56. Акустическая эмиссия при деформации материалов и многократном нагружении. Какие требования предъявляются к аппаратуре и преобразователям при контроле методом аэ?

Акустическую эмиссию при деформации материаловнаблюдают в процессе механических испытаний гладких образцов. Каждому типу диаграммы напряжение— деформация, получаемой при испытании на растяжение различных материалов, соответствует своеобразное изменение процесса АЭ. Даже в области упругости наблюдается АЭ. Она возникает от того, что материал неоднороден, нагружен неравномерно и в отдельных областях происходит пластическая деформация, хотя в целом процесс упругий.

При переходе к пластической деформации АЭ резко возрастает в большом объеме образца. Эта деформация связана с массовым образованием и перемещением дефектов кристаллической решетки. Происходит образование, движение дислокаций и их групп, двойникование. Все эти процессы связаны с появлением сигналов АЭ. Максимум эффективного значения и активности АЭ достигается вблизи предела текучести, когда пластическая деформация составляет около 0,2% длины образца.

АЭ при многократном нагружении:

При повторном нагружении АЭ резко уменьшается и вновь начинает регистрироваться после достижения максимальной нагрузки первого цикла. Это явление называют эффектом Кайзера. Он особенно хорошо проявляется на гладких образцах и хуже — на образцах с надрезом. Последнее свидетельствует о накоплении повреждений при повторных нагрузках.

С ростом числа N импульсов АЭ от числа п циклов нагружения при малоцикловых испытаниях образца с надрезом. Участок АВ соответствует первому циклу, суммарный счет импульсов здесь быстро растет. В окрестностях точки В рост замедляется в 10-100 раз, а на участке ВС суммарный счет остается практически постоянным. В этом проявляется эффект Кайзера. В процессе циклических нагрузок происходит медленное накопление повреждений в металле образца, после чего эффект Кайзера перестает действовать и пред моментом появления видимой трещины происходит ускоренный рост N (участок CD), и далее медленное увеличение с ростом трещины (DE). При достижении определенного размера трещины происходит разрушение, сопровождающееся ростом N (EF).

Требования к аппаратуре и преобразователям при АЭ: При выборе системы контроля определяют требуемую расстановку преобразователей, тип упругих волн и скорость их распространения (посредством имитирования), амплитудно-частотный спектр шумов окружающей среды и т.д. Преобразователи крепятся на объекте через клей или с помощью специальных клемм и магнитов. Как правило, аппаратура АЭ выпускается в виде 8- и 16-канальных системных модулей в стандартных приборных корпусах.

Каждый АЭ-канал содержит: преобразователь АЭ, предварительный усилитель, который может быть встроен в корпус приемника, кабельную линию в виде радиочастотного кабеля и блок обработки сигналов. Последний основан на применении цифрового сигнального процессора и обеспечивает полную обработку сигнала АЭ:

дополнительное усиление,

частотную фильтрацию,

оцифровку и вычисление параметров АЭ-сигналов.

Осуществляется также буферизация данных и передача их через магистраль системного модуля в блоки, которые имеют также цифровые сигнальные процессоры и являются интеллектуальными контроллерами системных модулей.

После обработки сигналы подаются на экран ЭЛТ, на котором одновременно представлена развёртка, соответствующая поверхности изделия, и показано расположение на ней преобразователей.

Пьезоэлектрические датчики для регистрации АЭ:

Интегральные датчики c предусилителями имеют преимущество при работе в промышленных условиях в силу своей компактности, надежности и малого уровня шумов. Совмещенный датчик-предусилитель является прочным, имеет малый размер, совмещает две функции, что понижает стоимость оборудования и сокращает время подготовки к проведению АЭ контроля.

Предварительные усилители (ПУ) предназначены для усиления электрических сигналов, поступающих с выхода датчиков с целью снижения искажений полезного сигнала при передаче его по кабелю на большие расстояния.