod djelovanjem naprezanja velikog broja dislokacija na makrorazini očituje se kao zaostala ili plastična deformacija metala.

Pri promjeni energetskog stanja tijela dio energije se oslobađa u obliku zračenja elastičnih valova. Ovi valovi su akustična emisija. Ako je broj elementarnih događaja koji dovode do emisije elastičnih valova velik, a energija oslobođena tijekom svakog događaja mala, tada se pojedinačni AE signali, superponirani jedan na drugi, percipiraju kao slabi kontinuirani šum, koji se naziva kontinuirani AE. U tom slučaju, zbog male količine energije oslobođene tijekom jednog događaja, energetsko stanje tijela se neznatno mijenja. Stoga je vjerojatnost sljedećeg takvog događaja praktički neovisna o prethodnom. Kao rezultat toga, karakteristike kontinuiranog AE mijenjaju se relativno sporo tijekom vremena, sl. 1 a. Ako se kao rezultat pojedinačnih događaja energetsko stanje čvrstog tijela značajno promijeni, tada se tijekom kratkog vremena emitiraju elastični valovi, čija energija može premašiti energiju valova tijekom kontinuiranog emitiranja za više redova veličine. Emisija elastičnih valova u ovom slučaju ima eksplozivan ili impulzivan karakter. Broj pojedinačnih energetskih skokova znatno je manji nego u slučaju kontinuirane emisije zračenja. Utjecaj svakog prethodnog događaja na sljedeći postaje značajan, te se proces generiranja elastičnog vala više ne može smatrati stacionarnim. Ukupno AE impulsi su relativno mali, ali imaju veliku amplitudu. Ova emisija se naziva diskretna, sl. 1 b. Takva se emisija opaža, na primjer, tijekom subkritičnog rasta pukotina u metalima niske plastičnosti. Sl. 1. Vrste akustične emisije: a kontinuirana; b diskretan. ab

Podjela AE na kontinuiranu i diskretnu prilično je proizvoljna, budući da mogućnost odvojenog snimanja AE impulsa ovisi samo o karakteristikama korištene opreme i njezinoj razlučivosti. Osim toga, povećanjem razine diskriminacije signala kontinuirane akustične emisije, Sl. 1a, moguće je registrirati samo emisije zvučnog signala visoke amplitude, odnosno formalno prijeći sa snimanja kontinuiranog na snimanje diskretnog AE, iako je očito da se bit fenomena AE u ovom slučaju neće promijeniti. U praksi se u pravilu radi s obje vrste emisija. Na primjer, subkritični rast pukotina u metalima pod utjecajem vanjskih i unutarnjih čimbenika događa se naglo. Duga razdoblja stabilnog stanja pukotine, s nekim mogućim povećanjem plastične deformacije na njenom vrhu, izmjenjuju se s vremenskim točkama kada pukotina mijenja svoju duljinu transoničnom brzinom, prelazeći u novo ravnotežno stanje. Takav je prijelaz povezan s promjenom stanja naprezanja rasterećenjem materijala u blizini pukotine i popraćen je emisijom elastičnih valova koje pretvarač bilježi kao diskretni AE signal. U intervalima između skokova, kada dolazi do plastične deformacije na vrhu pukotine, uočava se kontinuirana AE karakteristika plastične deformacije. Osim toga, tijekom tog vremena nastaju i razvijaju se mikropukotine u zoni plastične deformacije. Ovi procesi također su popraćeni emisijom diskretnih AE impulsa. U subkritičnom stadiju razvoja pukotine, njen Prosječna brzina napredak je mali i još ne predstavlja ozbiljnu opasnost za strukturu. Pojavljujuća akustična emisija služi kao prethodnik kvara mnogo prije opasne faze katastrofalnog rasta pukotine. Za predviđanje razaranja koristi se diskretna komponenta emisije zbog jednostavnosti registracije signala velike amplitude. Imajte na umu da se slična slika odvija i tijekom razvoja zamornih pukotina.

Glavni izvori akustične emisije u metalima Prema trenutno postojećim konceptima, mogu se razlikovati sljedeći glavni izvori AE koji djeluju na različitim strukturnim razinama u metalima: 1. Mehanizmi odgovorni za plastičnu deformaciju: procesi povezani s kretanjem dislokacija konzervativno klizanje i anihilacija dislokacija, multiplikacija dislokacija prema Frank-Read mehanizmu; odvajanje dislokacijskih petlji od točaka pričvršćivanja, itd.; interakcija dislokacija s preprekama atomi nečistoća, druge dislokacije, granice zrna; klizanje granice zrna; bratimljenje. 2. Mehanizmi povezani s faznim transformacijama i faznim prijelazima prve i druge vrste: transformacije polimorfnog tipa, uključujući martenzitne; stvaranje čestica druge faze tijekom razgradnje prezasićenih krutih otopina; fazni prijelazi u magnetima i supravodičima; magnetomehanički učinci zbog pomicanja granica i preorijentacije magnetskih domena s promjenom vanjskog polja magnetiziranja. Kontinuirano AE zračenje povezano je s procesima plastične deformacije metala i drugim fizikalnim procesima u čvrstim tijelima. Dakle, puzanje materijala u prvoj (nestacionarnoj) i drugoj (stacionarnoj) fazi prati kontinuirani AE. U trećoj fazi, osim kontinuirane, uočava se i diskretna emisija, zbog stvaranja i razvoja mikropukotina. Slično se događa i kod korozije na naprezanje, čija je završna faza korozijsko pucanje, praćeno akustičnim bljeskovima diskretnih AE.

Kaiserov efekt Kontinuirana akustična emisija karakterizirana je pojavom Kaiserovog efekta. Sastoji se od izostanka ili značajnog smanjenja emisije tijekom ponovljenog opterećenja objekta do trenutka u kojem opterećenje tijekom ponovljenog opterećenja ne dosegne maksimalnu vrijednost postignutu u prethodnom ciklusu. Suština Kaiserovog efekta ilustrirana je na sl. 2, na kojoj je punom linijom prikazana promjena opterećenja u dva ciklusa opterećenja materijala; isprekidana vodoravna crta najveća je vrijednost opterećenja u prvom ciklusu opterećenja. Okomite linije snimljene AE snimačem signala. Vidljivo je da pri ponovljenom opterećenju emisije praktički nema do trenutka t 0, kada opterećenje pri ponovljenom opterećenju dosegne maksimalnu vrijednost opterećenja prvog ciklusa. Na daljnje povećanje ponovno se uspostavlja emisija opterećenja. Riža. 2. Objašnjenje Kaiserovog efekta: promjena opterećenja tijekom vremena; najveća vrijednost opterećenja u prvom ciklusu opterećenja; trenutak postizanja u drugom ciklusu opterećenja maksimalne vrijednosti opterećenja prvog ciklusa

U polikristalnim metalnim materijalima pojava kontinuiranog AE obično je povezana s plastičnom deformacijom pojedinačnih polikristalnih zrna. U praksi se akustična emisija pri ponovljenom opterećenju počinje javljati nešto prije nego što se postigne početna maksimalna razina naprezanja, a potpuno se obnavlja nešto kasnije kada se ta razina postigne. Žarenje materijala nakon primarne deformacije dovodi do kršenja Kaiserovog efekta, a s povećanjem stupnja žarenja povećava se stupanj obnove karakteristika AE signala. Nakon potpunog žarenja materijala, akustična emisija se vraća na izvornu razinu. Kaiserov efekt se ne opaža kada se pojave pukotine. To je zbog činjenice da prosječna deformacija po volumenu materijala ne karakterizira deformaciju njegovih pojedinačnih područja zbog prisutnosti koncentratora naprezanja na vrhu pukotine. Pri ponovljenom opterećenju deformacija u blizini vrhova pukotine može premašiti prethodno postignutu, što dovodi do pojave akustične emisije.

Informativni parametri akustičke emisije Potrebno je razlikovati parametre pojedinačnih impulsa diskretne AE, impulsne tokove i parametre kontinuirane AE. 1. AE impulsi ili signali u općem slučaju su superpozicija svih vrsta elastičnih valova koji se mogu širiti u kontroliranom objektu. AE pulseve karakterizira 2. amplituda; 3.trajanje; 4.oblik; 5. frekvencijski spektar; 6. vrijeme pojave. Oblik impulsa povezan je s njegovim frekvencijskim spektrom i ovisi o nizu čimbenika. Određen je fizikalnim procesom koji je rezultirao pojavom akustičkog zračenja, prijenosnim funkcijama elemenata akustičkog puta kojim se impuls širi od mjesta nastanka do prijamnog pretvornika, te frekvencijskim pojasom prijamnog zračenja. pretvarač. Oblik impulsa također ovisi o prigušenju i disperziji elastičnih valova. Budući da se slabljenje vala povećava s prijeđenom udaljenosti i snažno raste s frekvencijom, puls koji je prešao veliku udaljenost od izvora do prijamnika bit će dominiran niskofrekventnim komponentama spektra. Budući da je umnožak širine spektra impulsa i njegovog trajanja jednak jedinici po redu veličine, prigušenje visokofrekventnih komponenti spektra, a time i smanjenje njegove širine, dovodi do povećanja trajanje snimljenog pulsa. AE puls ima široki frekvencijski spektar, odnosno superpozicija je više elastičnih harmoničnih valova različitih frekvencija. Zbog disperzije, različite komponente se šire različitim brzinama. To rezultira faznim pomakom između komponenti frekvencije impulsa. Povećava se s povećanjem prijeđene udaljenosti. Kao rezultat toga, oblik snimljenog pulsa je iskrivljen, a što je izobličenje veće, to je udaljenost između izvora i prijamnika elastičnih valova veća.

Na malim udaljenostima između AE izvora i prijamnika, učinak disperzije i prigušenja vala na oblik impulsa je mali. Ako se registracija AE provodi pretvaračem uskog pojasa, koji u pravilu ima veću osjetljivost od širokopojasnog, tada je frekvencija AE signala određena uglavnom osnovnom frekvencijom pretvarača, sl. 3. Nakon pojačanja i detekcije pulsa, određuje se njegova anvelopa, čija se maksimalna vrijednost uzima kao amplituda AE signala. t, s Sl. Slika 3. Oblik AE impulsa koji dolazi iz primarnog pretvarača koji ima usku propusnost t, c Slika 3. Oblik AE impulsa koji dolazi iz primarnog pretvornika koji ima usku propusnost Budući da frekvencijski spektar AE impulsa ovisi o prijenosnim funkcijama akustičnog puta i prijemnog pretvornika, koje je teško mjeriti u stvarnim situacijama, praktički se ne koristi kao informativni parametar.

Tok AE signala je niz impulsa za koje slučajne varijable je amplituda i vrijeme pojavljivanja. Tok signala može se karakterizirati: 1. raspodjelom amplitude; 2.amplitudno-vremenska distribucija; 3. prosječna vrijednost amplitude pulsa; 4. disperzija amplitude; 5. raspodjela vremenskih intervala između impulsa; 6. prosječna učestalost njihove pojave; 7. spektralna gustoća; 8. korelacijska funkcija. Svaka od karakteristika povezana je s fizičkim procesom koji stvara AE i sadrži informacije o njegovom razvoju. Za diskretni tok AE impulsa uvode se sljedeći informativni parametri. Ukupan broj impulsa je broj snimljenih diskretnih AE impulsa tijekom vremena promatranja. Ovaj parametar se koristi za opisivanje tokova nepreklapajućih impulsa, tj. impulsa čije je trajanje manje praznina vrijeme između njih. Ukupan broj impulsa karakterizira procese povezane s razaranjem materijala, te označava broj pojedinačnih činova nukleacije i širenja defekata u strukturama.

AE aktivnost ukupni broj impulsa u jedinici vremena. Informacijski sadržaj ovog parametra isti je kao i prethodni, ali s više detalja tijekom vremena, što nam omogućuje praćenje dinamike procesa uništavanja. Ukupni AE je broj registriranih prekoračenja (emisija) AE signala zadane razine tijekom određenog vremenskog intervala. Brzina brojanja je broj registriranih AE signala koji prelaze postavljenu razinu po jedinici vremena. Ova karakteristika je derivacija ukupnog AE u odnosu na vrijeme. Ponekad se naziva AE intenzitet. Distribucija amplitude AE ​​impulsa je funkcija koja pokazuje broj AE impulsa čija amplituda leži u malom intervalu od A do A+dA u odnosu na ovaj interval dA. Ako se tijekom vremena promatranja registrira N Σ impulsa, tada

Analiza distribucije amplitude i njezine promjene u vremenu omogućuje praćenje razvoja fizičkih procesa koji su izvor AE signala, posebice praćenje rasta materijalne štete na budućem mjestu prijeloma. Kao primjer, na sl. Na slici 4 prikazana je promjena raspodjele trenutne amplitude AE ​​signala snimljenih tijekom opterećenja zavarenog čeličnog uzorka s povećanjem trajanja opterećenja. Iz slike 4 vidljivo je da se s vremenom povećava udio AE impulsa visoke amplitude u distribuciji amplitude, što ukazuje na nastanak i razvoj mjesta loma u zavarenom spoju. Naknadno se u zavaru pojavila makropukotina čijim rastom je završeno uništenje uzorka. Riža. Sl. 4. Promjena raspodjele amplitude AE ​​signala s vremenom pri opterećenju uzorka čelika zavarenim spojem pod djelovanjem konstantnog vlačnog opterećenja

Od fig. Iz slike 4 vidljivo je da se s povećanjem vremena povećava udio AE impulsa visoke amplitude u raspodjeli amplitude, što ukazuje na nastanak i razvoj mjesta loma u zavarenom spoju. Naknadno se u zavaru pojavila makropukotina čijim rastom je završeno uništenje uzorka. Amplituda, amplituda i amplitudno-vremenska raspodjela najvažnije su karakteristike akustičkog zračenja. Amplituda AE impulsa i, posljedično, parametri odgovarajućih distribucija amplitude ovise o mnogim čimbenicima. Ovi čimbenici mogu se podijeliti u dvije skupine prema prirodi utjecaja na amplitudu AE impulsa, tablica. 2. Ove informacije korisne su u analizi i interpretaciji podataka praćenja i omogućuju predviđanje kako će se amplituda zračenja promijeniti pri promjeni načina ili uvjeta AE dijagnostike. Spektralna gustoća diskretnog AE karakterizira snagu procesa u jednom frekvencijskom pojasu. Spektralna gustoća karakterizira brzinu procesa koji inicira AE signale.

Tablica 2. Čimbenici koji utječu na amplitudu AE impulsa Čimbenici koji povećavaju amplitudu AE Čimbenici koji smanjuju amplitudu AE Visoka čvrstoća materijala i niska plastičnost Visoko opterećenje i brzina deformacije Anizotropija svojstava Nehomogenost materijala Velika debljina strukture Niska temperatura materijala Povećana defektnost strukture materijala Gruba -zrnasta struktura materijala Oslobađanje elastične energije uslijed pucanja Odsustvo teksture materijala Niska čvrstoća materijala i visoka duktilnost Nisko opterećenje i stopa deformacije Izotropija strukture materijala Homogenost materijala Mala debljina strukture Visoka temperatura materijala Nema nedostataka u strukturi materijala Mala veličina zrna Oslobađanje elastične energije uslijed plastične deformacije Tekstura materijala

KONTROLA AKUSTIČNE EMISIJE

T.S. Nikolskaja

Na temelju linearne mehanike loma, obrazložena je ekspresna nedestruktivna metoda za određivanje graničnog opterećenja i zaostalog resursa za metale.

Tijekom inicijacije mikropukotina ili tijekom grčevitog razvoja glavne pukotine oslobađa se dinamički potencijalna energija deformacije djelomično neopterećenog volumena, koja se troši ne samo na stvaranje nove površine, već i na plastičnu deformaciju ispred pukotine. vrha pukotine, na vibracije novonastale površine, ali i na druge popratne procese. Posebno je registrirana emisija elektrona s površine deformabilnih metala i emisija elektromagnetskih valova tijekom opterećenja silikatnog stakla. Plastična deformacija prenapregnutih volumena uzrokuje lokalno zagrijavanje i emisiju topline iz zone loma. Vibracije novonastale površine pokreću akustični puls u trajanju od desetinki do desetaka milisekundi. Svaki puls, opetovano reflektiran od površine proizvoda i postupno raspršen na nehomogenostima materijala, stvara zvučni signal, koji se bilježi u obliku valova naprezanja na površini proizvoda kao akustična emisija.

