Приведем общую классификацию способов отображения АЭ информации:

— исторический график, отображающий весь процесс;

— функции распределения, предназначенные для демонстрации статистических свойств сигнала эмиссии;

— графики по отдельным каналам, показывающие распределения сигналов по каналам;

— графики локации для отображения расположения источников сигналов;

— точечные графики корреляции между различными параметрами акустической эмиссии.

При проведении АЭ контроля полезно следить за АЭ обстановкой с помощью графика изменения амплитуды АЭ сигнала от времени на фоне графика

нагружения объекта (рис. 22.1).

Появление сигналов АЭ при нагрузке меньшей, чем рабочее давление (интервал ), в большинстве случаев объясняется действием внешних шумовых факторов. В случае их появления необходимо приостановить нагружение и выяснить причину их появления. Сигналы от дефектов, представляющих угрозу техническому состоянию объекта, следует ожидать при нагрузках, близких к рабочему давлению и превышающих его (интервал ).

Регистрация сигналов АЭ в интервале  свидетельствует о нарушении эффекта Кайзера, согласно которому в бездефектном объекте отсутствуют сигналы АЭ при нагрузках, не превышающих значений, достигнутых ранее.

Нарушение эффекта Кайзера, которое называется эффектом Фелисити, говорит о наличии в объекте развивающегося дефекта. С помощью эффекта Фелисити по величине нагрузки , при которой регистрируются сигналы АЭ при повторном нагружении можно оценить степень опасности развивающегося дефекта. Количественно эффект Фелисити оценивается коэффициентом

                                                                                                              (22.1)

где  — величина нагрузки, при которой возникают сигналы АЭ при повторном нагружении (см. рис. 22.1.);  — максимальная величина нагрузки предыдущего цикла.

Рис. 22.1. График изменения амплитуды АЭ и нагрузки от времени

Чем раньше появляются сигналы АЭ при повторном нагружении, тем опаснее дефект с точки зрения его дальнейшего развития, тем меньше значение коэффициента КФ.

На участке подъема давления, как правило, обнаруживаются:

— сигналы АЭ от трещин или трещиноподобных дефектов при их страгивании и росте ;

— сигналы АЭ от утечек (сквозных повреждений) за счет истечения нефти (газа) через свищ (сквозной дефект);

— сигналы от коррозионных повреждений за счет растрескивания продуктов коррозии ;

— сигналы от расслоения металла.

На участке установившегося давления (полка) обнаруживаются:

— сигналы АЭ от трещин или трещиноподобных дефектов, имеющие размеры превышающие критические;

— сигналы АЭ от утечек (сквозных повреждений) за счет истечения нефти (газа) через свищ (сквозной дефект). Интенсивность АЭ сигналов возрастает по мере роста испытательного давления;

— сигналы от коррозионных повреждений за счет растрескивания продуктов коррозии. Интенсивность сигналов АЭ на полке уменьшается во времени.

На участке снижения давления обнаруживаются:

— сигналы от трещин или трещиноподобных дефектов за счет смыкания берегов трещин и взаимодействия стенок расслоений в металле. Интенсивность сигналов и амплитуда возрастают по мере уменьшения давления, так как взаимодействие берегов трещин возрастает;

— сигналы утечек за счет истечения (нефти) газа через свищ (сквозной дефект). Интенсивность АЭ уменьшается при понижении давления в трубопроводе;

— сигналы от коррозионных повреждений за счет растрескивания продуктов коррозии.

Эффект Кайзера можно наблюдать на графике изменения суммарного счета от нагрузки в процессе испытания объекта (рис. 22.2.).

Отсутствие регистрации АЭ при повторном нагружении должно свидетельствовать о том, что материал существенно не повреждается, деформируется упруго и, следовательно, усталостное разрушение не развивается.

Рис. 22.2. АЭ при повторных нагружениях

Как показали результаты исследований, наиболее легко регистрируемым и удобным, с точки зрения наглядности, параметром АЭ является скорость счета, т.е. число выбросов в единицу времени .

Кривые зависимостей скорости счета и активности АЭ для различных материалов весьма разнообразны. Однако можно выделить некоторые закономерные связи АЭ с процессом деформирования.

Экспериментами установлено, что регистрация АЭ наблюдается уже в упругой области нагружения, скорость счета достигает максимума при напряжениях σ, близких к пределу текучести материала, и спадает практически до нуля на стадии упрочнения (рис.22.3).

