
- •4 Модуль
- •1.) Физический смысл появления акустической эмиссии. Источники появления волн акустической эмиссии и основные параметры аэ.
- •2.) Акустическая эмиссия при деформации материалов и многократном нагружении. Какие требования предъявляются к аппаратуре и преобразователям при контроле методом аэ?
- •3.) Приведите примеры практического применения метода аэ. Какие преимущества имеет метод аэ по сравнению с другими?
- •4.) Методика определения местоположения дефектов по сигналам аэ. Число каналов и топология расположения преобразователей при контроле аэ методом?
- •5.) Методика проведения аэ-контроля: требования к аппаратуре и условиям проведения контроля, подготовка объекта к контролю, подготовка аппаратуры.
- •6.) Принцип действия ультразвукового эхо-импульсного толщиномера. Виды акустических трактов при контроле толщин изделий?
- •7.) Виды погрешностей при измерениях толщины. Контрольные образцы.
- •8.) Ограничивающие параметры объекта контроля при эхо-импульсной толщинометрии. От каких факторов зависит диапазон измерений в толщиномерах?
- •9.) Методика проведения толщинометрии реальных объектов.
- •10.) Особенности акустического контроля неметаллических и композиционных многослойных конструкций. Дефекты соединений.
- •11.) Сущность, аппаратура и область применения интегральных и локальных методов свободных колебаний.
- •12.) Импедансный метод контроля. Основы метода, аппаратура, возможности и область применения.
- •13.) Велосимметрический метод контроля. Основы методов, аппаратура, возможности и область применения.
- •14.) Акустический контроль физико-механических характеристик материалов (твёрдость и прочность материалов). Особенности методики и аппаратуры.
- •15.) Особенности контроля прочности бетона и структуры чугуна.
- •16.) Особенности акустического контроля физико-механических характеристик объектов по изменению скорости и затуханию волн (структура металлов, межкристаллитная коррозия).
- •17.) Акустический контроль поверхностных характеристик материалов (шероховатость, поверхностно упрочненные слои).
- •18.) Контроль стыковых сварных соединений листовых конструкций и труб.
3.) Приведите примеры практического применения метода аэ. Какие преимущества имеет метод аэ по сравнению с другими?
Примеры: Теплоизолированные колонны, трубопроводов, сосудов давления, резервуаров, котлов, железнодорожных цистерн, использование для контроля качества оборудования, выпускаемого для нефтяной, газовой, химической и других отраслей промышленности.
Преимущества: а) Обнаружение и регистрация только развивающихся дефектов. б) Высокая чувствительность к растущим дефектам относительно других методов. в) Интегральность, которая заключается в том, что используя один или несколько преобразователей АЭ, установленных неподвижно на поверхности объекта, можно проконтролировать весь объект. г) Дистанционность метода АЭ, которая проявляется в том, что контроль объектов возможен при значительном удалении оператора от контролируемого объекта. д) Возможность контроля различных технологических процессов и процессов изменения свойств и состояния материалов. е) Выявляемость дефекта методом АЭ независимо от его формы, положения и ориентации; ж) Меньшее количество ограничений, связанных со свойствами и структурой конструкционных материалов; з) Контроль в реальном времени (в процессе работы объекта); и) Высокое отношение эффективность/стоимость
4.) Методика определения местоположения дефектов по сигналам аэ. Число каналов и топология расположения преобразователей при контроле аэ методом?
Линейная локация используется на длинных газовых баллонах и трубопроводах, плоскостная локация - на сосудах и емкостях и, наконец, трехмерная локация - на бетонных конструкциях и силовых трансформаторах.
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).
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.
Измерение степени затухания амплитуды волны при распространении производится с помощью имитатора, располагаемого на различных расстояниях от приемника. (по его результатам строится график зависимости (дб от мм))
Эта зависимость служит для оценки максимального радиуса регистрации, который определяет допустимое расстояние между приемниками , следовательно, необходимое число каналов в системе. При этом расстояние между соседними приемниками должно быть не более 4.5 м.
5.) Методика проведения аэ-контроля: требования к аппаратуре и условиям проведения контроля, подготовка объекта к контролю, подготовка аппаратуры.
Требования к аппаратуре: а)Для регистрации и обработки сигналов AЭ используются многоканальные системы. б)Для обеспечения надежной регистрации сигналов от источников AЭ и определения их местоположения в контролируемом объекте 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). в)Для комплектования АЭ-системы рекомендуется использовать преобразователи с рабочей частотой в диапазоне 100-500 кГц для сосудов и 30-100 кГц для трубопроводов. г)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: а)Перед проведением AЭ контроля специалисты, выполняющие контроль, должны ознакомиться с технической документацией (паспортом) на контролируемый объект с целью оценки его состояния и прочностных. б)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. в)В соответствии со схемой размещения преобразователей следует сделать разметку на поверхности контролируемого объекта для зачистки участков диаметром ~50 мм для установки преобразователей. г)Если контролируемый объект имеет теплоизоляционное покрытие, то после соответствующей разметки на поверхности покрытия в местах установки преобразователей необходимо вырезать окна размером 250х250 мм. д)При контроле объектов из немагнитных материалов специалисты, выполняющие контроль, должны выбрать способ крепления преобразователей на поверхности контролируемого объекта. е)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. ж)Перед проведением АЭ контроля поверхность нетеплоизолированных испытываемых объектов должна быть очищена от грязи, отслаивающейся окалины и краски. з)В местах установки преобразователей на поверхности сосуда или трубопровода подготавливаются контактные участки диаметром ~50 мм. и)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. к)На графике должны быть указаны скорость нагружения, количество и длительность выдержек, максимальное давление, до которого должен быть нагружен объект при испытаниях. л)Для обеспечения режима нагружения выбирается соответствующий тип нагружающего устройства.
Подготовка аппаратуры:
а)После установки преобразователей на подготовленные участки поверхности контролируемого объекта и подключения их к AЭ системе необходимо подготовить аппаратуру к проведению акустико-эмиссионного контроля. б)Подготовка аппаратуры предполагает:
1)Калибровку всех подключенных каналов. 2)Оценку ослабления AЭ сигналов в зависимости от расстояния между источником АЭ сигнала и преобразователем для конкретного контролируемого объекта. 3)Оценку скорости распространения АЭ сигналов в материале контролируемого объекта. 4)Оценку уровня шумов до начала испытаний. 5)Установку конфигурации системы и критериев отбора поступающих на вход системы сигналов для контролируемого объекта. 6)Подготовку всех систем наглядного отображения. в)Калибровка системы предусматривает проверку работоспособности всех действующих каналов и оценку их чувствительности. г)Согласно имеющимся рекомендациям (стандарты Европейской рабочей Группы по акустической эмиссии) для калибровки системы могут использоваться различные имитаторы сигналов АЭ (искусственные источники). д)Рекомендуется выполнять калибровку, используя в качестве калибровочного сигнала один из вариантов: 1)Сигнал АЭ, создаваемый преобразователем, работающим в режиме излучения (автоматическая калибровка системы AST). 2)Сигнал АЭ, создаваемый изломом графитового стержня специального цангового карандаша с конусной насадкой. е)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: а)Непосредственно процесс AЭ контроля включает в себя нагружение контролируемого объекта с одновременной записью сигналов АЭ, поступающих на преобразователи. б)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.