Intenzitet tih emisija omogućuje procjenu faze razaranja i njegove kinetike, što se koristi za procjenu čvrstoće i preostalog vijeka trajanja proizvoda; štoviše, pokazalo se da je točnost ovih procjena mnogo veća od točnosti neizravnih metoda kontrole čvrstoće. Osjetljivost emisijskih metoda također je za red veličine veća od ostalih nedestruktivnih metoda i omogućuje otkrivanje početka ili razvoja defekta veličine 1 μm. Uz to, metode emisije omogućuju lociranje za određivanje koordinata slabe veze bez skeniranja proizvoda. Trenutno su, zbog povijesnih razloga, najrazvijenije metode za snimanje akustične emisije (AE). One se češće od drugih emisijskih metoda koriste za kontrolu loma i čvrstoće.

Obično se AE bilježi pomoću piezoelektričnog pretvarača instaliranog na površini proizvoda koji ima akustični kontakt s njim kroz sloj maziva, tekućine ili kroz valovod. Električni signal pretvornika se pojačava, snima i analizira akustičko-elektroničkim sustavom, koji uvelike iskrivljuje parametre signala. Uzimajući ovo u obzir, metoda koja više obećava, iako je manje razvijena, za optičko otkrivanje AE, tj. pomoću lasera.

Glavni pokazatelj opreme za snimanje je razina vlastite buke, smanjena na ulaz pojačala; u modernim akustičko-elektroničkim sustavima ta je razina 2-30 μV. Oprema je isključena s vlastite buke uz pomoć sklopa diskriminatora, koji je konfiguriran tako da sa slobodno ovješenom sondom (bez akustičnog kontakta s čvrsta) oprema nije registrirala nikakve signale, uključujući elektromagnetska hvatanja.

Akustično-elektronički sustav registrira ukupan broj N akustičkih signala, njihov broj u jedinici vremena - AE aktivnost N, kao i podatke o amplitudama signala i vjerojatnosnoj raspodjeli tih amplituda. Ako postoji više kanala, moguće je odrediti koordinate izvora AE kašnjenjem signala iz različitih kanala. Amplituda signala jako ovisi o udaljenosti između AE izvora i senzora. Aktivnost N AE određena je brojem događaja u jedinici vremena, posebice intenzitetom mikropukotina ili brzinom rasta glavne pukotine, te stoga sadrži više informacija o procesu loma. Nažalost, N mikropukotine često maskiraju najviše N

opasni defekt, a frekvencijski spektar AE signala ovisi o modulu elastičnosti materijala i o frekvenciji rezonatora, tj. o dimenzijama mikrošupljine na čijoj se granici pokreće signal. Materijal s relativno velikim šupljinama (drvo, beton i sl.) pri opterećenju emitira zvučni zvuk, dok materijal s manjim greškama emitira ultrazvuk. Kod deformacije keramike najveći broj signala bilježe rezonantni pretvarači frekvencije 20-200 kHz, a kod deformacije legura rezonantni pretvarači frekvencije 200-2000 kHz. Promjene u dimenzijama rezonatora, kao što su pukotine ili labavljenje materijala dovode do promjene frekvencijski spektar AE signal.

Jedan od prvih istraživača A.E. Kaiser je skrenuo pozornost (1953.) na sljedeću značajku, koja je postala poznata kao Kaiserov efekt: kada se proizvod ponovno puni, AE se javlja tek nakon što se prekorači maksimalno opterećenje L prethodnog opterećenja. To je zbog činjenice da se mikroplastične deformacije potrebne za mikropukotine, raspršene ili u zoni s radijus vektorom p ispred vrha pukotine, javljaju već tijekom prvog opterećenja, a ne razvijaju se pri ponovljenom opterećenju na b<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.

Kaiserov učinak otežava procjenu stanja proizvoda pomoću AE nakon hitnog opterećenja ba, koje je puno veće od radnog opterećenja baek. U ovom slučaju, pod kontrolnim opterećenjem, nema AE sve do b< 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.

U općem slučaju, trajnost proizvoda definirana je kao zbroj vremena nastanka pukotine sposobne za daljnji razvoj i vremena njezina rasta do fragmentacije proizvoda. Kod cikličkog opterećenja, prije početka pukotine, uočava se Elberov efekt - kontakt površina na vrhu pukotine čak i prije njenog potpunog rasterećenja, odnosno prije završetka opterećenja. Zatvaranje pukotine praćeno je zvučnim signalima - prethodnicima početka pukotine; korišteni su za procjenu vremena nastanka pukotina u uzorcima čelika 3, 45, 40Kh i 12Kh18N10T na sobnoj temperaturi u uvjetima stacionarne cikličke napetosti od nule do maksimalnog naprezanja vmax ili savijanja. Elberov učinak također omogućuje određivanje graničnog opterećenja b0, bez prekoračenja kojeg se pukotina ne razvija, i odgovarajućeg nominalnog naprezanja b0. U tu svrhu, uzorak je napunjen i

potpuno neopterećen, bilježeći akustičnu emisiju (AE) i povećavajući maksimalno opterećenje ciklusa za 3% dok se AE ne pojavi na kraju opterećenja. AE je snimljen pomoću uređaja AF-15 s intrinzičnom razinom šuma od 15 µV. Rezonantni piezokeramički pretvarač (600–1000 kHz) pritisnut je na kalibrirani uzorak opruge kroz sloj maziva koji poboljšava akustični kontakt.

Broj ciklusa Nf, nakon kojih je prvi put zabilježen AE pod stacionarnim opterećenjem, uzet je kao procjena razdoblja nastanka pukotine u uzorku čelika. Zatim, svakih Nf ciklusa, napon praga o0 određen je korištenjem AE, bez prekoračenja kojeg AE nije primijećeno tijekom rasterećenja. o0 vrijednost< 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.

°max Kf N Kf/K tg

40X: 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

Rv=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

0v=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

ov=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

12X18H10T: 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

0v=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

Tablica 1. Rezultati cikličkih ispitivanja

Istezanje s omax većim od granice razvlačenja od (ili o02) provedeno je s periodom od 18 s. Tijekom savijanja uzorci su ispitivani frekvencijom od 50 Hz; odrediti ^ kon-

kontrolno rasterećenje s omaxom u trajanju od 10 s provedeno je svakih 15000 ciklusa. Rezultati ispitivanja dati su u tablici. 1, gdje su N, W i N$/N prosječne vrijednosti temeljene na rezultatima ispitivanja 8 uzoraka; naprezanja g dana su u MPa, a 5 je relativno istezanje nakon loma pod monotonim opterećenjem. Indeks "-1" za neke vrijednosti GMaKe ukazuje na to da su rezultati dobiveni savijanjem uzoraka-greda silom u sredini raspona u uvjetima simetričnog ciklusa naprezanja s karakteristikom ciklusa r ^minMmax=-1. Indeks "+" označava vrijednosti g, ^ za simetrično savijanje prstenastim udarcem koaksijalne ploče oslonjene na prsten (stanje naprezanja u ravnini), s ciklusom naprezanja konstantnog predznaka s r = 0,05. Za svaki uzorak izračunato je nekoliko vrijednosti G0i Mmax i odgovarajućih vrijednosti N/Np, gdje je Ni preostali životni vijek uzorka nakon i-tog zaustavljanja za određivanje o0i. Eksperimentalne točke dobivene na ovaj način za određeni način opterećenja bilo kojeg čelika grupirane su u koordinatama lg (Ni / Np) i ^ (go / g, ^) u blizini ravne crte, tangente kuta na os 1g ( G0i / G max) u tablici je označen kao tg. Za čelik 40Kh, prosječna vrijednost ovih tangenti u različitim uvjetima bila je 1,0, za čelik 45 - 0,71, za čelik 3 - 0,86, a za čelik 12Kh18N10T - 1,44.

Kao što se može vidjeti iz tablice, za proučavanje čelika, omjer Nf / N kreće se od 0,12 do 0,42, a za određeni čelik teži smanjenju s povećanjem broja ciklusa do kvara. Zbog toga, ako se nakon poznatog vremena rada s g, ^, na primjer, tijekom kontrole dobije zajamčeni resurs, g ^ g, ^, tada je moguće ponoviti vrijeme rada bez međukontrole. Ako je g ^ g, ^, tada je za Nf preporučljivo uzeti vrijednost NH ukupnog vremena rada, nakon čega je još uvijek bilo g ^ g, ^. U ovom slučaju, možemo uzeti u obzir N=Nn(N/Nf), Np=N-Nn=Nn(N/Nf-1) i N=Nh(N/ ^-1)(G0 MmaxD vrijednosti Nf/ N i tg dani su u tablici 1.

Književnost

1. Bormotkin V.O., Nikolsky S.G. O ulozi rasterećenja u razvoju pukotina // Sat. izvješće II intern. konf. "Znanstveno-tehnički problemi predviđanja pouzdanosti i trajnosti...". SPb GTU, 1997. str. 86-88.

2. Bormotkin V.O., Nikolskaya T.S., Nikolsky S.G. Metoda za određivanje najvećeg opterećenja koje još ne smanjuje čvrstoću proizvoda. // sub. izvješće II intern. konf. "Znanstveno-tehnički problemi predviđanja pouzdanosti i trajnosti.". Državno tehničko sveučilište u St. Petersburgu, 1997. S. 88-89.

Dr. Adrian Pollock Physical Acoustics Corporation (PAC)

akustična emisija je pojava stvaranja valova naprezanja uzrokovanih naglim preustrojem u strukturi materijala. Klasični izvori AE su proces deformacije povezan s rastom nedostataka, na primjer, pukotina ili zona plastične deformacije. Proces generiranja i otkrivanja AE prikazan je na slici 1. Naglo pomicanje izvora emisije uzrokuje širenje valova naprezanja kroz strukturu materijala i dolazak do pretvarača. Kako se stres povećava, aktiviraju se mnogi izvori emisije prisutni u materijalu objekta. Signali električne emisije dobiveni kao rezultat pretvorbe naponskih valova senzorom se pojačavaju, snimaju opremom i podvrgavaju daljnjoj obradi i interpretaciji.

Sl.1 Osnovni principi akustične emisije

Dakle, izvor energije akustične emisije je polje elastičnih naprezanja u materijalu. Bez naprezanja nema emisije, pa se AE ispitivanje obično provodi opterećenjem kontroliranog objekta. To može biti verifikacijska kontrola prije početka rada objekta, kontrola promjena opterećenja tijekom rada objekta, ispitivanja zamora, puzanja ili složenog opterećenja. Vrlo često se konstrukcija opterećuje na proizvoljan način. U ovom slučaju korištenje AE kontrole omogućuje dobivanje dodatnih vrijednih informacija o ponašanju konstrukcije pod djelovanjem opterećenja. U drugim slučajevima, emisije se koriste zbog ekonomičnosti i sigurnosti; za takve zadatke razvijeni su posebni postupci opterećenja i ispitivanja.

Odnos s drugim metodama kontrole

Akustična emisija razlikuje se od većine metoda ispitivanja bez razaranja (NDT) u dva ključna aspekta. Prvo, izvor signala je sam materijal, a ne vanjski izvor, tj. metoda je pasivna (a ne aktivna, kao većina drugih metoda kontrole). Drugo, za razliku od drugih metoda, AE detektira kretanje defekta, a ne statičke nehomogenosti povezane s prisutnošću defekata, tj. AE otkriva razvojne, a time i najopasnije nedostatke. Popis glavnih razlika dan je u tablici 1.

Kao što je poznato, ne postoji niti jedna metoda među MNC-ima koja bi mogla optimalno riješiti problem procjene integriteta objekta, uzimajući u obzir takve osnovne čimbenike kao što su postizanje najniže cijene rada i postizanje tehničke primjerenosti rezultata kontrole. Najbolje rješenje problema je korištenje kombinacije različitih NDT metoda. Zbog činjenice da se AE uvelike razlikuje po svojim mogućnostima od tradicionalnih metoda kontrole, u praksi se pokazalo vrlo korisnim kombinirati AE s drugim metodama.

Tablica 1. Usporedba AE karakteristika kontrolne metode s drugim NDT metodama

Akustična emisija	Ostala multinacionalna poduzeća
Otkriva kretanje nedostataka	Otkrijte geometrijski oblik nedostataka
Zahtijeva učitavanje	Ne zahtijevaju učitavanje
Svaki teret je jedinstven	Kontrola je ponovljiva
Osjetljivo na strukturu materijala	Manje osjetljiv na materijal
Manje osjetljiv na geometriju	Osjetljiviji na geometriju
Zahtijeva manje napora u kontroli proizvoda/procesa	Zahtijeva više napora u kontroli proizvoda/procesa
Zahtijeva pristup samo na mjestima gdje su ugrađeni senzori	Zahtijevati pristup cijeloj površini objekta
Kontrolira strukturu u jednom ciklusu utovara	Postupno skeniranje dijelova strukture
Glavni problemi: jak utjecaj buke	Glavni problemi: jak utjecaj geometrije

Glavna prednost AE metode povezana je s mogućnošću ispitivanja bez razaranja cijelog objekta u jednom ciklusu opterećenja.

Ova je metoda udaljena, ne zahtijeva skeniranje površine objekta radi traženja lokalnih nedostataka. Jednostavno je potrebno na pravi način rasporediti potreban broj senzora i pomoću njih locirati izvor valova naprezanja. Mogućnosti povezane s daljinskom uporabom metode nude velike prednosti u odnosu na druge metode pregleda koje zahtijevaju, primjerice, uklanjanje izolacijskih omotača, pražnjenje spremnika za pregled od unutarnjeg sadržaja ili skeniranje velikih površina.

Tipičan primjer korištenja AE je određivanje lokacije defektnih područja, nakon čega se koriste drugi LSM-ovi za točnije određivanje prirode defekata.

Raspon primjene metode

Fenomen akustične emisije uočen je u širokom rasponu materijala, struktura i procesa. AE najvećeg razmjera povezuje se s postojanjem seizmičkih valova, dok je emisija najmanjeg razmjera uzrokovana dislokacijskim gibanjem u opterećenim metalnim konstrukcijama. Između ova dva tipa AE postoji širok raspon skala emisija, od laboratorijskih ispitivanja do industrijske kontrole.

U laboratorijskim ispitivanjima, korištenje AE kontrole ima za cilj proučavanje procesa deformacije i razaranja materijala. Metoda omogućuje promatranje ponašanja materijala pod opterećenjem u stvarnom vremenu pomoću signala emisije. Budući da AE odgovor ovisi o strukturi materijala i načinu deformacije, različiti materijali pod različitim metodama opterećenja međusobno se međusobno jako razlikuju u ponašanju u akustičnoj emisiji. Postoje 2 glavna čimbenika koji dovode do visoke emisivnosti - to je krhkost i heterogenost materijala. Duktilni mehanizmi loma, kao što je spajanje pora u mekim čelicima, naprotiv, dovode do niske emisivnosti (u smislu energije i broja signala).

Kod ispitivanja proizvoda, AE metoda se koristi za provjeru i kontrolu zavarenih spojeva, toplinski komprimiranih zavoja. Metoda se također koristi tijekom operacija oblikovanja kao što su zbijanje ili prešanje. Općenito, AE kontrola se može koristiti u svim slučajevima gdje se javljaju procesi opterećenja koji dovode do trajne deformacije materijala.

U strukturnom ispitivanju, AE se koristi za kontrolu tlačnih posuda, skladišnih objekata, cijevi i cjevovoda, zrakoplova i svemirskih letjelica, električnih tvornica, mostova, željezničkih cisterni i vagona, teretnih vozila i mnogih drugih vrsta objekata. AE kontrola se provodi i na novoj i na rabljenoj opremi. Uključuje otkrivanje pukotina, nedostataka u zavarivanju i drugo.

Postupke vezane uz korištenje AE metode objavili su Američko društvo za strojarstvo (ASME), Američko društvo za ispitivanje i materijale (ASTM) i druge organizacije. Uspješni rezultati testiranja dizajna mogu se uočiti kada se mogućnosti i prednosti AE metode ispravno koriste u kontekstu specifičnih studija i kada se koriste ispravna tehnička rješenja i specijalizirana AE oprema.