Рис. 22.3. Характерная зависимость скорости счета  от напряжения σ (деформации ε) при растяжении гладких образцов из стали марки Ст3

Появление максимума скорости счета АЭ при напряжениях близких к пределу текучести объясняется лавинообразным процессом размножения дислокации на этой стадии деформации. При этом наблюдаются сигналы c малой амплитудой.

На стадии разрушения наблюдается несколько отдельных сигналов достаточно большой амплитуды. Амплитудное распределение, характерное для данного разрушения, представлено на рис. 22.4.

Рис. 22.4. Амплитудное распределение числа импульсов при пластической деформации образцов из конструкционной стали.

Показатель b определяет наклон зависимости N(u). Для большинства пластичных материалов большинство сигналов имеет малую амплитуду и поэтому наклон кривой амплитудного распределения b весьма велик.

Показатель b можно использовать в качестве информационного параметра, так как изменение величины b в процессе испытаний свидетельствует о смене механизма деформации и разрушения (см. рис. 22.4).

Амплитудные распределения, для которых характерны большое число сигналов малой амплитуды и небольшое число высокоамплитудных сигналов, относятся к источникам АЭ в вязких, малопрочных материалах.

Для развивающихся трещин в высокопрочных корпусных материалах амплитудное распределение имеет характерный вид, представленный на рис. 22.5.

На рисунке четко различаются зоны пластической деформации и роста трещины. Анализ распределения импульсов по амплитудам показывает, что в зоне концентраций напряжений в период, предшествующий возникновению магистральных трещин, генерируется главным образом «низкоамплитудная» АЭ. При возникновении и распространении магистральных трещин на фоне «низкоамплитудной» АЭ регистрируются импульсы с амплитудами более чем на порядок выше. На графике амплитудного распределения можно выделить амплитудный порог трещинообразования, разделяющий процессы пластической деформации и процессы образования микротрещин.

Информацию об источнике несет и форма сигнала АЭ, несмотря на то, что сигнал АЭ сильно изменяется при прохождении в объекте контроля и при приеме АЭ преобразователем. Сигнал АЭ от дефектов характеризуется относительно небольшой длительностью и малым временем нарастания (рис. 22.6).

В ряде случаев при проведении АЭ контроля полезно анализировать спектральную плотность АЭ сигнала. Спектр сигналов АЭ при пластической деформации регистрируется в пределах от 100 до 300 кГц. Следует отметить, что спектр сигналов АЭ при трещинообразовании отличен от спектра сигналов

АЭ при пластической деформации. Это совпадает с теоретическими доказательствами, в соответствии с которыми энергетический спектр сигналов АЭ имеет резонансный характер с основной частотой, обратно пропорциональной размеру полости. Исходя из этих положений, резонансная частота сигналов АЭ, сопровождающая процессы трещинообразования должна быть ниже, чем от процессов пластической деформации, так как размеры трещины намного превышают размеры источников АЭ при пластической деформации (скопления дислокаций).

При обработке АЭ данных широко применяются графики корреляции между различными параметрами акустической эмиссии.

Рис. 22.5. Амплитудное распределение числа импульсов при развитии трещины в стали 15Х2НМФА

Рис. 22.6. Форма АЭ сигнала от дефекта

На рис. 22.7 представлен точечный график корреляционной связи числа осцилляций и амплитуды АЭ сигнала. Каждое событие на этом графике представлено в виде отдельной точки, положение которой несет информацию о размере и форме сигнала. Этот тип графиков используется для качественной оценки источника, в том числе для идентификации некоторых наиболее часто встречающихся типов шумов.

Обычно сигналы эмиссии от источников АЭ формируют на данном графике кластер, вытянутый в диагональном направлении. Сигналы помехи (например, от электромагнитных наводок) располагаются ниже этого кластера (на рис. 22.7. они располагаются в правой нижней части графика), поскольку они имеют малую длительность, не увеличивающуюся за счет отражений. Шумовые сигналы от таких источников, как трение или течи, располагаются выше диагонального кластера (на рис. 22.7 они располагаются в левой верхней части графика), поскольку они имеют малые амплитуды и большие длительности.

Рис. 22.7 Точечный график корреляции, связывающий осцилляции и амплитуду сигнала