Методика определения местоположения дефектов по сигналам аэ. Число каналов и топология расположения преобразователей при контроля аэ-методом?
К
огда
эмиссия регистрируется двумя или большим
количеством датчиков появляется
возможность определить местонахождение
источника, используя время поступления
сигналов.
1 – преобразователь АЭ (приемник 1); 2 – преобразователь АЭ (приемник 2); 3 – центральный блок сбора и обработки на базе индустриального компьютера; 4 – объект контроля; t1 – время прихода сигнала на первый приемник; t2 – время прихода сигнала на первый приемник.
По зарегистрированному времени прихода сигнала ti на i-й приемник (датчик) системой определяется разность времени прихода Т (Т= t2 - t1) на разнесенные приемники. Затем по известной скорости звука в материале и известным координатам приемников программой вычисляются координаты источника (дефекта). Схемы расположения датчиков могут быть различными.
Д
ля
определения координат источника АЭ на
плоскости данная методика не подходит,
поскольку координаты можно получить
только как проекции источника на линию,
соединяющую ПАЭ. Необходим, как минимум,
третий преобразователь, причем чем
больше приемных преобразователей
используется, тем меньше методическая
ошибка определения координат. На практике
наиболее часто встречается случай,
когда для определения координат
применяется антенна, состоящая из
четырех приемных преобразователей.
С
хема
антенной группы в виде центрированного
треугольника
Для того, чтобы принять решение о возможности и эффективности применения АЭ мониторинга в том или ином случае, необходимо провести предварительные работы по определению технических и эксплуатационных характеристик установки, влияющих на параметры проектируемой системы мониторинга. Наличие значительных акустических шумов или слабая "эмиссивность" материала в процессе разрушения, могут сделать невозможным применение АЭ метода, или привести к необходимости применения огромного числа каналов, что окажется либо не реализуемым технически, либо слишком дорогим.
Поэтому перед принятием решения об установке системы АЭ мониторинга очень важно сделать оценку основных параметров системы, и в том числе, оценить требуемое число каналов.
Число каналов, необходимых для мониторинга, является одним из основных параметров системы. От количества каналов зависит чувствительность системы и надежность обнаружения дефектов. Чем больше АЭ преобразователей установлено на конструкции, тем выше вероятность обнаружения дефектов. С другой стороны, увеличение числа каналов приводит к удорожанию системы
Методика проведения аэ-контроля:требования к аппаратуре и условиям проведения контроля, подготовка объекта к контролю, подготовка аппаратуры.
1.Для регистрации и обработки сигналов AЭ используются многоканальные системы.
2.Для обеспечения надежной регистрации сигналов от источников AЭ и определения их местоположения в контролируемом объекте (локации) система должна обладать чувствительностью акустического тракта, достаточной для регистрации и обработки сигнала от нормированного (эталонного) АЭ-имитатора, предусмотренного технологией на конкретный объект контроля, обеспечивать оперативный контроль параметров АЭ сигналов с помощью какого-либо средства отображения информации (монитор).
3.Для комплектования АЭ-системы рекомендуется использовать преобразователи с рабочей частотой в диапазоне 100-500 кГц для сосудов и 30-100 кГц для трубопроводов.
4.Количество каналов системы выбирается исходя из конкретных задач, поставленных предприятием (владельцем оборудования), а также определяется затуханием сигналов АЭ в контролируемом объекте и размерами контролируемой области объекта.
Требования к условиям и Подготовка объекта:
1.Перед проведением AЭ контроля специалисты, выполняющие контроль, должны ознакомиться с технической документацией (паспортом) на контролируемый объект с целью оценки его состояния и прочностных свойств при испытательном давлении с учетом предыстории, расчетной прочности, условий эксплуатации и результатов освидетельствований.
2.В зависимости от цели испытания и габаритов контролируемого объекта следует оценить возможность применения системы АЭ контроля, имеющейся в распоряжении, определить необходимое число каналов и схему размещения преобразователей на поверхности контролируемого объекта.
3.В соответствии со схемой размещения преобразователей следует сделать разметку на поверхности контролируемого объекта для зачистки участков диаметром ~50 мм для установки преобразователей.