Oprema za akustičnu emisiju iznimno je osjetljiva na bilo kakvu strukturnu kretnju u širokom frekvencijskom rasponu rada (obično od 20 kHz do 1200 kHz). Oprema može registrirati ne samo rast pukotina ili razvoj plastične deformacije, već i procese skrućivanja, kristalizacije, trenja, udara, curenja i faznih prijelaza. Slijede glavne primjene u kojima se koristi metoda AE pregleda:

• Kontrola procesa zavarivanja
• Kontrola trošenja i kontakta opreme tijekom automatske obrade
• Kontrola trošenja i gubitka maziva na objektima povezanim s rotacijom i trenjem komponenti
• Detekcija izgubljenih dijelova i dijelova opreme
• Detekcija i kontrola curenja, kavitacije i protoka tekućina u objektima
• Upravljanje kemijskim reaktorima, uključujući upravljanje korozijskim procesima, prijelaz tekućina-krutina, fazne transformacije.

Kada se procesi poput udaraca, trenja, curenja i drugih odvijaju u pozadini kontrole pukotina i korozije, oni postaju izvori neželjene buke. Predložena su mnoga različita tehnička rješenja za smanjenje i uklanjanje ove smetnje buke. Treba napomenuti da je buka glavna prepreka širokoj uporabi AE kao metode kontrole. Važan zadatak je proučiti ih i, ako je moguće, ukloniti kako bi se povećala osjetljivost metode.

Valovi akustične emisije i njihovo širenje

Najjednostavniji tip vala iz AE izvora prikazan je na sl.2. Pomak vala je funkcija bliska stepenastoj. Napon koji odgovara pomaku ima oblik impulsa čija širina i visina ovise o dinamici procesa zračenja. Impulsi iz takvih izvora kao što je proboj mikropukotine ili uništavanje istaloženih frakcija imaju kratko trajanje (reda mikrosekunde ili frakcije mikrosekunde). Amplituda i energija početnog AE impulsa može varirati u širokom rasponu ovisno o vrsti izvora akustične emisije. Generirani val (impuls) širi se od izvora u svim smjerovima, pri čemu širenje, u skladu s prirodom izvora, može imati izražen anizotropni karakter, kao što je prikazano na sl. 3. (tj. ovisnost brzine širenja o smjer).

Oblik početnog vala prolazi kroz značajne promjene kada se širi u mediju materijala i kada ga pretvara senzor, tako da signal koji dolazi sa senzora vrlo izdaleka podsjeća na izvorni signal iz izvora. Takva promjena oblika AE signala važan je problem s kojim se treba suočiti kako u proučavanju funkcije izvora tako iu rješavanju praktičnih problema nerazornog ispitivanja. Istraživači koji žele utvrditi izvorni oblik signala koriste širokopojasne senzore i provode detaljnu analizu početnog dijela snimljenog signala. Ovo je važan, ali ujedno i vrlo težak način.

sl.2 Nastanak najjednostavnijeg AE vala

sl.3 Kutna ovisnost AE o rastu u izvoru. U biti to je stresni impuls, pukotina. Glavna energija se raspoređuje u skladu s pomakom površine materijala

Riža. četiri Pomak valova koji je rezultat brze primjene opterećenja u točki A.

istraživanja, jer Obrada jednog signala može trajati dugo. U tom su smislu mnogi istraživači u području ispitivanja materijala i NDT-a više zainteresirani za dobivanje statističkih procjena AE parametara nego za detaljno proučavanje karakteristika pojedinih izvora emisije. Koriste uskopojasnu opremu koja omogućuje mjerenje samo nekih parametara valnog oblika, ali istovremeno bilježi velike protoke signala (stotine signala u sekundi). U nastavku se raspravlja o glavnim čimbenicima koji utječu na širenje valova, koji se u velikoj mjeri razlikuju za dva navedena pristupa proučavanju AE signala.

Glavni čimbenici u analizi funkcije izvora AE

Odnos između funkcije izvora i rezultirajućeg pomaka površine materijala na kontrolnoj točki intenzivno se istražuje u posljednjih 10-15 godina. Istraživači iz različitih grupa: britanskog Haruel NDT centra, američkog Nacionalnog ureda za standarde, sveučilišta Cornwall i Tokyo uložili su napore u rješavanje ovog teškog problema. Konačni cilj istraživanja bio je riješiti problem određivanja početnog oblika signala iz raspoloživih informacija na izlazu senzora.

Složenost ovog problema ilustrirana je na slici 4, koja prikazuje vertikalnu komponentu gibanja površine polubeskonačnog tijela u točki B, koja je posljedica oštre primjene vertikalne sile u točki A. Kao što slijedi iz Slika, čak i uz jednostavnu geometriju objekta i elementarni izvor, rezultirajući oblik signala dovoljno je kompliciran. Razmotrimo li slučaj s pločom, problem postaje puno kompliciraniji, budući da će i druga površina utjecati na elastično-dinamički proces širenja valova. Kod ploča kretanje površine na točki promatranja jako ovisi o omjeru udaljenosti do izvora i debljine ploče.

sl.5 Tri moguća puta za putovanje vala od izvora do senzora u cijevi ispunjenoj vodom. 1 - izravna staza, 2 - reflektirana, 3 - na vodi.

Između ostalog, funkcija izvora nije konstantna, odnosno nije točkasti izvor, već dipol i/ili dvostruki dipol s općenito nepoznatom orijentacijom, pri čemu se moraju uzeti u obzir i horizontalna i vertikalna komponenta. U vezi s navedenim poteškoćama, pokušaji stvaranja matematičke teorije, numeričkih i eksperimentalnih metoda za procjenu funkcije izvora AE trajali su mnogo godina.

Posljednjih godina vodeći su laboratoriji značajno napredovali u rješavanju problema kvantificiranja brzine rasta pukotine, njezine orijentacije i vremenskih karakteristika AE signala za slučajeve najjednostavnije geometrije objekata. U te svrhe koriste se visokoosjetljivi senzori i analizira se samo početni dio signala koji se snima sa svim potrebnim detaljima visokopreciznom opremom. Danas se može očekivati ​​da će dobiveni znanstveni rezultati uroditi plodom iu primijenjenim poljima korištenja AE metode.

Čimbenici koji utječu na točnost lociranja u tipičnim AE mjerenjima

Dok se analiza funkcije izvora u većini slučajeva temelji na proučavanju samo početnog dijela signala, AE tehnologija omogućuje snimanje cijelog signala. Dio signala koji slijedi nakon početnog dijela sastoji se od mnogih valnih komponenti koje se šire do senzora duž različitih putanja. Slika 5 ilustrira ovu izjavu, ali slika prikazuje samo nekoliko mogućih puteva. Obično se maksimum amplitude signala ne formira prvom prispelom komponentom vala, već kao rezultat interferencije nekoliko sljedećih komponenti. Prije nego se AE val raspadne u mediju, on

pobuđuje senzor. Proces opadanja vala može trajati oko 100 µs u jako prigušenim nemetalnim materijalima ili desetke sekundi u slabo prigušenim metalnim materijalima, tj. mnogo duže od vremena tijekom kojeg je izvor pobuđen (obično nekoliko mikrosekundi ili manje).

Stoga se mora razumjeti da je oblik snimljenog signala u velikoj mjeri rezultat širenja valova. Drugi važni aspekti širenja povezani su s učinkom prigušenja kao i brzinom širenja. Prigušenje je određeno smanjenjem amplitude signala kao rezultat divergencije geometrijskog vala i prisutnosti rasipanja energije vala u materijalu. Prigušenje utječe na sposobnost registracije i stoga je važan čimbenik koji treba uzeti u obzir pri odabiru udaljenosti između prijemnih senzora. Obično se prije provođenja AE studija mjeri funkcija prigušenja na kontroliranom objektu, čime se određuje optimalna udaljenost između senzora.

Brzina širenja vala još je jedan čimbenik koji se mora uzeti u obzir pri lociranju izvora korištenjem AE metode. Lokacija izvora, koja je važan dio AE metode, široko se koristi kako u laboratorijskim studijama tako iu industrijskim ispitivanjima. Lokacija igra posebnu ulogu u kontroli objekata velikih dimenzija, u slučajevima kada se AE metoda koristi za otkrivanje aktivnih područja i njihovo naknadno proučavanje alternativnim LSM-ovima. Ovom kombinacijom AE metode i drugih metoda kontrole štede se značajna sredstva i ubrzava proces kontrole.

Postoji nekoliko osnovnih načela lociranja. Prije svega, to je zonsko lociranje, u kojem se izvori odnose na relativno velika područja (koja okružuju određene senzore). Druga metoda je lociranje točke, pri čemu se koordinate izvora prilično točno izračunavaju koristeći vremenske razlike dolaska (RTA) signala do različitih senzora spojenih u antenu. Pri proračunu se kao parametar u formulu za položaj uvodi brzina širenja vala. Točnost postignuta u izračunima kontrolira se ovim parametrom, koji pak ovisi o geometriji i debljini objekta, kao i svojstvima tvari koja ispunjava ispitni objekt. Upravo ti čimbenici pridonose netočnostima u procjeni brzine širenja valova, što zauzvrat dovodi do pogrešaka u određivanju koordinata izvora. U povoljnim slučajevima pogreška lokacije može doseći 1% udaljenosti između senzora, u nepovoljnim slučajevima - 10%.U radu se razmatraju učinci širenja valova koji uzrokuju takvu razliku u točnosti određivanja koordinata.

Pojačala i pretpojačala akustične emisije*

Glavni element AE rezonantnog senzora je piezoelektrični kristal koji mehaničko gibanje pretvara u električni signal. Kristal je smješten u posebno kućište s dnom u obliku pločice i spojnice (slika 6). Senzor se pobuđuje naponskim valovima koji padaju na njegovo dno i pretvara ih u električne signale. Ovi signali se dovode do obližnjeg predpojačala, pojačavaju se, au završnoj fazi registracije dovode se do glavne opreme za mjerenje i obradu. U novije vrijeme, kako bi se postigla veća pogodnost tijekom instalacije i istovremeno smanjila osjetljivost na elektromagnetske prijeme, pretpojačala su napravljena minijaturna i postavljena izravno u kućište senzora, dobivajući kombinirani senzor-pretpojačalo.

sl.6 Tipična konstrukcija rezonantnog AE senzora

Odziv senzora. Jedan od glavnih zahtjeva za senzor je njegova visoka osjetljivost. I iako se općenito visokokvalitetni senzori smatraju senzorima s ravnim frekvencijskim odzivom, međutim, u većini praktičnih slučajeva najosjetljiviji, a time i poželjni, su rezonantni senzori, koji su, osim toga, jeftiniji od širokopojasnih. Ovi senzori imaju relativno uzak frekvencijski pojas u kojem se javlja prevladavajuća oscilacija. Frekvencijski pojas određen je uglavnom veličinom i oblikom kristala. Frekvencije koje karakteriziraju senzor su dominantne u formiranju oblika i spektra AE signala.

U kasnim 70-ima, postojao je program kalibracije osjetljivosti za senzore, koji je proveden u sklopu istraživačkog rada Nacionalnog ureda za standarde. Uz pomoć ovog programa razvijeni su postupci za dobivanje ovisnosti apsolutne osjetljivosti AE senzora o frekvenciji (u jedinicama volti / brzina o frekvenciji).

Promjena oblika signala akustične emisije. Osim već navedenih faktora, značajan utjecaj na oblik signala ima i sam senzor. Kada se signal širokopojasne emisije primijeni na rezonantni senzor, rezultat je zvono koje zvoni na određenoj frekvenciji, bez obzira na to kako se pokreće. Dakle, na oblik signala na izlazu senzora istovremeno utječu mnogi čimbenici: staze širenja valova, prisutnost različitih modova koji se šire različitim brzinama i učinak pretvorbe ulaznog signala od strane senzora. Tipični signal emisije na izlazu rezonantnog senzora prikazan je na sl. 7; Ne može se ne vidjeti ogromna razlika između ovog promatranog signala i najjednostavnijeg signala generiranog AE izvorom (slika 2).

sl.7 Tipični AE pulsni signal

Frekvencijski odziv. Odabirom rezonantnog senzora sa zadanim frekvencijskim svojstvima, može se kontrolirati radni frekvencijski pojas. Kontrola širine pojasa koristan je alat koji vam s jedne strane omogućuje podešavanje uređaja na korisnu frekvenciju, a s druge strane povećanje omjera signala i šuma. U praksi se većina mjerenja vrši sa senzorima koji imaju rezonanciju na 150 kHz.

Odziv pretpojačala. Signal sa senzora dovodi se do pretpojačala dizajniranog da pojača signal. Predpojačalo se nalazi u blizini ili čak unutar senzora kako bi se elektromagnetske smetnje svele na minimum. Predpojačalo ima širok dinamički raspon i pojačavanjem signala omogućuje prijenos preko dugih kabela na način da se prijemna oprema može nalaziti na udaljenosti od stotina metara od mjesta upravljanja.

Obično pretpojačalo ima pojačanje od 100 puta (40 dB) i uključuje niskopropusni ili pojasni filtar za smanjenje mehaničke i akustičke pozadinske buke koja prevladava na niskim frekvencijama. Najčešće korišteni pojasni filtri su od 100 do 300 kHz, propuštajući frekvenciju najčešćih rezonantnih senzora, jednaku 150 kHz. Mogu se koristiti i drugi frekvencijski pojasevi, ali postoje određena ograničenja. Na niskim frekvencijama postoje problemi povezani s porastom mehaničke buke, a visoke frekvencije su prigušenije, što dovodi do smanjenja udaljenosti između senzora. Stoga je izbor radne frekvencije ograničen odozgo i odozdo. Obično se niske frekvencije koriste u inspekciji cjevovoda, gdje je izbor velikih udaljenosti kritičan, kao iu geološkim radovima zbog jakog prigušenja valova u stijenama. Više frekvencije se koriste u strujnim žicama gdje su razine pozadinske buke izuzetno visoke.

Dostižna osjetljivost. Kao što je poznato, predpojačala su sama po sebi izvori elektroničkog šuma, a upravo taj šum određuje donju granicu primjenjivosti AE metode. Minimalni signal koji hardver može detektirati je reda veličine 10 µV na izlazu senzora, što odgovara površinskom pomaku od 10-6 mikro inča (koristeći tipični senzor visoke osjetljivosti). Ova je osjetljivost dovoljna za većinu NDT aplikacija.

Ugradnja senzora. Tipično, senzor se postavlja na ispitni objekt pomoću posebnih zavoja, magnetskih ili drugih spojnica, dok se kontaktna površina s dnom podmazuje tekućim mazivom. U nekim AE aplikacijama, senzor je pričvršćen na valovod, kao što je prikazano u primjeru 1.

Nakon ugradnje senzora, prije pokretanja sustava, provjerava se njegova izvedba razbijanjem posebne igle AE simulatora i analizom akustičnog odziva na senzoru. Kada je ispravno instaliran, signal prekida trebao bi nalikovati signalu pulsirajuće točke o kojemu je bilo riječi ranije u ovom članku.

Primjer 1: Senzori akustičnog valovoda koji se koriste za praćenje procesa hlađenja rastaljenog staklenog nuklearnog otpada.

AE praćenje je korišteno kako bi se dobio odnos između procesa pucanja i postupka hlađenja. Potreba za ovakvom metodom kontrole javila se zbog potrebe kontinuiranog praćenja u teškim uvjetima visokih temperatura (oko 900°C) i zračenja (50 000 rad/h) kako bi se otkrila pojava pukotina u staklu. U te svrhe korišteni su valovodni senzori duljine oko 4,6 m; prilikom kontrole jedan kraj svakog senzora bio je uronjen u staklo, dok su se na drugom kraju nalazili osjetljivi element senzora i pretpojačalo. Signal s izlaza senzora prenosio se koaksijalnim kabelom na ulaz AE sustava koji se nalazio izvan vruće komore, u kojoj su signali snimani i dalje analizirani. Unatoč činjenici da su kao rezultat testiranja senzori bili u tako agresivnom okruženju 120 dana, a akumulirana doza zračenja bila je 14x107, drago mi je da su senzori ostali operativni.

