Ваша промислова безпека!
Телефон у Дніпрі
+38 (0562) 368704
+38 (067) 0090020

Акустико-емісійний контроль

Акустична емісія (АЕ) - явище поширення пружних коливань (акустичних хвиль), що генеруються раптової деформацією напруженого матеріалу.

  1. Перетворювач АЕ (приймач 1);
  2. Перетворювач АЕ (приймач 2);
  3. Центральний блок збору і обробки на базі індустріального комп'ютера;
  4. Об'єкт контролю;

t1 - час приходу сигналу на перший приймач;
t2 - час приходу сигналу на другий приймач.

За зареєстрованим часом приходу сигналу t1 ​​на 1-й приймач (датчик) системою визначається різниця часу приходу Т (Т = t2-t1) на рознесені приймачі. Потім по відомій швидкості звуку в матеріалі і відомим координатам приймачів, програмою обчислюються координати джерела (дефекту). Схеми розташування датчиків можуть бути різними.

Коливання поширюються від джерела випромінювання до датчика (датчиків), де вони перетворюються в електричні сигнали. АЕ прилади реєструють ці сигнали і відображають дані на екрані у вигляді осцилограм, локацій, цифрових індикацій, на основі яких оператор може оцінити стан і поведінку структури матеріалу під напругою, виявити і визначити місцезнаходження дефектів.

Необхідність проведення контролю устаткування підвищеної небезпеки методом акустичної емісії:

  • великі терміни експлуатації;
  • зростаюча з кожним роком інтенсивність відмов;
  • висока швидкість росту експлуатаційних дефектів у конструкції;
  • катастрофічні наслідки від руйнування об'єкта.

Використання традиційних дискретних методів обстеження стає неефективним через велику трудомісткість, локальності даних методів обстеження.

Акустико-емісійний контроль: виявляє ті, що розвиваються, тобто найбільш небезпечні дефекти.

Даний метод є дистанційним, він не вимагає сканування поверхні об'єкта для пошуку локальних дефектів, а лише правильного розміщення датчиків на поверхні об'єкта для здійснення локації джерела акустичної емісії.

Можливості акустико-емісійного контролю

Контроль технічного стану:

  • резервуарів для зберігання нафтопродуктів,
  • залізничних цистерн,
  • ізотермічних сховищ аміаку,
  • агрегатів і систем нафтопереробних і газопереробних заводів,
  • обладнання компресорних станцій,
  • металоконструкцій.

Переваги:

  • Дистанційне виявлення і визначення координат дефектів
  • Проведення неруйнівного контролю всього об'єкта цілком за один цикл навантаження
  • Швидка установка датчиків
  • Висока чутливість
  • Вимагає локального доступу до об'єкта
  • Визначає ті дефекти, що розвиваються
  • Вимагає відносно не великого навантаження

 Обмеження:

  • Конструкцію необхідно навантажувати
  • Активність АЕ сильно залежить від матеріалу і акустичного контакту
  • При АЕ – контролі як правило присутні помилкові сигнали АЕ
  • Важко відрізнити помилкові сигнали від корисних сигналів АЕ
  • АЕ-контроль дає обмежену інформацію про тип дефекту.
Традиційні методи НК Метод акустичної емісії
Порівняльна оцінка методів неруйнівного контролю (НК) і методу акустичної емісії (АЕ)
Велика трудомісткість підготовчих робіт і контролю  Трудомісткість підготовчих робіт та контролю в десятки (сотні) разів менше
Неможливість розпізнавання дефектів, які розвиваються під дією експлуатаційних навантажень Виявляються найбільш небезпечні (що розвиваються під дією експлуатаційних навантажень) види дефектів
Для проведення контролю вимагається припинення експлуатації об'єкта Контроль може здійснюватися в умовах реальної експлуатації або при впливі еквівалентних випробувальних навантажень
  • Для проведення акустико-емісійного контролю ізоляційне покриття (якщо воно є) знімається тільки в місцях установки АЕ-датчиків.
  • Штатні методи НК використовуються для вибіркового контролю в сумнівних місцях, визначених за результатами акустико-емісійного контролю.
  • АЕ-метод дозволяє оцінити технічний стан конструкції в цілому, на відміну від вибіркової оцінки при використанні інших методів НК.

Контроль різних об'єктів і види дефектів, що виявляються:

Цистерни залізничні:

  • У котлі-цистерні виявляються: тріщини в основному металі та зварних швах, корозія стінки і наскрізні пошкодження (витоку).
  • Котла-цистерни здійснюється за рахунок надлишкового тиску при пневмо- або гідровипробувань або за рахунок створення вакууму в допустимому діапазоні.

Ємності для зберігання нафтопродуктів:

  • Виявляються дефекти в недоступній в умовах експлуатації і найбільш навантаженої частини резервуара - днище і в уторном зварному шві.
  • Навантаження стінки і днища здійснюється при наливанні продукту.

Посудини спеціального призначення (гумовані, з теплоізоляційним незнімним покриттям, що містять дорогий каталізатор)

  • Застосування штатних засобів НК через відсутність доступу неможливо.
  • АЕ-методом виявляються дефекти в металі посудини при мінімальному порушенні покриття.
  • Для збереження характеристик реагенту, що не видаляється, випробування посудини здійснюється робочим середовищем або інертним газом.

Види акустичних систем, що використовуються:

АЕ система -Line32D (PCI-N),«Інтерюніс», м.Москва
Основні технічні характеристики  
Максимальна довжина коаксіального кабелю РК50 250 м.
Кількість каналів в системі 12
Кількість каналів на одній платі обробки даних 4
Рівень шуму, приведеного на вхід не більше 5 мкВ
Діапазон робочих частот 1 ÷ 500 кГц
Частота перетворення АЦП 2 МГц
Динамічний діапазон виміру амплітуди 100 дБ.
Кількість параметричних каналів 1 на кожен модуль АЕ
Температурний діапазон роботи датчиків 60 º C до +120 º C.
Температура навколишнього середовища +5 ÷ +40°C

Приклади проведення контролю

АЕ система ГАЛС-1, «Ультракон сервіс», м. Київ
Основні технічні характеристики  
Максимальна довжина кабелю, від БС до каналу 100 м.
Тип блоку синхронізації 15 канальний
Рівень шуму, приведеного до входу не більше 5 мкВ.
Діапазон робочих частот 10 ÷ 800 кГц
Частота дискретизації 2,5 МГц.
Динамічний діапазон виміру амплітуди 95 дБ.
Кількість параметричних каналів 1
Максимальна довжина кабелю, від БС до каналу 100 м.
Температурний діапазон роботи датчиків 60º C до +120º C.
Температура навколишнього середовища +50 °С