4.Если контролируемый объект имеет теплоизоляционное покрытие, то после соответствующей разметки на поверхности покрытия в местах установки преобразователей необходимо вырезать окна размером 250х250 мм.
5.При контроле объектов из немагнитных материалов специалисты, выполняющие контроль, должны выбрать способ крепления преобразователей на поверхности контролируемого объекта.
6.В случае испытания протяженных трубопроводов их АЭ контроль производится участками, длина которых определяется специалистами, выполняющими контроль, исходя из возможностей системы АЭ контроля (например, количества каналов) и акустических характеристик материала контролируемого объекта.
7.Перед проведением АЭ контроля поверхность нетеплоизолированных испытываемых объектов должна быть очищена от грязи, отслаивающейся окалины и краски.
8.В местах установки преобразователей на поверхности сосуда или трубопровода подготавливаются контактные участки диаметром ~50 мм. На этих участках поверхность зачищается абразивным инструментом до шероховатости не менее Rz40.
9.В соответствии с технологическими параметрами контролируемого объекта (величиной рабочего давления) совместно с лицом, ответственным за эксплуатацию объекта, составляется график нагружения, который доводится до сведения лиц, связанных с испытанием.
10.На графике должны быть указаны скорость нагружения, количество и длительность выдержек, максимальное давление, до которого должен быть нагружен объект при испытаниях.
11.Для обеспечения режима нагружения выбирается соответствующий тип нагружающего устройства.
Подготовка аппаратуры:
1.После установки преобразователей на подготовленные участки поверхности контролируемого объекта и подключения их к AЭ системе необходимо подготовить аппаратуру к проведению акустико-эмиссионного контроля.
2.Подготовка аппаратуры предполагает:
2.1.Калибровку всех подключенных каналов.
2.2.Оценку ослабления AЭ сигналов в зависимости от расстояния между источником АЭ сигнала и преобразователем для конкретного контролируемого объекта.
2.3.Оценку скорости распространения АЭ сигналов в материале контролируемого объекта.
2.4.Оценку уровня шумов до начала испытаний.
2.5.Установку конфигурации системы и критериев отбора поступающих на вход системы сигналов для контролируемого объекта.
2.6.Подготовку всех систем наглядного отображения.
3.Калибровка системы предусматривает проверку работоспособности всех действующих каналов и оценку их чувствительности.
4.Согласно имеющимся рекомендациям (стандарты Европейской рабочей Группы по акустической эмиссии) для калибровки системы могут использоваться различные имитаторы сигналов АЭ (искусственные источники).
5.Рекомендуется выполнять калибровку, используя в качестве калибровочного сигнала один из вариантов:
5.1.Сигнал АЭ, создаваемый преобразователем, работающим в режиме излучения (автоматическая калибровка системы AST).
5.2.Сигнал АЭ, создаваемый изломом графитового стержня специального цангового карандаша с конусной насадкой (эталонный искусственный источник HSU-NIELSEN), при этом стержень должен иметь диаметр 0,5 мм, твердость 2Н, длину выступающей части, подлежащей излому, 3 мм.
6.При кали6ровке с помощью источника HSU-NIELSEN он должен располагаться на расстоянии 100 мм от центра калибруемого преобразователя. При этом необходимо произвести 3-5 изломов и вычислить среднее значение амплитуды принятых преобразователем сигналов.
Проведение контроля:
1.Непосредственно процесс AЭ контроля включает в себя нагружение контролируемого объекта с одновременной записью сигналов АЭ, поступающих на преобразователи.
2.Нагружение объекта производится рабочей средой в соответствии с графиком нагружения с соблюдением указанной скорости изменения давления и продолжительности выдержек. Рекомендуемая скорость изменения давления- 5% от рабочего давления за 60 секунд.
Нагружение от 0,25 рабочего давления до рабочего является наиболее ответственным и проводится при полном взаимодействии оператора-машиниста компрессора и специалистов лаборатории АЭ диагностики. На данном участке нагружения назначаются промежуточные 600-секундные выдержки при давлениях 0,5 от рабочего; 0,65 от рабочего; 0,85 от рабочего.