Osnovni principi rada opreme

Tijekom AE testova, prolazni (pulsni) signali se generiraju na izlazu senzora. Signal iz jednog čina diskretne deformacije poznat je kao signal eksplozivnog (impulsnog) tipa. Takav signal ima oštar uzlazni rub i sporo opadanje, kao što je prikazano na sl. 7. Impulsni signali jako variraju u obliku, veličini i brzini generiranja ovisno o vrsti strukture i uvjetima ispitivanja. Pri visokoj brzini generiranja signala, pojedinačni impulsni signali mogu se preklapati i formirati takozvanu kontinuiranu emisiju. U nekim slučajevima, metoda AE temelji se na registraciji takvih kontinuiranih emisija (vidi odjeljke "AE mehanizmi izvora" i "Kontrola curenja" ovog članka).

Oprema koja se koristi u AE ispitivanju mora pružati mogućnost snimanja kontinuiranih emisija ili pulsirajućih signala. Općenito, oprema mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:

• Osigurati mjerenje određenih kvantitativnih karakteristika emisija kako bi se dobio odnos s parametrima vrijeme/opterećenje kako bi se ocijenili uvjeti ispitivanja.
• Omogućiti statističku obradu registriranih signala za detaljniju dijagnostiku mehanizama zračenja i ocjenu značajnosti signala.
• Poželjno je da sustav može locirati izvore impulsnih signala prema razlici vremena dolaska signala na različite senzore, jer mjesto je najvažniji element kontrole i malih i velikih građevina.
• Posjeduju sredstva za razlikovanje korisnih signala od akustičkih smetnji. Smetnje uključuju izvore kao što su trenje, udar i elektromagnetske smetnje i druge.

AE oprema uvelike varira u smislu oblika, funkcionalnosti i cijene. Neke vrste opreme dizajnirane su za automatsko funkcioniranje u proizvodnom ciklusu rada. Drugi su namijenjeni za istraživačke svrhe i stoga moraju biti dovoljno fleksibilni i imati različite alate za obradu informacija. I konačno, razvija se treća kategorija AE instrumenata za tehničare i inspektore koji rade u području NDT-a i provode standardna (u skladu s ASME kodovima ili ASTME standardima) ispitivanja.

Registracija signala akustične emisije. Nakon što je signal primio senzor i pojačao pretpojačalo, on ulazi u glavni sustav, gdje se ponovno pojačava i filtrira. Sljedeći važan korak je sama ekstrakcija signala. Faza završava činjenicom da kada signal prijeđe postavljeni prag, izlazni impuls se digitalno generira u krugu komporatora. Veza između signala, praga i impulsa iz komparatora ilustrirana je na sl. 8. Operater obično podešava razinu praga; ovaj parametar je ključna varijabla koja određuje osjetljivost AE metode u testiranju. Također, ovisno o vrsti AE opreme, osjetljivost se može kontrolirati podešavanjem pojačanja glavnog pojačala.

Najjednostavnija i najprovjerenija metoda za procjenu emisijske aktivnosti je brojanje broja oscilacija (counts) - broja sjecišta postavljenog praga impulsom koji generira komparator. (slika 8).

sl.8 Princip registracije AE signala

Parametar oscilacije predstavljen je kao funkcija vremena/opterećenja. Ovaj prikaz može biti u obliku akumuliranog broja oscilacija iz odgovarajućeg argumenta ili se može dati u diferencijalnom obliku (histogrami). Ovakav način prezentiranja informacija o AE testiranju također je tipičan za 70-te, pa i za ranije razdoblje. Slika 9 ilustrira ovisnost ovog tipa, koja daje funkciju kumulativne distribucije broja oscilacija o opterećenju i dobivenu kao rezultat opterećenja uzorka čvrstog čelika s rastućom pukotinom. Maksimalna vrijednost na okomitoj osi je 10 000 oscilacija. Koraci funkcije na početnom stupnju grafa predstavljaju pojedinačne emisije. Koraci koji se dalje učitavaju uključuju stotine događaja svaki. Dok je opterećenje doseglo 35 kN, registrirano je 10 000 oscilacija, nakon čega je pero palo na nulu na okomitoj osi (došlo je do resetiranja) i nastavilo crtanje od nule. Kao što proizlazi iz prikazanog grafikona, povećanjem opterećenja povećava se i stopa emisije, zbog čega pojedini događaji postaju nerazlučivi. Do trenutka konačnog uništenja bilo je nekoliko resetiranja olovke, od kojih je svaka odgovarala postizanju 10 000 oscilacija, počevši od trenutka nulte oznake grafikona.

Sl.9 AE dobiven savijanjem u tri točke uzorka zavarenog čelika.

AE Hit Control System. Potpuno hardverski sustavi dosegnuli su vrhunac razvoja u kasnim 1970-ima, ali su kasnije istisnuti sustavima koji se temelje na korištenju računala. Razvoj AE tehnologije poklopio se s razvojem računalne tehnologije i treba napomenuti da je AE kontrola bila jedna od prvih NDT metoda koja je iskoristila prednosti korištenja računala. Isprva su se mogućnosti računala koristile u višekanalnim AE sustavima za rješavanje problema lociranja izvora signala, a zatim su se računala počela koristiti u šire svrhe: pohranu podataka, analizu i prikaz. U isto vrijeme, osoblje za testiranje AE počelo se zanimati za druge parametre emisije, uz oscilacije, koje je AE oprema dopuštala primati (pogledajte odjeljak "Parametri mjerenog signala" u ovom članku).

To je dovelo do pojave novih principa razvoja AE opreme, koji su još uvijek dominantni u tehnologiji. Ovi principi služe za mjerenje osnovnih parametara svakog pogotka ili svakog događaja koji premašuje prag. Nakon digitalizacije, podaci se prenose u računalni sustav koji omogućuje pohranu, grafički prikaz i naknadnu analizu podataka.

Slike 10 i 11 prikazuju blok dijagram odnosno izgled tipičnog modernog sustava. U većim višekanalnim sustavima zadaci obrade signala raspoređeni su između nekoliko mikroprocesora. Na primjer, na slici 11, zasebni mikroprocesor opslužuje par mjernih akustičnih kanala. Najviši prioritet odnosi se na zadatak očitavanja rezultata mjerenja po kanalima odmah nakon

Sl.10 Blok dijagram četverokanalnog AE sustava

kraju svakog mjerenja kako bi mjerni sustav bio spreman za primanje sljedećeg događaja. Konačni mikroprocesor omogućuje vam brzo pohranjivanje informacija o nekoliko stotina pogodaka u njegov međuspremnik, počevši čekati na daljnju obradu. Unutar takve arhitekture paralelne obrade, dodavanje kanala automatski povećava snagu obradnog sustava. Korištenjem krajnjih međuspremnika, nadopunjenih drugim, još većim međuspremnicima, sustav postaje sposoban nositi se s naglim povećanjem AE aktivnosti i optimalno funkcionirati u uvjetima brze promjene brzina prijenosa podataka.

Sl.11. Tipična AE oprema opće namjene.

Izmjereni parametri signala. Postoji pet najčešće korištenih opcija. To uključuje broj oscilacija (Sl. 8), amplitudu, trajanje, vrijeme porasta signala i područje ispod ovojnice signala (MARSE), što je analog energije (Sl. 12). Neki testovi koriste manje parametara, drugi koriste dodatne parametre kao što su stvarna energija, broj oscilacija do vršne amplitude, prosječna frekvencija, spektralni moment. Međutim, 5 glavnih parametara navedenih na početku su standardni za AE ispitivanje i koriste se u ovom području ispitivanja bez razaranja više od 10 godina.

Pri opisu pogotka, osim parametara signala, memorija računala bilježi i vrijeme registracije pogotka te podatke o vanjskim parametrima procesa, npr. trenutnu vrijednost opterećenja (deformacije), broj ciklusa tijekom ispitivanja zamora, trenutna razina pozadinske buke i drugi. Opis jednog pogotka obično zauzima od 20 do 40 bajtova.

Amplituda (A) predstavlja maksimalnu vrijednost napona signala izmjerenu u voltima. Ovaj najvažniji parametar određuje mogućnost registracije AE događaja. Amplitude signala izravno su povezane s veličinama događaja u izvoru i uvelike variraju od mikrovolta do volta. Između ostalih standardnih parametara, amplituda je najprikladnija za izvođenje statističke obrade AE ​​podataka dobivanjem funkcija distribucije procesa. AE amplitude se obično izražavaju na decibelnoj (logaritamskoj) skali, pri čemu se 1 μV na izlazu senzora uzima kao 0 dB, 10 μV - 20 dB, 100 μV - 40 dB, itd.

Broj oscilacija je broj puta kada signal premašuje postavljeni prag. Mjerenje broja oscilacija je najjednostavniji način kvantificiranja signala. Ovaj parametar ovisi o veličini izvora signala, kao io akustičnim i rezonantnim svojstvima medija i senzora.

MARSE - parametar, poznat i kao broj energetskih oscilacija, izračunava se iz površine ispod ovojnice signala. Parametar MARSE osjetljiv je i na amplitudu i na trajanje, pa je postao vrlo čest u novije vrijeme. Osim toga, manje ovisi o postavljenom pragu i radnoj frekvenciji. Ukupnu AE aktivnost treba mjeriti zbrajanjem veličina svih snimljenih signala; od svih izmjerenih parametara, MARSE je najprikladniji za tu svrhu.

Trajanje (D) - ovo je ukupno vrijeme, počevši od prelaska praga signalom, završavajući njegovim odlaskom ispod praga. Mjeren u mikrosekundama, ovaj parametar ovisi o veličini izvora, kao io akustičnim i rezonantnim svojstvima medija i senzora (kao i broju oscilacija). Parametar se koristi za identifikaciju procesa koji imaju karakteristično dugo trajanje signala, na primjer, procesi delaminacije kompozitnih materijala. Osim toga, ovaj je parametar koristan pri filtriranju različitih šumova (prema trajanju) ili drugih vrsta izvora.

Vrijeme porasta signala (R) je vrijeme od prvog prelaska praga od strane signala dok signal ne postigne svoju maksimalnu amplitudu. Ovaj parametar jako ovisi o funkciji širenja i svojstvima prijenosa senzora. Može se koristiti za određivanje vrste nekih izvora signala i za filtriranje šuma.

Višekanalni sustavi. Signal se mjeri istovremeno na svakom kanalu koji ga registrira. Sustavi akustične emisije mogu uključivati ​​od 1 do više od 100 kanala, ovisno o potrebama ispitivanja. Obično se u laboratorijskim uvjetima koristi 2-6 kanala, dok se u projektnoj kontroli koristi 12-32 kanala.

Ovisno o snazi ​​pojedinog signala, karakteristikama slabljenja valova i udaljenosti između senzora, registracija signala može dovesti do pojave jednog pogotka, tj. jedan signal (na jednom kanalu) i nekoliko pogodaka (na više kanala). U tom smislu, prvi i glavni zadatak pri korištenju višekanalnih sustava je utvrditi može li se grupa pogodaka koju su zabilježili različiti senzori u kratkom vremenskom razdoblju pripisati jednom AE događaju. Ovisno o vrsti sustava, ovaj problem se rješava ili na hardverskoj razini ili softverski. Drugi, treći i naredni pogoci koji se odnose na isti događaj emisije mogu se koristiti za rješavanje problema lokacije ili ih sustav uopće ne bilježi. Nakon izvršenja zadatka definiranja događaja/pogotka, sustav s događajima radi na isti način kao i s pogocima. Opis događaja uključuje informacije o kanalima i vremenu dolaska svih pogodaka koji su dio ovog događaja, kao io parametrima pogodaka koji su prvi došli do senzora (ponekad su uključeni i parametri ostalih pogodaka događaja ).

Slijed takvih opisa signala šalje se središnjem procesoru koji koordinira zadatke pohranjivanja, prikaza i obrade podataka. U složenim sustavima ove zadatke može obavljati više procesora. U većini sustava takav se niz opisa signala pohranjuje na disk, što daje neograničene mogućnosti naknadne obrade informacija. Pohrana svih podataka snimljenih tijekom testiranja jedna je od najvažnijih prednosti AE metode. Ova značajka smanjuje ovisnost konačnih rezultata o radnjama operatera, omogućujući potonjem da se izravno usredotoči na ispravno izvršenje zadatka prikupljanja podataka.

sl.12 Standardni skup parametara koje mjeri sustav

Prikaz podataka. Sustav upravljanja AE, koji se temelji na korištenju naprednog softvera, omogućuje dobivanje velikog broja vrsta grafikona. Operater nije ograničen u izboru načina grafičkog prikaza podataka tijekom prikupljanja, budući da se nakon posttestne obrade rezultati ekspresne obrade mogu revidirati, filtrirati i prikazati u drugom obliku.

Ovdje je opća klasifikacija metoda prikaza:

• "Povijesni" grafikon koji prikazuje cijeli proces testiranja od početka do kraja tijekom vremena.
• Funkcije distribucije dizajnirane da pokažu statistička svojstva signala emisije.
• Grafikoni po pojedinim kanalima koji prikazuju distribuciju signala po kanalima.
• Prikaz lokacije za prikaz položaja izvora signala.
• Točkasti dijagrami korelacije između različitih AE parametara.
• Dijagrami koji pokazuju stupanj opasnosti pojedinih dijelova konstrukcije (prema rezultatima AE analize).

Neki od ovih najčešćih tipova grafikona ilustrirani su na slici 13.

Slike 13.a i 13.b prikazuju kumulativne i diferencijalne povijesne grafove AE, odnosno - grafove AE u odnosu na vrijeme. Kumulativni dijagram je prikladniji za procjenu ukupne emisije (kvantitativno), dok diferencijalni dijagram ističe promjene u aktivnosti koje su se dogodile tijekom testa.

Slika 13.c prikazuje povijesni dijagram podataka o opterećenju AE. Ovaj grafikon se smatra najosnovnijim, jer. izravno povezuje uzrok s posljedicom u slučaju emisijskog zračenja tijekom opterećenja. Ova vrsta zapleta posebno je korisna za odvajanje "dobrog" dijela zapleta od "lošeg" dijela. Obično je "loš" dio karakteriziran početkom generiranja AE signala već pri niskim razinama opterećenja i prisutnošću velike količine emisije, obično povezane sa smetnjama uređaja za punjenje.

Često se golim okom mogu otkriti skupine događaja povezanih s najaktivnijim izvorima, obično strukturnim nedostacima.

Slika 13.g je dijagram raspršenosti broja oscilacija (ili trajanja) u odnosu na amplitudu. Svaki pogodak na ovom grafikonu predstavljen je kao zasebna točka čija pozicija nosi informaciju o veličini i obliku signala. Ova vrsta dijagrama koristi se za kvalitativnu procjenu izvora, uključujući identificiranje nekih od uobičajenih vrsta neželjene buke. Tipično, signali emisije iz "korisnih" izvora tvore klaster na ovom grafikonu, izdužen u dijagonalnom smjeru. Signali smetnji (na primjer, od elektromagnetskih smetnji) nalaze se ispod ovog klastera (na sl. 13.g prikazani su kao kružno područje u donjem desnom dijelu grafikona), jer imaju kratko trajanje, ne povećavaju se refleksijama . Signali šuma iz izvora kao što su trenje ili curenje nalaze se iznad dijagonalnog klastera (na sl. 13.g predstavljeni su kao kružno područje u gornjem lijevom dijelu grafikona), jer imaju male amplitude i dugo trajanje. Ovo je samo jedan od brojnih grafikona koji pokazuju široke mogućnosti AE dijagnostičke metode.

sl.13 Tipični prikaz AE podataka. (a) Povijesni grafikon kumulativnog računa ili energije (b). Povijesni graf brzine brojanja (energije) (c) Povijesni graf AE podataka (od opterećenja) (d) Kumulativna distribucija amplitude. (e) Diferencijalna distribucija amplitude (gustoća distribucije). (f) Položaj izvora u ravnini. (g) Raspršeni dijagram korelacije - ovisnost oscilacija (trajanja signala) o amplitudi.

AE sustavi posebne namjene. Takav AE sustav upravljanja ima arhitekturu i softver koji mu omogućavaju korištenje iu laboratorijske svrhe iu posebnim aplikacijama. Međutim, nisu svi zadaci i, sukladno tome, korišteni sustavi potrebni moćan softver i različiti grafikoni. S tim u vezi, prije početka rada potrebno je prvo utvrditi zahtjeve za sustav, zbog predviđenih ispitivanja, a tek onda koristiti prikladnu i često ne baš sofisticiranu opremu.

Testiranje proizvoda ponekad se može izvesti na osnovnoj čisto hardverskoj opremi, koja omogućuje mjerenje najjednostavnijih AE parametara, primjerice energije ili broja oscilacija, te generiranje alarma ako ti parametri prijeđu granične unaprijed postavljene vrijednosti.

U rad ovakvog uređaja može se uključiti i automatska samokontrola kvalitete ugradnje senzora.

Nadzor zavara i kontrola trenja opreme proizveden na potpuno hardverskoj opremi, opremljen posebnim ventilima, mjeračima vremena i sučeljima koji omogućuju sinkronizaciju AE nadzora s opremom za kontrolu zavarivanja. Postoje i druge vrste AE opreme za praćenje procesa zavarivanja, koje uključuju opciju prepoznavanja uzoraka temeljenu na softveru dizajniranu za automatsku klasifikaciju specifičnih vrsta nedostataka zavarivanja.

Kontrola curenja je jedna od najvažnijih primjena AE metode, koja se lako provodi u praksi. (Vidi odjeljak "Primjene upravljanja konstrukcijom"). Kontrola curenja je osigurana opremom koja mjeri samo RMS

(RMS) napon povezan s kontinuiranom emisijom curenja. Mogućnost otkrivanja curenja povećava se pojavom pulsne emisije uzrokovane udarom čestica prisutnih u materijalima koji cure, ili izravno degradacijom materijala koji cure.

Posebne aplikacije. Proizvođači opreme, između ostalog, razvili su posebnu opremu namijenjenu specifičnim i već proučenim standardiziranim primjenama, primjerice za upravljanje platformama i mobilnim spremnicima. Ova vrsta opreme temelji se na standardnim ispitnim postupcima i relativno je jeftina. Softver izrađen po narudžbi operateru pruža ograničen, ali neophodan broj opcija, čime se osigurava pouzdan i isplativ rad.

Zvukovi.

Jedan od najvažnijih problema AE tehnologije je zaštita od buke. Ogroman napredak postignut je od ranih 1970-ih, kada su AE eksperimenti izvođeni noću u podzemnim laboratorijima na tihim strojevima za testiranje kako bi se izbjeglo otkrivanje smetnji od uličnog prometa i opreme za obradu tijekom dana. Korištenje modernih tehnologija AE kontrole danas omogućuje izvođenje mjerenja i na bučnim objektima.

Prvi korak u AE testiranju je odabir prikladnog ispitnog frekvencijskog raspona. Poznato je da je akustična pozadinska buka veća na niskim frekvencijama. Za gotovo 90% testova odgovarajući frekvencijski raspon je između 100 i 300 kHz. U bučnom okruženju (primjerice u elektranama), kako bi se smanjila buka koja dolazi od strujanja fluida, potrebno je raditi na višim frekvencijama, u području od 500 kHz. Zbog činjenice da korištenje visokih frekvencija dovodi do smanjenja raspona detekcije (udaljenost između prijemnih senzora se smanjuje), postoji odnos jedan na jedan između raspona frekvencija i ograničenja buke.

Izvori akustične buke uključuju protok tekućine u pumpama i ventilima; procesi trenja, na primjer, trenje konstrukcija na mjestima oslonaca; procesi povezani s udarcima, kao što su kapi kiše ili udaranje kabela o strukturu pod utjecajem naleta vjetra. Izvori električne i elektromagnetske buke uključuju petlje uzemljenja, uključene strujne krugove, radio i navigacijske odašiljače i grmičaste oluje.

Postoje različiti načini rješavanja problema smanjenja buke. Prvo, ponekad se buka može smanjiti ili čak prekinuti izravno na izvoru. Drugo, utjecaj akustične buke može se ograničiti stvaranjem prigušnih barijera na strateškim točkama u strukturi. Problem smanjenja električnog šuma, koji uglavnom nastaje zbog nedovoljnog uzemljenja i zaštite, rješava se korištenjem pravih tehnologija, primjerice uporabom diferencijalnih senzora ili kombiniranih senzora s ugrađenim pretpojačalima. Ako korištenje takvih senzora ne dopušta konačno rješavanje ovog problema, potrebno ga je riješiti već na softverskoj i/ili hardverskoj razini.

Za postizanje zadovoljavajuće osjetljivosti često se koristi tehnologija plutajućeg praga, koja je vrlo učinkovita pod uvjetom da nema značajnog gubitka AE podataka. Razvijaju se metode selektivnog odabira i bilježenja podataka na temelju faktora vremena, opterećenja ili položaja u prostoru. Osim toga, zbog činjenice da se izvori buke razlikuju po svojim karakteristikama valnog oblika od prave emisije povezane s defektima, oni se odvajaju implementacijom i korištenjem matematičkih metoda razlikovanja na računalu. Takva strojna obrada može se provesti i neposredno nakon mjerenja, i tijekom procesa prikaza informacija (grafičko filtriranje), i već nakon testiranja u procesu post-test obrade, korištenjem programa za post-test filtriranje ili posebnog paketa dizajniranog za valne oblike analiza.

Zahvaljujući razvoju i korištenju ovih tehnika, AE kontrola je uvedena u različita područja proizvodnje, au budućnosti se može očekivati ​​nastavak ovog procesa. Kao primjeri aplikacija u kojima je smanjenje buke bilo ključno za uspješnu upotrebu AE kontrole,

može se nazvati praćenje u procesu zavarivanja i otkrivanje zamora rastućih pukotina u strukturi letećeg zrakoplova.

Kontrola opterećenja i ponovno punjenje

Zbog činjenice da se akustična emisija javlja kao rezultat promjene stanja naprezanja i deformacije materijala, na karakteristike AE uvelike utječe povijest opterećenja konstrukcije. Osim toga, grafovi emisije/naprezanja u odnosu na vrijeme ovise o svojstvima materijala i vrsti deformacije koja dovodi do pojave AE. Neki materijali reagiraju gotovo trenutno na primjenu stresa i zatim se brzo smiruju u stabilno stanje. Drugima je potrebno neko vrijeme da se "smire" nakon primjene opterećenja; ovo se ponašanje često opaža u materijalima koji pokazuju elastoplastična svojstva, kao što su kompoziti koji imaju gumenu matricu. U nekim slučajevima, utjecaj stalnog opterećenja uzrokuje kolaps strukture bez povratka u stabilno stanje. Primjer je vodikovo pucanje krhkog materijala, praćeno kontinuiranom emisijom zračenja i dovodi do konačnog uništenja strukture pod utjecajem stalnog opterećenja (u ovom slučaju razina opterećenja ne mora biti visoka).

Tipično, ispitivanja akustične emisije provode se u uvjetima povećanja opterećenja. Početna primjena opterećenja obično rezultira većom emisijom nego naknadno opterećenje. Dobro je poznata činjenica da visoko plastični materijali ne stvaraju nikakvu emisiju sve dok se ne prekorači razina prethodno primijenjenog opterećenja. Ovakvo ponašanje materijala prvi je primijetio Kaiser 1950. godine i imalo je veliki utjecaj na razvoj tehnika AE ispitivanja. U ovom radu, Danegan je pokazao da u materijalima za koje bi trebao vrijediti Kaiserov efekt, činjenica da do emisije dolazi kada se primjenjuje opetovano opterećenje (prije nego što se dosegne prethodna razina opterećenja) treba ukazivati ​​na prisutnost greške koja se očituje između prvog i aplikacije drugog opterećenja. Ovaj je zaključak poslužio kao osnova za koncept industrijske uporabe AE metode 70-ih godina, kada su prvi put provedena AE ispitivanja tlačnih posuda i drugih industrijskih konstrukcija.

U najnovijim metodološkim razvojima AE testiranja velika se pažnja posvećuje prisutnosti emisije pri ponovljenim opterećenjima (manje od prethodno postignutih), kao i postojanju emisije koja se nastavlja tijekom zadržavanja opterećenja. Logika analize je da bi takvo ponašanje trebalo ukazivati ​​na postojanje značajnih nedostataka u strukturi, dok bi u nedostatku nedostataka tijekom držanja trebalo doći do relaksacije naprezanja i nakon određenog vremena držanja materijal bi trebao "utihnuti" do ponovnog opterećenja prelazi prethodnu maksimalnu razinu opterećenja.

sl.14. ilustrira ove različite vrste ponašanja materijala. Pri početnom opterećenju (od točke A do točke B) uočava se emisija, ali izostaje tijekom rasterećenja (od B do C). Nakon ponovnog punjenja ne dolazi do emisije (vodoravna crta) sve dok se ponovno ne dosegne točka B; ovo je manifestacija Kaiserovog efekta. Nadalje, opterećenje raste do D, popraćeno stvaranjem emisije, nakon čega se ponovno provodi rasterećenje. Sada, zbog visokih razina opterećenja u točki F (prije postizanja prethodnog maksimalnog opterećenja), počinju se pojavljivati ​​značajni nedostaci u materijalu. Ovo ponašanje je poznato kao Felicity efekt, koji je kvantificiran Felicity faktorom (FR) i jednak je omjeru najvećeg opterećenja i opterećenja ponovnog opterećenja pri kojem se AE dogodio.

Kaiserov učinak može se smatrati posebnim slučajem Felicity efekta, čiji je koeficijent FR ≥ 1. Činjenica da se koeficijent sustavno smanjuje kako se lom približava, detaljno je opisana za fibroplastiku. Nadalje, u skladu s člankom 11. ASME standarda, prihvaća se da ako je faktor manji od 0,95 tijekom AE pregleda posuda pod tlakom ili Felicity spremnika, takvi predmeti moraju biti odbijeni. U skladu s člankom 12. ASME Kodeksa, u nekim slučajevima, pri nadzoru tlačnih posuda, dopušteno je zanemariti podatke dobivene tijekom prvog punjenja posude i uzeti u obzir samo podatke iz ponovljenog punjenja. Ova pretpostavka temelji se na činjenici da se tijekom prvog opterećenja mogu pojaviti signali iz beznačajnih izvora, na primjer lokalno plastično tečenje materijala, dok bi se tijekom ponovljenog opterećenja trebali pojaviti samo ozbiljni nedostaci (FR<1).

Slika 14. grafički prikazuje pojavu emisije tijekom držanja tereta (od G do H). Felicity efekt i manifestacija emisije tijekom ekspozicije mogu se objasniti na sljedeći način: oba ova učinka uzrokovana su nestabilnom prirodom značajnih nedostataka prisutnih u materijalu predmeta. Emisije pod opterećenjem poznate su od prvog AE testiranja. Sredinom 1970-ih ovaj je učinak uključen u kriterije procjene FRP-a, au kasnim 1980-ima emisije nosivosti postale su osnova za Monsantovu metodologiju, koja je učinkovit postupak za AE kontrolu željezničkih platformi i spremnika. Ova tehnika je vrlo prikladan i učinkovit način za analizu podataka, budući da je razina pozadinske buke tijekom razdoblja smanjenja opterećenja puno niža nego tijekom razdoblja porasta opterećenja.

Za uspješno AE testiranje potrebno je obratiti dužnu pozornost na raspored opterećenja. Obično postupci kontrole AE definiraju razine primijenjenih opterećenja (prema radnim ili proračunskim opterećenjima), kao i minimalne i maksimalne stope opterećenja. U skladu s metodologijom provođenja AE ispitivanja, posude i spremnici izrađeni od fibroplastike moraju se prvo održavati na smanjenim opterećenjima. Procedura AE ispitivanja može biti prekršena ako se iznenada, zbog nemara osoblja, plovilo ukrca prije utovara. S tim u vezi, za uspješnu kontrolu potrebno je pravilno koordinirati rad svih službi koje se bave problematikom sigurnosti konstrukcija.

Akustična emisija u istraživanju materijala

Akustična emisija je prekrasan alat za proučavanje procesa deformacije materijala, jer pruža istraživačima neposredne i detaljne informacije o procesima. Zbog osjetljivosti na mikrostrukturu materijala i izravne povezanosti s procesima razaranja AE, metoda upravljanja ima jedinstvenu sposobnost reagiranja na primijenjeno naprezanje. AE analiza je posebno korisna kada se koristi zajedno s drugim dijagnostičkim metodama, kao što su mjerenje stanja naprezanja i deformacije materijala, elektronska mikroskopija, mjerenje otvaranja pukotina i skokova te mjerenje ultrazvučnog raspršenja (u proučavanju procesa dislokacije). Metoda akustične emisije nadopunjuje ove tradicionalne dijagnostičke metode i pruža dodatne informacije o dinamici i odnosima

Riža. četrnaest Glavni povijesni grafikon koji ilustrira Kaiserov učinak, Felicityjev učinak i emisije tijekom opterećenja

procesi deformacije, kao i prijelaz iz jedne faze deformacije u drugu.

Mnoge AE studije uključuju razvoj kontrolnih tehnika koje bi se mogle koristiti u industrijskim uvjetima. Ovaj rad je vrlo vrijedan, ali postoje mnoge poteškoće povezane sa simulacijom industrijskih nedostataka u laboratoriju. Laboratorijska ispitivanja obično se provode primjenom jednoosnih vlačnih opterećenja, dok se u industrijskim servisnim konstrukcijama podvrgavaju složenim dvoosnim ili troosnim opterećenjima. U tim slučajevima rezultati laboratorijskih ispitivanja akustične emisije uzoraka mogu poslužiti kao modeli za materijale koji se koriste u industriji.

Mehanizmi AE izvora

Nema potrebe podsjećati da se akustična emisija ne pobuđuje ponavljanim opterećenjem tijekom spore monotone promjene međuatomskih udaljenosti, deformacijom. Akustična emisija nastaje samo kada dođe do nagle promjene u stanju materijala. U metalima postoje sljedeći AE mehanizmi: ubrzano gibanje i umnožavanje dislokacija, klizanje, dvojničenje, destrukcija i ljuštenje nataloženih čestica, uključaka i površinskih čestica, neki korozijski procesi, nukleacija i rast mikropukotina, preskoci pukotine i procesi trenja tijekom pukotine. zatvaranje i otvaranje. Količina oslobođene emisije prvenstveno ovisi o veličini defekta i brzini lokalnog procesa deformacije. Na primjer, unatoč činjenici da je kretanje jedne dislokacije popraćeno emisijom AE valova naprezanja, ta energija nije dovoljna za registraciju. Istodobno, uz istovremeno kretanje milijuna dislokacija tijekom protoka uzorka, generirani valovi naprezanja se superponiraju i daju značajnu tzv. kontinuiranu emisiju. Pri niskim brzinama deformacije uzorka, pobuđena emisija je usporediva s pozadinskim šumom; međutim, kako se brzina deformacije povećava, povećava se broj signala i njihove amplitude. AE tijekom plastične deformacije razlikuje se od pulsne emisije po tome što se u prvom slučaju pojedinačni izvori praktički ne razlikuju u vremenu. Kontinuirana emisija se najbolje mjeri u smislu efektivne vrijednosti ili brzine promjene energije AE procesa.

Kao rezultat detaljnih studija kontinuirane emisije tijekom plastične deformacije čelika, aluminijskih legura i drugih metala, dobiveni su mnogi korisni odnosi koji povezuju akustičnu emisiju s aktivnošću dislokacija i utjecajem taloženih čestica, s mikrostrukturom i svojstvima materijala. Takva istraživanja pokazala su se vrlo vrijednima u dobivanju novih svojstava materijala. Većina istraživanja prvenstveno je bila usmjerena na proučavanje kontinuirane emisije tijekom i nakon razdoblja plastičnog tečenja materijala; U manjoj mjeri, proučavana je pulsna emisija, koja se ponekad opaža u makroskopski elastičnom dijelu krivulje opterećenje-deformacija.

Sljedeći primjer ilustrira mikrostrukturnu ovisnost AE koja nastaje razaranjem perlitne faze tijekom toplinske obrade materijala.

Primjer 2: Odnos akustične emisije i načina toplinske obrade feritno-perlitnih čelika.

Na sl. Slika 15 ilustrira ovisnost kontinuirane emisije o mikrostrukturi feritno-perlitnog čelika dobivenog tijekom sferoidizirajuće toplinske obrade, koja je provedena kako bi se poboljšala sposobnost oblikovanja čelika. Prikazani podaci dobiveni su u uvjetima podžarenja, optimalnog žarenja i prekomjernog žarenja. Na sl. Na slici 15 prikazana je vremenska ovisnost brzine AE energije tijekom vlačnog ispitivanja uzorka u obliku bučice. Svi grafikoni pokazuju vrhove u području područja prinosa; ovo je ponašanje tipično za glatke uzorke bez zareza. Na sl. 15, osim toga, postoji drugi vrh na višim razinama naprezanja.

Važan rezultat je činjenica da optimalno žareni uzorci pokazuju znatno nižu emisijsku aktivnost (manji vrh krivulje) od ostalih uzoraka. Objašnjenje za to pronađeno je uspostavljanjem veze između AE ponašanja i procesa mikrostrukturne deformacije koji se odvijaju u materijalu. Poznato je da se tijekom plastične deformacije na granici perlitnih ploča mogu akumulirati dislokacije, uzrokujući razaranje tih ploča. Upravo su ta oštećenja uzrok prvog vrhunca emisije na krivulji opterećenja prikazanoj na sl. petnaest.

sl.15 Grafovi ovisnosti brzine promjene energije i opterećenja o vremenu.

(a) Nedovoljno žareni čelik: 80% perlit 20% sferna zrna. (b): optimalno žareni čelik -100%. (c) Ponovno žareni čelik: 30% sferičnih zrnaca.

Prilikom ispitivanja nedovoljno žarenog materijala, kao što pokazuju rezultati mikroskopije, postoji mnogo netransformiranih perlitnih ploča na kojima se nakupljaju dislokacije, što dovodi do povećanja AE aktivnosti. S optimalnim žarenjem, ove ploče dobivaju sferni oblik, dajući manje granica i barijera za nakupljanje dislokacija. Kao rezultat toga, viskoznost materijala tijekom procesa deformacije raste, dok se aktivnost emisije, naprotiv, značajno smanjuje.

U materijalu podvrgnutom ponovnom žarenju, pod mikroskopom se može vidjeti višak karbida koji se oslobađa iz otopine tijekom rekristalizacije, rastuća sferična zrna i istaložene čestice nastale na granicama zrna.

Ove velike čestice doživljavaju snažnu interakciju s dislokacijama i, nakon uništenja, uzrokuju povećanje (u usporedbi s optimalnim režimom) aktivnosti AE.

To što optimalni režim žarenja rezultira minimalnom emisijom je izvanredan rezultat, jer omogućuje korištenje AE metode kako u istraživačke svrhe tako i za kontrolu kvalitete materijala.

Akustična emisija iz rastuće pukotine je od velikog interesa ne samo s istraživačkog, već i s praktičnog stajališta. Zbog koncentracije naprezanja na vrhu defekata, potonji stvaraju signale emisije tijekom rasta opterećenja. U isto vrijeme, materijal bez grešaka ne zvuči kada je utovaren (Kaiserov efekt). Akustična emisija nastala tijekom nastanka i rasta pukotina široko je zastupljena u literaturi. Brojni radovi posvećeni su različitim vrstama rasta pukotina, na primjer, pucanje uslijed zamora, pucanje od korozije na naprezanje, vodikova krtost i drugi.

Korisno je razlikovati signale koje generira AE u plastičnoj zoni pukotine od signala iz klizanja pukotine. Rast plastične zone uzrokuje emisiju prilično niske amplitude. Ta se emisija obično odnosi na razaranje faza i inkluzija (na primjer, sulfatno-manganskih inkluzija u čelicima), a za rad takvih izvora potrebna je primjena troosnog polja naprezanja.

AE zbog rasta fronte pukotine u velikoj mjeri ovisi o prirodi rasta pukotine. Mikroskopski brzi mehanizmi rasta, poput krhkog intragranularnog loma i intergranularnog cijepanja, lako se detektiraju čak iu onim slučajevima kada pod djelovanjem kritičnih naprezanja front napreduje samo za udaljenost jednog zrna. Spori dugotrajni mehanizmi rasta pukotine kao što je spajanje mikropora (mehanizam viskoznog loma), pa čak i aktivna korozija praktički se ne mogu sami izravno otkriti, međutim, u nedostatku zajedničke plastičnosti, navedeni mehanizmi mogu se zabilježiti kroz rast plastična zona. Wodley i Scruby su razvili kvantitativnu teoriju koja objašnjava zašto se neki procesi mogu otkriti AE metodom, a drugi ne. Kada su laboratorijska istraživanja po prvi put pokazala da u viskoznim materijalima postoji mogućnost bešumnog (bez popratnog AE) rasta pukotina, to je izazvalo određeni strah među emiterima. Međutim, u uvjetima ispitivanja na terenu, prisutnost ovog mehanizma ne predstavlja stvarnu prijetnju učinkovitosti metode, budući da se time povećava udio drugih mehanizama zračenja valova naprezanja, uključujući zračenje materijala omekšanih medijem, emisiju uslijed korozije proizvoda, emisije tijekom trenja rubova pukotina ili nemetalnih spojeva zarobljenih unutar defekta tijekom procesa proizvodnje.

Razvijeni su mnogi modeli za povezivanje AE s parametrima loma materijala. Jedan od prvih pristupa bio je povezati AE s veličinom plastične zone i naknadno s faktorom intenziteta naprezanja (SIF) oko defekta. U drugim modelima, emisija je bila povezana s kretanjem vrha pukotine pod cikličkim opterećenjem i s pucanje od korozije naprezanja za razne materijale. Ovi modeli su uglavnom u obliku odnosa snaga, a akustički broj N (ukupan broj prijelaza praga AE signala) je osnovni AE parametar. Kasniji i složeniji modeli omogućili su dobivanje apsolutnog odnosa između rasta pukotine i oblika početnog presjeka registriranog vala.

Nemetalni slojevi na metalnim površinama također mogu emitirati AE, proširujući polje potencijalne primjene metode. Primjeri emisije zračenja nemetalnih slojeva su:

• Akustična emisija tijekom visokotemperaturne oksidacije;
• Akustična emisija iz procesa korozije koji se odvijaju na sobnoj temperaturi;
• Korištenje emisije za optimizaciju izvedbe keramičkih premaza koji se koriste u visokotemperaturnim komponentama.

Kompozitni materijal s metalnom matricom. Sljedeći primjer ilustrira jednu od primjena AE za kontrolu kompozita s metalnom matricom.

Primjer 3: Akustična emisija u mikropukotinama u krtoj zoni kompozita s dvostrukom metalnom matricom.

U ispitivanju vlačnosti kompozita s dvostrukom metalnom matricom, mnogo prije nego što dođe do konačnog sloma duktilne matrice, emitira se značajna emisija kao rezultat mikropukotina krte faze između vlakana i matrice u materijalu. To omogućuje korištenje AE za praćenje struktura ove vrste, osiguravajući rano otkrivanje strukturnih promjena puno prije početka potpunog uništenja materijala.

Istraživanje je provedeno ispitivanjem kompozita s titanijskom matricom (Ti-6Al-4V) ojačanom različitim vlaknima: silicijevim karbidom velikog promjera (SiC, promjera ≈0,142 mm) i borom obloženim bor karbidom (B(B ,4 C), ≈ 0,145 mm); volumen vlakana bio je 0,205 odnosno 0,224. Za ispitivanja su korišteni standardni ravni mljeveni uzorci, izrezani u uzdužnom i poprečnom smjeru s obzirom na položaj vlakana. Razaranje uzoraka pri konstantnoj brzini deformacije provedeno je pomoću vlačnog stroja s hidrauličkim serverom. U svakom ispitivanju, jedan AE senzor postavljen je u sredinu uzorka, a brzina akustičnog brojanja mjerena je kao funkcija uzdužnog pomaka (deformacije). Nakon svakog ispitivanja površina uništenog uzorka ispitana je optičkim i pretražnim elektronskim mikroskopom.

Parametri razaranja materijala dobivenih toplim prešanjem koji ulaze u sastav dva razmatrana kompozita prikazani su u tablici 2.

Tablica 2. Mehanička svojstva krte faze

Provedena je komparativna analiza njihovih svojstava čvrstoće kako bi se utvrdio odnos između sastava i brzine brojanja AE. Kao što je prikazano na sl. 16(a), kada se opterećuju uzorci izrezani u uzdužnom smjeru i koji imaju sastav (B(B ,4 C)/ (Ti-6Al-4V), značajno povećanje brzine brojanja AE blizu opterećenja loma titan diborida i uočen je AE pik u blizini opterećenja loma. U uzorcima izrezanim u poprečnom smjeru, slika 16(b,c), AE vrh brzine brojanja uočen je u području opterećenja razaranja glavne krte komponente - titanijev diborid u kompozitu (B(B,4 C) / (Ti-6Al -4V) i titanijev karbid u SiC /(Ti-6Al-4V), tim redom. Osim toga, vršne vrijednosti također su primijećene u blizini opterećenja loma karakterističnih za druge lomljive komponente.

Pokazano je da veća veličina krte zone dobivene u kompozitu (B(B ,4 C)/(Ti-6Al-4V),

Riža. 16 Ovisnost brzine brojanja o deformaciji (a) Napetost uzdužnih B(B ,4 C)/Ti-6Al-4V uzoraka. (b) Napetost poprečnih B(B ,4 C)/Ti-6Al-4V uzoraka. (c) Istezanje poprečno

Uzorci SiC/Ti-6Al-4V.

odgovara većem području ispod AE krivulje brojanja na grafikonu brzine brojanja u odnosu na naprezanje. Konačna destrukcija poprečnih uzoraka uglavnom se sastojala od destrukcije plastične matrice i bila je popraćena relativno niskom brzinom brojanja AE.

Korištenje AE za kontrolu kvalitete proizvoda

Malo, ali važno područje primjene metode je korištenje AE tijekom procesa proizvodnje za kontrolu kvalitete proizvoda ili komponente prije završne montaže i/ili isporuke tog proizvoda. Među primjenama metode o kojima se govori u odjeljku "Područja primjene", jedna od najčešćih je AE praćenje procesa zavarivanja i stupnja otvrdnuća materijala. Osim toga, metoda je korištena i za provjeru integriteta integriranih sklopova. Na primjer, početkom 1970-ih, kao rezultat gubitka čestica u kanalu integriranog kruga, program lansiranja svemirskog satelita je propao. U tom smislu, trenutno se za najvažnije primjene provodi ispitivanje buke (akustično), što je pojednostavljena i jeftina verzija AE testiranja, koja vam omogućuje da čujete udarce dijelova koji su otpali u mikro krugu, ako bilo koji. . Tijekom proizvodnog procesa AE, inspekcija vam omogućuje prepoznavanje drugih nedostataka. U 1970-ima Western Electric proveo je AE studije metalizacije i pucanja keramičkih podloga. Dobiveni rezultati korišteni su kao kriteriji prihvaćanja/odbacivanja dijelova na automatskim montažnim linijama. AE kontrola procesa zavarivanja dio je tehnologije gotovo od najranijeg razdoblja korištenja ove metode. Najlakše je kontrolirati automatizirane tehnologije zavarivanja bez troske, kao što je elektrootporno zavarivanje, zavarivanje laserom i elektronskim snopom, volfram i plinski luk. Kod otpornog elektrolučnog zavarivanja, AE nadzor je sinkroniziran s ciklusom zavarivanja, tako da se različite faze procesa ispituju i obrađuju odvojeno. Emisija tijekom skrućivanja i hlađenja korelira s veličinom jezgre zavara, tj. s čvrstoćom zavarivanja. Istodobno, signali visoke amplitude koji dolaze kada aditivi za legiranje izgaraju tijekom dugotrajne izloženosti metalima mogu se koristiti za pravovremeno isključivanje struje zavarivanja, čime se izbjegava prekomjerno zavarivanje i produljuje vijek trajanja elektroda za zavarivanje. Za procese zavarivanja laserom, elektronskim snopom i volframovim lukom razvijeni su algoritmi u stvarnom vremenu koji su omogućili prepoznavanje AE znakova koji odgovaraju različitim vrstama grešaka i otkrivanje tih grešaka već u fazi samog zavarivanja. Ovi postupci kontrole AE učinkoviti su čak iu prisutnosti značajne industrijske buke. Druge zavarene komponente podvrgnute AE ispitivanju uključuju cijevi za ubrizgavanje proizvedene plinskim elektrolučnim zavarivanjem i namijenjene za uporabu u svemirskim letjelicama.

Ispravljanje šipke je još jedan proces koji se kontrolira AE metodom. Kovane šipke obično se ravnaju primjenom sile savijanja kako bi se ispravio njihov oblik. U tom slučaju koriste se posebni strojevi koji otkrivaju sve nepravilnosti i odstupanja od poravnanja. Konačna kvaliteta proizvoda povezana je s mikropukotinama očvrslih površina šipki kao rezultat djelovanja korektivnih opterećenja savijanja. AE inspekcija omogućuje detekciju pojave mikropukotina s dobrom učinkovitošću i stoga je uključena u tehnološki proces ravnanja šipki kako bi se moglo upozoriti osoblje i obustaviti obradu proizvoda u slučaju mikropukotina. .

U gore navedenim slučajevima, naprezanja koja uzrokuju pobudu AE valova nastaju izravno tijekom procesa zavarivanja i kada se šipke ispravljaju (u slučaju zavarivanja to su toplinska naprezanja, u drugom slučaju mehanička naprezanja). U mnogim drugim slučajevima, naponi se primjenjuju umjetno za pobuđivanje AE. To je slično načinu na koji se tijekom AE istraživanja novih i rabljenih konstrukcija na njih primjenjuju vanjska opterećenja. Primjeri uključuju pregled lemljenih spojeva, kao i zavarenih spojeva u čeličnim trakama.

Primjena AE u ispitivanju konstrukcijskih materijala.

Ispitivanje akustične emisije uspješno se koristi za ispitivanje konstrukcija u zrakoplovstvu, svemiru, mostova, viličara, zgrada, rudnika, vojnih vozila, brana, cjevovoda, tlačnih posuda, željezničkih cisterni, spremnika i mnogih drugih. Glavna svrha AE kontrole je pronaći nedostatke i jamčiti cjelovitost objekta ili procijeniti njegovo stanje.

Bit strukturne AE kontrole leži u činjenici da koncentracija naprezanja koja nastaju u prisutnosti defekta dovodi do stvaranja valova naprezanja u oslabljenim dijelovima objekta, dok se ostatak bez defekata ponaša “tiho”. ”. Dakle, AE pregled omogućuje otkrivanje mjesta strukture koja narušavaju njezin integritet. Budući da je to globalna metoda kontrole, akustična emisija je obično popraćena drugim najmanjim kvadratima koji određuju vrstu i opasnost od nedostataka pronađenih AE metodom.

Glavna prednost AE metode je nepostojanje potrebe za pristupom cijelom kontroliranom području strukture. Troškovi uklanjanja vanjskih izolacijskih premaza ili, primjerice, unutarnjeg sadržaja spremnika, koji su potrebni pri korištenju drugih uobičajenih MNC-a, nisu obvezni tijekom AE kontrole objekata. Imajte na umu da je ovaj postupak suvišan čak i ako rezultat AE testiranja ukazuje na dobro stanje strukture.

Za AE pregled kao metodu globalne kontrole potrebno je samo osigurati takvo opterećenje konstrukcije da se pod opterećenjem čuju svi značajni nedostaci. U nekim slučajevima, na primjer, za kontrolu zrakoplova ili nuklearnih reaktora, također je moguće provesti dugotrajno AE praćenje. Ovaj pristup je moguć zbog dostupnosti metode učitavanja prikladne za AE, ali je kompliciran potrebom za odvajanjem korisnih signala koji dolaze od nedostataka, od šuma. U tom smislu, AE testovi se obično provode u ograničenom vremenskom razdoblju (od nekoliko minuta do nekoliko sati), tijekom kojeg se objekt podvrgava kontroliranom opterećenju. U većini slučajeva, za upravljanje tlačnim posudama bez prekida proizvodnog procesa, dovoljno je primijeniti opterećenje od 110% u odnosu na radno; odnosno 200% proračunske vrijednosti za ispitivanje tlakom. Međutim, u nekim slučajevima ovaj pristup ne funkcionira. Na primjer, ako se tijekom rada pojave nedostaci kao rezultat izloženosti toplinskim opterećenjima, tada primjena mehaničkih opterećenja možda neće osigurati odgovarajuće polje naprezanja potrebno za manifestaciju nedostataka. Kako bi riješili ovaj problem, stručnjaci za kontrolu cjevovoda pare u elektranama provode uspješan AE monitoring, ispitujući objekt tijekom razdoblja pregrijavanja i hlađenja.

Za uspješno AE testiranje posebnu pozornost treba obratiti na vrstu, razinu i brzinu primijenjenog opterećenja. Kao što je već navedeno, predopterećenja imaju veliki utjecaj na rezultate ispitivanja. Moraju se poduzeti sve potrebne mjere opreza kako bi se izbjeglo nenamjerno opterećenje strukture prije AE testiranja. Ostali zahtjevi su potreba za preciznom kontrolom opterećenja i sposobnost održavanja konstantne razine opterećenja.

Povijest opterećenja nije toliko važna u slučaju kontrole curenja, budući da je u ovom slučaju glavni izvor signala turbulencija protoka kada se tekućina ili plin emitira kroz rupu u zidu konstrukcije. Glavne primjene akustičke kontrole curenja uključuju kontrolu ravnih dna spremnika i komponenti nuklearnih reaktora. Korištenje AE tehnologije za pregled cjevovoda reaktora uštedjelo je milijune dolara.

Postupci obrade i analize podataka uvelike ovise o vrsti AE testova. Za istraživački rad od najveće su važnosti iskustvo i vještine osoblja. Ovi čimbenici značajno su usporili široku upotrebu metode sve dok glavni postupci kontrole nisu standardizirani u kasnim 70-ima. Razvoj standardnih ispitnih postupaka doveo je do toga da se metoda redovito koristi kao LSM, dok su nova istraživanja u ovom području proširila raspon primjene AE. Najrazvijenije i najstandardiziranije primjene metode navedene su u nastavku.

Dizalice.

Prvu AE inspekciju dizalice proveo je autor ovog izvješća 1967. za Georgia Power Company. Naknadno je postupak kontrole unificiran i postao uobičajena praksa. Standarde za praktičnu upotrebu metode objavila je 1985. Komisija ASTM F-18 za električnu zaštitnu radnu opremu.

Prvo primijenjena na dijelove kraka dizalice od fiberglasa, metoda je ubrzo korištena za metalne elemente dizalice: postolje, učvršćenja itd. Ukupno je do 1988. godine provedeno oko 100.000 AE testova. Kao što je poznato, problem akumulacije oštećenja kod dizalica povezan je s preopterećenjima, nezgodama i opterećenjem od zamora. Stoga se temeljitim redovitim pregledom ove vrste objekata može otkriti problem puno prije nastanka katastrofalne štete.

AE inspekcija bitan je dio cjelokupne inspekcije strukturalnog integriteta, nadopunjujući tradicionalne metode inspekcije. Od svih ostalih metoda, AE je najučinkovitija za otkrivanje nedostataka u komponentama od staklenih vlakana. Primijenjena na pregled metalnih dijelova i obloga, metoda štedi novac ukazujući na navodno neispravne dijelove strukture. Obično se prije AE ispitivanja predmet podvrgava vizualnom pregledu, a nakon toga kontroli metodom magnetskih čestica, prodornim bojama ili ultrazvučnom ispitivanju.

AE testiranje dizalice obično zahtijeva 12 do 16 senzora. Monitoring počinje registracijom buke, nakon čega se izvode 2 opterećenja do određenog proračunskog opterećenja. Tijekom testa bilježe se AE signali koji prate rast, zadržavanje i pad opterećenja. Postupak analize podataka ne može se ukratko formulirati jer ovisi o mnogim čimbenicima: prisutnosti buke, vrsti AE izvora, dizajnu dizalice. Obično iskusni inspektor koristi svoje znanje o strukturi i procjenjuje situaciju koristeći razinu signala, lokaciju izvora (broj kanala), redoslijed dolaska signala u različitim razdobljima opterećenja objekta.

Koristeći AE opremu, iskusan tim stručnjaka može u jednom danu obaviti 5 do 10 testova dizalice. Ako se istodobno koriste druge redovite dijagnostičke metode (nakon AE), tada se mogu provjeriti 2-3 slavine u jednom danu.

Velike cjevaste prikolice. Tehnologiju za ispitivanje akustične emisije prikolica s cijevima razvio je Blackburn, a legaliziralo ju je Ministarstvo prometa 1983. Ove ogromne cijevi prenose velike količine industrijskog plina pod tlakom od oko 18200 kPa duž javnih autocesta. Tijekom rada u ovim cijevima - spremnicima mogu se pojaviti i razviti pukotine od zamora, međutim hidrotest ne ukazuje na njihovu prisutnost sve dok ne dođe do snažnog razaranja materijala cijevi. U isto vrijeme, AE test može otkriti submikropukotine u ranoj fazi procesa oštećenja kada se primjenjuje pritisak samo 10% veći od radnog tlaka, što ovu metodu čini puno obećavajućom od konvencionalnog krimpiranja. Osim toga, AE test je jeftinija metoda kontrole i omogućuje vam da izbjegnete pražnjenje cijevi iz punila i čišćenje njegovih unutarnjih stijenki od onečišćenja.

Obično prikolica sadrži 12 cijevi koje se kontroliraju u isto vrijeme. AE test zahtijeva 2 senzora za svakih 10 m jedne cijevi; karakteristike širenja i slabljenje valova na takvom dizajnu su povoljni za kontrolu AE. Ako se na duljini od 200 mm može registrirati 10 ili više korisnih signala, na tom se mjestu provodi ultrazvučno ispitivanje čiji rezultati donose konačnu odluku o stanju cijevi. Kriterij za odbijanje/prihvatanje ispitnog objekta temelji se na procjeni tradicionalnih parametara zamora mehanike loma. U razdoblju od 1983. do 1988. godine AE metodom ispitano je oko 1700 cijevi velikih dimenzija, nakon čega je metoda proširena i na druge transportne spremnike za transport stlačenog plina, kao i na druge industrijske cijevi.

Spremnici, posude pod pritiskom i cjevovodi od stakloplastike. Sedamdesetih godina prošlog stoljeća kemijska se industrija suočila s problemom razbijanja spremnika i posuda pod pritiskom od stakloplastike. Razlozi koji su doveli do takvog uništenja bili su povezani s mnogim čimbenicima: s njihovim nepravilnim projektiranjem i izradom, te s kršenjem uputa tijekom transporta, te s nepravilnom uporabom proizvoda izrađenih od tada još malo proučenog materijala. Situacija je bila posebno pogoršana nedostatkom održive metode kontrole objekata ove vrste.

AE metodu prvi je primijenio Monsanto, čime su okončani problemi povezani s uništavanjem spremnika, sl.17.

Metoda je postala široko rasprostranjena nakon formiranja Komisije za AE u ojačanoj plastici (CARP), koja se pretvorila u jedan od ogranaka Američkog društva za ispitivanje bez razaranja. Godine 1982. CARP je napisao uputu koju je objavilo NDT društvo, a koja je poslužila kao osnova za uvođenje AE tehnike u ASME kodove za tlačne posude 1983. godine. Do 1988. godine, oko 5000 testova je obavljeno ovim postupkom. Naknadno je Komisija CORP proširila ovu metodu i na cjevovode od stakloplastike.

Sl.17 Povijest uništavanja spremnika od stakloplastike.

Ovisno o veličini posude ili spremnika, AE testiranje obično zahtijeva 8 do 30 senzora. Visokofrekventni akustični kanali (obično 150 kHz) koriste se za ugradnju u dijelovima konstrukcija gdje se očekuje značajna koncentracija naprezanja, uključujući dijelove loma profila, na granama cijevi, oknima. Niskofrekventni kanali (obično 30 kHz) instalirani su u manje opasnim područjima kako bi pokrili cijelu površinu strukture. Kod pregleda spremnika ispitivanje se obično provodi nakon što su spremnici napunjeni proizvodnom tekućinom, nakon što su ovi spremnici određeno vrijeme držani sa smanjenim sadržajem te tekućine. Povećanje količine tekućine stvara preopterećenje potrebno za kontrolu AE. Kod nadzora tlačnih posuda u posudama se stvara pretlak. Utovar se provodi u nekoliko faza: sa zadržavanjem, procjenom Felicity koeficijenta i drugim kriterijima prihvaćanja/odbijanja, koji se obično vrednuju za svaki stupanj utovara. Procjena performansi AE sustava i pozadinske buke objekta dio je standardne procedure AE testiranja.

Metalne tlačne posude i spremnici za skladištenje.

U 1970-ima mnoge istraživačke i inženjerske organizacije, kao i NDT tvrtke, pojačale su svoje aktivnosti u području AE pregleda metalnih posuda pod tlakom. Procjene iz 1989. pokazuju da je do tada više od 600 tlačnih posuda, koje se uglavnom koriste u petrokemijskoj i nuklearnoj industriji, ispitano AE metodom. (Iako su ispitivanja cijevi, izmjenjivača topline i raznih industrijskih komponenti do tada bila brojnija, tlačne posude su povijesno privlačile pozornost AE metode ispitivanja.) iskustvo izvođača. Tijekom kontrole glavna je pozornost usmjerena na lokaciju izvora signala, što je tehnički najatraktivnija značajka metode. Izvori su diferencirani prema stupnju opasnosti u skladu s njihovom aktivnošću/intenzitetom, nakon čega je donesena odluka koji dio objekta treba istražiti drugim NDT metodama. Mnogi strukturni nedostaci identificirani su na gore opisani način.

Značajan napredak u tehnologiji AE testiranja uočen je nakon što su Fowler i Monsanto sustavno proučavali akumulirane brojne rezultate AE testiranja kako bi razvili i standardizirali procedure za obradu AE podataka. Od 1979. godine ovaj program uključuje obradu podataka o opterećenju do kvara s brodova koji su isključeni iz pogona, tijekom rada na mnogim stotinama brodova i spremnika, te razvoj analitičkog postupka za prepoznavanje i smanjenje vanjske buke. smanjena važnost postupka lociranja izvora, za koji su potrebna najmanje 2 senzora (jer u praksi AE signal često dopire do samo jednog od senzora). Umjesto točkaste lokacije, počeli su koristiti zonsku lokaciju. Ovaj je program rezultirao jasnim postupkom testiranja licenciranim pod markom MONPAC. Do 1988. ovaj je postupak testiran na otprilike 2000 metalnih posuda i spremnika. Tipični rezultat MONPAC testa prikazan je na slici 18. Eksperiment se sastojao od AE testiranja 30 godina starog spremnika za skladištenje etilena pritiskom kompresora. Rezultati su prikazani u obliku proširene karte plovila sa zonama obojanim različitim bojama (na crno-bijelom crtežu, npr. sl. 18, povećanje stupnja opasnosti označeno je većim intenzitetom sive boje ). U gornjem slučaju, rezultat AE istraživanja spremnika pokazao je nepostojanje „značajnih emisija“. Taj je zaključak značio da nema potrebe za daljnjom mukotrpnom unutarnjom kontrolom plovila.

Sl.18 Rezultati ispitivanja spremnika za skladištenje etilena metodom MONPAC. Značajna emisija nije zabilježena - neznatna emisija je zabilježena u zonama senzora 3, 6, 8.

Tijekom drugih MONPAC testova pronađena su brojna oštećenja, uključujući vanjsku i unutarnju koroziju, naponsku koroziju, pukotine u zavarivanju, curenje goriva i krtost materijala. Broj izvanrednih isključenja postrojenja značajno je smanjen zbog ranog otkrivanja oštećenja. Ušteda od korištenja AE metode (do 1988.) dosegnula je 10 milijuna dolara.

Postupci AE ispitivanja za metalne posude navedeni su u Dodatku standarda za kotlove i tlačne posude ASME. Utvrđuje zahtjeve za postupak ispitivanja, kvalifikaciju osoblja, opremu, kalibraciju sustava, preliminarna mjerenja, razinu pozadinske buke, parametre opterećenja objekta ispitivanja. Dana je ilustrativna shema opterećenja i postavljanja senzora. U aplikaciju treba dodati kriterij procjene štete koji se temelji na parametrima emisije kao što su broj AE, ukupni broj signala, broj signala velike amplitude, energetska (MARSE) aktivnost tijekom izlaganja i dizanja tereta. Pojava ove aplikacije u ASME kodovima predstavlja važnu prekretnicu u razvoju i zrelosti AE tehnologije.

GOST R ISO 22096-2015

NACIONALNI STANDARD RUSKE FEDERACIJE

Praćenje i dijagnostika stanja strojeva

METODA AKUSTIČNE EMISIJE

Praćenje stanja i dijagnostika strojeva. Metoda akustične emisije

OKS 17.140.20
17.160

Datum uvođenja 2016-12-01

Predgovor

Predgovor

1 PRIPREMILO Otvoreno dioničko društvo "Istraživački centar za kontrolu i dijagnostiku tehničkih sustava" (JSC "SRC KD") na temelju vlastitog prijevoda na ruski engleske verzije standarda navedenog u stavku 4.

2 PREDSTAVLJA Tehnički odbor za normizaciju TK 183 "Praćenje vibracija, udara i tehničkog stanja"

3 ODOBREN I STUPAN NA SNAGU Nalogom Savezne agencije za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo od 20. listopada 2015. N 1583-st

4 Ova norma identična je međunarodnoj normi ISO 22096:2007 * "Nadziranje stanja i dijagnostika strojeva - Akustična emisija" (ISO 22096:2007 "Nadzor stanja i dijagnostika strojeva - Akustična emisija", IDT).
________________
* Pristup međunarodnim i inozemnim dokumentima navedenim u tekstu možete ostvariti kontaktiranjem Službe korisničke podrške. - Napomena proizvođača baze podataka.


Naziv ove norme promijenjen je u odnosu na naziv navedene međunarodne norme kako bi se uskladio sa zahtjevima GOST R 1.5-2012 (klauzula 3.5).

Pri primjeni ove norme preporuča se koristiti umjesto referentnih međunarodnih normi odgovarajuće nacionalne norme, čiji su detalji navedeni u dodatnom dodatku DA

5 PRVI PUT PREDSTAVLJENO

6 REVIZIJA. ožujka 2019


Pravila za primjenu ove norme navedena su uČlanak 26. Saveznog zakona od 29. lipnja 2015. N 162-FZ "O standardizaciji u Ruskoj Federaciji" . Informacije o izmjenama ove norme objavljuju se u godišnjem (od 1. siječnja tekuće godine) indeksu informacija "Nacionalne norme", a službeni tekst izmjena i dopuna - u mjesečnom indeksu informacija "Nacionalne norme". U slučaju revizije (zamjene) ili ukidanja ove norme, odgovarajuća obavijest bit će objavljena u sljedećem broju mjesečnog indeksa informacija "Nacionalne norme". Relevantne informacije, obavijesti i tekstovi također se objavljuju u sustavu javnog informiranja - na službenoj web stranici Federalne agencije za tehničku regulativu i mjeriteljstvo na Internetu (www.gost.ru)

Uvod

Metoda akustične emisije može se koristiti za praćenje stanja strojeva i dijagnosticiranje kako samostalno tako iu kombinaciji s drugim metodama, na primjer, na temelju analize vibracijskih signala ili toplinskog zračenja strojeva. Metoda se može provoditi stacionarnim, polustacionarnim i prijenosnim mjernim sustavima, ovisno o stupnju kritičnosti objekata koji se ispituju. Tipično, mjerni sustav uključuje pretvarače, pojačala signala, filtre i uređaje za prikupljanje podataka. Ovisno o namjeni metode, mogu se koristiti različite karakteristike signala akustične emisije.

1 područje upotrebe

Ova međunarodna norma utvrđuje opća načela za primjenu metode akustične emisije za praćenje stanja i dijagnosticiranje strojeva koji rade u različitim načinima rada i pod različitim uvjetima uporabe. Metoda se primjenjuje na sve vrste strojeva i temelji se na mjerenjima samo onih signala koji se šire kroz dizajn stroja.

2 Normativne reference

Ovaj standard koristi normativne reference na sljedeće standarde:

ISO 2041, Praćenje mehaničkih vibracija, udara i stanja - Rječnik

ISO 12716, Ispitivanje bez razaranja - Inspekcija akustične emisije - Rječnik

ISO 13372, Praćenje stanja i dijagnostika strojeva - Rječnik

ISO 18436-6, Praćenje stanja i dijagnostika strojeva - Zahtjevi za kvalifikaciju i ocjenu osoblja - Dio 6: Akustična emisija

3 Termini i definicije

Ova međunarodna norma koristi pojmove ISO 2041, ISO 12716, ISO 13372 i sljedeće pojmove s njihovim definicijama.

3.1 akustična emisija (praćenje stanja strojeva)(akustična emisija): klasa fenomena koji dovode do pojave valova koji se šire kroz strukturu ili u mediju (tekućine, plinovi) zbog brzih procesa oslobađanja energije iz lokaliziranih izvora unutar ili na površini materijala.

NAPOMENA 1. Oslobađanje energije može biti posljedica procesa kao što je širenje pukotine u materijalu, trenje između dijelova stroja u kontaktu, udarci između dijelova stroja ili curenje materijala.

NAPOMENA 2. Ova je definicija formulirana u najopćenitijem obliku kako bi odražavala različite mogućnosti primjene metode akustične emisije u svrhu praćenja stanja različitih vrsta strojeva.

3.2 kontrola akustične emisije (praćenje stanja strojeva)(praćenje akustične emisije): Detekcija i prikupljanje podataka o akustičkoj emisiji, što omogućuje procjenu stanja stroja.

NAPOMENA Ova je definicija primjenjiva samo u području praćenja stanja strojeva.

3.3 pretvarač akustične emisije(senzor/prijemnik akustične emisije): uređaj koji pretvara gibanje elastičnog vala u električni signal.

3.4 signal akustične emisije(signal akustične emisije): električni signal na izlazu pretvornika akustične emisije povezan s akustičnim valom iz izvora akustične emisije.

3.5 karakteristike akustične emisije(karakteristike akustične emisije): skup karakteristika koje opisuju akustičnu emisiju određenog stroja ili izvora akustične emisije.

Napomena - Opisani valni proces uslijed akustične emisije može biti pulsnog ili kontinuiranog tipa.

3.6 valovod akustične emisije(valovod akustične emisije): uređaj kroz koji akustični val putuje od izvora do pretvornika akustične emisije.

3.7 pozadinska buka(pozadinski šum): Lažna komponenta signala akustične emisije, koja nije povezana s procesima akustične emisije u kontroliranim dijelovima stroja.

NAPOMENA Pozadinski šum može biti signal zbog električnih, toplinskih ili mehaničkih procesa.

3.8 kontaktna okolina(kouplant): medij između AE ispitnog objekta i AE sonde koji se koristi za poboljšanje prijenosa akustičnog vala.

PRIMJERI Ulje, mast, ljepilo, pasta za rezanje na bazi vode, vosak.

3.9 Su-Nielsen imitator(Hsu-Nielsen izvor): Naprava za umetanje i lomljenje grafitne olovke u svrhu umjetne simulacije procesa akustične emisije i pobude akustičnog vala.

NAPOMENA Zvučni val ovisi o šipki koja se koristi. Obično se koristi šipka tvrdoće 2H promjera 0,5 mm (dopušteno je 0,3 mm) i duljine (3,0 ± 0,5) mm.

3.10 automobil(stroj): mehanički sustav dizajniran za obavljanje specifičnih zadataka (oblikovanje materijala, prijenos i transformacija gibanja, sile ili energije).

3.11 strojna jedinica strojni sustav mehanički sustav, čiji je glavni element jedan stroj (vidi 3.10) i koji također uključuje pomoćne elemente dizajnirane za podršku radu tog stroja

4 Načela metode akustične emisije

4.1 Fenomen akustične emisije

Akustična emisija može se odvijati unutar ili na površini materijala. Ovaj fenomen sastoji se u spontanom oslobađanju energije, izraženom u obliku elastičnog širenja vala. Akustična emisija unutar materijala manifestira se kroz elastične valove na površini materijala u širokom frekvencijskom rasponu (obično 20 kHz do 1 MHz).

Elastični valovi povezani s procesima akustične emisije detektiraju se posebnim pretvaračima kretanja točaka na površini materijala u električne signale. Ti se signali zatim podvrgavaju odgovarajućoj transformaciji i obradi radi dobivanja informacija o stanju kontroliranog objekta i ranog otkrivanja procesa gubitka mehaničkog i strukturnog integriteta objekta. Oblik električnog signala ovisi o stazama širenja i oblicima akustičnih valova generiranih unutar i/ili na površini materijala. Stoga signali akustične emisije iz istih izvora mogu biti različiti ovisno o putanji akustičnih valova.

4.2 Prednosti i ograničenja metode

Prednosti metode su:

a) dobivanje podataka bez uplitanja u dizajn kontroliranog objekta;

b) prikupljanje podataka u stvarnom vremenu;

c) visoka osjetljivost koja omogućuje ranije (na primjer, u usporedbi s vibracijskom metodom) otkrivanje;

d) sposobnost kontrole dinamičkog ponašanja objekta;

e) primjenjivost u širokom rasponu brzina vrtnje, što omogućuje upravljanje, uključujući strojeve niske brzine (s brzinom rotora manjom od 60 min);

f) sposobnost otkrivanja procesa trošenja i trenja, na primjer zbog labavih spojeva susjednih elemenata stroja ili zbog pogoršanja stanja podmazivanja.

Ograničenja metode se odnose na:

- brzo slabljenje akustičnih valova pri prolasku kroz strukturu stroja;

- velika ovisnost o pozadinskoj buci;

- nemogućnost točne usporedbe karakteristika akustične emisije s mehanizmom kvara u stroju.

5 Primjena metode akustične emisije

5.1 Praćenje stanja strojeva

Metoda akustične emisije može se primijeniti na široku klasu strojeva, pod uvjetom da postoji put prijenosa akustičnog vala kroz konstrukcijske elemente stroja od ispitnog objekta od interesa do pretvornika akustične emisije. Tablica 1 prikazuje neke primjere grešaka za različite vrste strojeva koji se mogu otkriti ovom metodom. Procjena stanja ne provodi se apsolutnim vrijednostima parametara signala akustične emisije, već njihovim promjenama u određenom načinu rada stroja.

Tablica 1 - Primjeri primjene metode akustične emisije za praćenje stanja strojeva

Vrsta stroja	Greške
	Defekti poruba pnikov	Istočno- rano zbijanje nenije		Kontaminirano / smanjiti podmazivanje	Pogrešno- nost	Defekti u ustima novki	Procesi (curenje, promjene radne karakteristike teristik)
Pumpe
Mjenjači
Elektromotori
Parne turbine
plinske turbine
Električni generatori
Dizel motori
Obradni centri
Ventilatori, puhala
Rotacijski strojevi niske brzine (manje od 60 min)
Strojne jedinice (ventili, izmjenjivači topline)
Kompresori

Na primjer, povećanje ukupne razine signala u stabilnom stanju stroja ukazuje na pogoršanje njegovog tehničkog stanja. Modulacija signala jedne od glavnih frekvencija ležaja znak je ranog stadija oštećenja ležaja koji možda još nije otkriven promatranjem vibracija i udarnog pulsa. Treba napomenuti da manifestacija aktivnosti akustične emisije može biti različita za različite strojeve, različite uvjete rada i različita opterećenja.

5.2 Čimbenici utjecaja

Prije mjerenja akustičnih emisija, važno je osigurati da na rezultate ne utječe vanjska buka kao što je elektronička buka (RF elektromagnetska polja), buka koja se prenosi zrakom (od mlaznica plina ili malih čestica koje vjetar nosi u stroj), buka od radnih procesa u stroju (fluid teče u cijevima) i mehaničke pozadinske buke.

6 Prikupljanje podataka

6.1 Instalacija sustava

Tipični dijagram sustava za prikupljanje podataka o akustičnoj emisiji prikazan je na slici 1. Obično je pretvornik instaliran na stroju koji se ispituje i spojen na pretpojačalo, čiji je izlaz povezan s ulazom uređaja za prikupljanje podataka. Neki pretvarači akustične emisije imaju ugrađena pretpojačala. Podaci se prikupljaju dok stroj radi. Njihov opseg i dubina naknadne analize ovise o konkretnoj primjeni. Sustav se može izvesti u stacionarnoj, polustacionarnoj ili prijenosnoj verziji.

Slika 1 - Shematski prikaz sustava za prikupljanje podataka

6.2 Mjerni instrumenti

Detekcija vala generiranog akustičkom emisijom najkritičniji je dio mjerenja, pa se moraju poduzeti svi napori kako bi se osigurao dobar put širenja, uključujući usklađivanje impedancije na medijskim sučeljima. Također treba uzeti u obzir posljedice nepravilnog odabira frekvencijskih filtara, pretvarača, brzina uzorkovanja itd. Zahtjevi za mjerila i njihovo umjeravanje mogu se preuzeti iz , , , . Pri odabiru sonde treba uzeti u obzir njegovu veličinu, faktor pretvorbe, frekvencijski odziv i uvjete primjene. U nekim slučajevima, na primjer, kada se ispituju veliki ležajevi, može biti potrebno koristiti nekoliko sondi za otkrivanje izvora akustične emisije. Lokalizacija izvora akustične emisije može se izvesti na više načina, uključujući proračun vremena dolaska akustičnog vala do pretvarača.

6.3 Ugradnja odašiljača i korištenje kontaktnih medija

Kada koristite metodu akustične emisije za praćenje stanja strojeva, važno je osigurati da je sonda sigurno instalirana na mjestu ugradnje pomoću odgovarajućeg kontaktnog medija. Pričvršćivanje se može izvesti pomoću mehaničkih uređaja (uz stvaranje sile stezanja pomoću magneta, mehaničke stezaljke itd.) ili ljepljivih materijala. U potonjem slučaju, ljepljivi materijal je kontaktni medij.

Položaj pretvarača akustične emisije mora osigurati da postoji put za prolaz akustičnog vala kroz konstrukcijske elemente stroja. Ovaj put može uključivati ​​diskontinuitete (ovi se diskontinuiteti smatraju granicama između dva elementa, npr. između glave vijka i obratka koji se steže), međutim, kontakt mora biti osiguran između susjednih elemenata, bilo mehanički ili preko kontaktnog medija ( primjer bi bio put širenja kroz klizni ležaj, gdje mazivo i rashladno ulje u ležaju djeluju kao kontaktni medij). Mjesto postavljanja pretvarača mora biti čisto. Kako bi se poboljšao prijenos akustičnog vala, moguće je ukloniti sve slojeve boje do metalne površine na mjestu pretvornika, međutim, morate paziti da ovaj postupak ne pogoršava tehničko stanje stroja. Treba poduzeti sve moguće mjere kako bi se osiguralo da kontaktna površina pretvornika čvrsto prianja uz površinu za ugradnju, tj. potonji bi trebao biti gladak, čist i bez pukotina. Poboljšanje kvalitete staze akustičnog vala poboljšava ponovljivost rezultata mjerenja.

U određenim okolnostima, pretvarač se može ugraditi u valovod akustične emisije. Obično se valovod koristi za pružanje izravnijeg valnog puta od izvora akustične emisije u promatranom objektu do pretvornika, kao i za smanjenje utjecaja temperature na pretvornik. Valovod može promijeniti karakteristike akustičnog vala (amplitudu, oblik itd.).

Kada koristite kontaktni medij, mala količina se nanosi na središte područja gdje se pretvarač treba instalirati. Zatim se sonda čvrsto pritisne na površinu, kontaktni medij se ravnomjerno raspoređuje po cijelom kontaktnom području. Faktor pretvorbe pretvarača može ovisiti o debljini kontaktnog medija.

Ako je uporaba kontaktnog medija nepraktična iz praktičnih razloga, koristi se suhi kontakt. Potrebna potisna sila se određuje eksperimentalno, na primjer, pomoću Su-Nielsen simulatora. Pazite da između kontaktne površine sonde i površine za ugradnju nema šupljina.

Kada koristite ljepljivi kontaktni medij, pazite da spoj stvoren između sonde i površine za montiranje nije uništen zbog moguće deformacije površine, toplinskog širenja ili mehaničkog naprezanja. Moraju biti poznata svojstva ljepljivog medija u određenim uvjetima uporabe.

NAPOMENA Pucanje samog sloja ljepila dovodi do pojave signala akustične emisije.


Kako bi se spriječila pozadinska buka električne prirode, pretvarač mora biti električno izoliran.

7 Pripremne utakmice

Priprema za mjerenje i njihovo provođenje zahtijeva poznavanje:

- identifikacijske podatke stroja (njegov naziv i broj);

- način rada (opterećenje, brzina, temperatura itd.);

- povijest rada i održavanja;

- dizajn stroja;

- povijest njegovih kvarova ili kvarova;

- prethodna mjerenja akustične emisije.

Za ispravnu interpretaciju rezultata mjerenja potrebno je posjedovati odgovarajuću eksperimentalnu bazu podataka ili poznavanje osnovne razine koja odgovara normalnim uvjetima uporabe stroja. Osnovna vrijednost su vrijednosti skupa kontroliranih parametara dobivenih kada se zna da je stroj u dobrom tehničkom stanju i da radi u stabilnom načinu rada. Rezultati naknadnih mjerenja uspoređuju se s baznom linijom kako bi se utvrdila moguća odstupanja.

Za strojeve koji rade u više načina rada, može se postaviti više osnovnih razina, po jedna za svaki kontrolirani način rada. Za strojeve koji se stavljaju u rad nakon kupnje ili popravka može se postaviti razdoblje uhodavanja. Tijekom tog razdoblja (nekoliko dana ili tjedana) mogu se uočiti promjene u kontroliranim parametrima. Mjerenja obavljena tijekom razdoblja uhodavanja ne bi se trebala koristiti za formiranje osnovne vrijednosti. Osnovica se može odrediti i za opremu koja je dugo bila u pogonu, ali za koju se metoda kontrole akustične emisije tek počinje primjenjivati.

8. Analiza podataka i prezentacija rezultata

Glavna svrha analize je uspostaviti odnos između karakteristika akustične emisije i radnih uvjeta stroja, mjereći odstupanja od osnovne linije kako bi se identificiralo stanje stroja.

Kriteriji koji se koriste u praćenju stanja strojeva metodom akustične emisije mogu biti sljedeći:

a) povećana aktivnost izvora akustične emisije tijekom vremena;

b) vrijednosti karakteristika akustične emisije u ustaljenom stanju stroja;

c) pojavu u signalu akustične emisije karakterističnih značajki koje nedostaju u slučaju dobrog tehničkog stanja stroja;

d) posebne instrumentalne kriterije koje će specificirati proizvođač instrumenta;

e) prisutnost amplitudne modulacije signala akustične emisije s frekvencijskom karakteristikom danog kvara.

9 Postupci

Uspješna primjena metode akustične emisije nemoguća je bez redovitih točnih mjerenja kontroliranih parametara. To zahtijeva od osoblja da razvije, ocijeni i primijeni dokumentirane ispitne postupke i razumije potencijalna ograničenja tih postupaka. Zahtjevi osposobljenosti za osoblje koje koristi metodu akustične emisije navedeni su u ISO 18436-6.

Dodatak DA (referenca). Podaci o usklađenosti referentnih međunarodnih norma s nacionalnim normama

Dodatak DA
(referenca)

Tablica DA.1

Referentna međunarodna standardna oznaka	Stupanj usklađenosti	Oznaka i naziv odgovarajuće nacionalne norme GOST R ISO 18436-6-2012 "Praćenje stanja i dijagnostika strojeva - Zahtjevi za kvalifikaciju i ocjenu osoblja - Dio 6: Metoda akustične emisije"
Napomena - U ovoj tablici koristi se sljedeći simbol za stupanj sukladnosti standarda: IDT - identični standardi.

Bibliografija

	ISO 17359, Praćenje stanja i dijagnostika strojeva - Opće smjernice
	EN 13477-1, Ispitivanje bez razaranja - Akustična emisija - Karakterizacija opreme - Dio 1: Opis opreme
	EN 13477-2, Ispitivanje bez razaranja - Akustična emisija - Karakterizacija opreme - 2. dio: Provjera radnih karakteristika
	EN 13554, Ispitivanje bez razaranja - Akustična emisija - Opća načela
	ASTM E976-05, Standardni vodič za određivanje ponovljivosti odziva senzora akustične emisije
	ASTM E1106-86, Standardna metoda za primarnu kalibraciju senzora akustične emisije
	DSTU 4227, Smjernice za dijagnostiku akustične emisije kritičnih objekata

UDK 534.322.3.08:006.354
Ključne riječi: strojevi, akustična emisija, izvori, pretvarač, mjerni instrumenti, kontrola stanja

Elektronski tekst dokumenta
pripremio Kodeks JSC i provjerio prema:
službena objava
Moskva: Standartform, 2019