Каждый ПАЭ должен быть установлен непосредственно на поверхность объекта. При повышенной температуре объекта контроля преобразователь устанавливается на волновод. Следует учитывать, что при наличии окраски и защитных покрытий, а также кривизны и неровностей поверхности объекта в зоне контакта возможно уменьшение амплитуды сигнала и искажение его формы. Если уменьшение амплитуды сигнала АЭ превышает 6 дБ, поверхность объекта в месте установки ПАЭ должна быть очищена от краски или покрытия в обязательном порядке.
В зависимости от конфигурации объект делят на отдельные участки: линейные, плоские, цилиндрические, сферические. Для каждого участка выбирают соответствующую схему расположения преобразователей. Кроме основных групп преобразователей, служащих для определения координат, на объекте могут размещаться вспомогательные (блокировочные) группы для пространственной селекции зоны выявленных источников шума.
Для выбора расстояния между преобразователями производят измерение затухания, при этом выбирают представительную часть объекта без патрубков, проходов, сварных швов и т. д.
При АЭ контроле резервуаров измерения производят на резервуаре, заполненном продуктом до уровня выше верхних ПАЭ. Устанавливают ПАЭ и перемещают (через 0,5 м) имитатор АЭ по линии в направлении от ПАЭ на расстояние до 3 м. В каждой точке производится не менее трех измерений, регистрируется амплитуда АЭ сигнала на ПАЭ. По средним значениям амплитуды в каждой точке строится график зависимости амплитуды от расстояния между ПАЭ и имитатором АЭ (рис. 23.1). В качестве имитатора АЭ рекомендуется использовать излом стержня карандаша (имитатор Су–Нильсена). Расстояние между преобразователями выбирают, как правило, равным пороговому расстоянию 
, которое определяется как расстояние, при котором амплитуда сигнала от имитатора АЭ (излома грифеля карандаша) равна значению порога амплитудной дискриминации 
(см. рис. 23.1).
Расстояние между ПАЭ Rпр при использовании зонной локации задают таким образом, чтобы сигнал АЭ от излома карандаша (либо сигнал от другого имитатора АЭ) регистрировался в любом месте контролируемой зоны хотя бы одним ПАЭ и имел амплитуду не менее заданной. Как правило, разница амплитуд имитатора АЭ при расположении его вблизи ПАЭ и на краю зоны не должна превышать 20 дБ. Максимальное расстояние между ПАЭ не должно превышать расстояния, которое в 1,5 раза больше порогового (см. рис. 23.2).
При контроле объектов с высоким затуханием упругих волн рекомендуется использовать две рабочие частоты: низкую — в диапазоне 20. . . 60 кГц и более высокую — в диапазоне 100. . . 500 кГц. Для контроля трубопроводов рекомендуется использовать частоты 10. . . 40 кГц. Допускается применение двух и более рабочих частот (соответственно двух и более частотных каналов). В этом случае высокочастотные каналы используют для обнаружения и оценки АЭ источников. Низкочастотные каналы следует использовать для выявления тех источников АЭ, которые могут быть пропущены из-за большого затухания сигналов АЭ на высокой частоте.
Для определения координат источников АЭ в процессе контроля предварительно необходимо провести измерение скорости звука в объекте контроля. Для этого имитатор АЭ располагают на линии, соединяющей ПАЭ, на расстоянии 10. . . 20 см от одного из них.
Измерение скорости распространения упругих волн при АЭ контроле стенки резервуаров следует производить на участке, свободном от патрубков и люков на высоте 160. . . 170 см от уторного шва. Проведя многократные измерения (не менее пяти) для разных пар ПАЭ, определяют среднюю скорость распространения ультразвуковых волн в объекте. Ориентировочное значение скорости распространения упругих волн по стенке резервуара составляет 5000. . . 5500 или 3000. . . 3300 м/c, что соответствует значению групповой скорости нулевой симметричной ( 
) или асимметричной ( 
) моды волны Лэмба для данной толщины листов стенки и рабочей полосы частот АЭ каналов.
Рис. 23.1. Определение расстояния между АЭ преобразователями
Рис. 23.2. Определение расстояния между преобразователями при использовании зонной локации
При АЭ контроле днища резервуаров измерения скорости распространения ультразвуковых волн производятся с помощью двух ПАЭ, установленных на диаметрально противоположных точках резервуара, как показано на рис. 23.3.
Имитатор АЭ сигналов устанавливается строго над ПАЭ1 на расстоянии 30 см.
В качестве имитатора АЭ может использоваться пьезоэлектрический преобразователь, возбуждаемый короткими электрическими импульсами от генератора.
Имитатор АЭ возбуждает упругие волны в материале стенки резервуара, которые распространяются различными путями:
— по стенке резервуара (по периметру резервуара);
— по продукту (по диаметру резервуара).
На ПАЭ 2, установленный на противоположной от имитатора АЭ стороне резервуара, вначале придет упругая волна по стенке резервуара, а затем упругая волна по продукту.
Скорость распространения упругой волны по стенке резервуара рассчитывается по формуле:
(23.1)
где D — диаметр резервуара; 
— время прихода упругой волны на ПАЭ1; 
— время прихода упругой волны на ПАЭ2 по стенке.
Рис. 23.3. Схема измерения скорости распространения и коэффициента затухания упругих волн при АЭ контроле днища резервуара
Среднее значение коэффициента затухания упругой волны в материале стенки резервуара рассчитывается по формуле:
(23.2)
где 
— амплитуда сигнала от имитатора на ПАЭ1; 
— амплитуда сигнала
от имитатора на ПАЭ2 для упругой волны по стенке.
Скорость распространения упругой волны по продукту рассчитывается по формуле:
(23.3)
где D — диаметр резервуара; 
— время прихода упругой волны на ПАЭ1; 
— время прихода упругой волны на ПАЭ2 по продукту.
Значение скорости распространения упругой волны для одинакового типа хранимого продукта для разных резервуаров может различаться в зависимости от уровня подтоварной воды и от плотности и высоты донных отложений в резервуаре.
Среднее значение коэффициента затухания упругой волны в продукте рассчитывается по формуле:
(23.4)
где 
— амплитуда сигнала от имитатора на ПАЭ1; 
— амплитуда сигнала от имитатора на ПАЭ2 для упругой волны по стенке.
Определение скорости распространения и коэффициента затухания упругих волн производится не менее чем по 10 сигналам от имитатора АЭ.
При АЭ контроле стенки резервуаров в зависимости от того, будет ли контролироваться стенка по всему периметру или на отдельных участках, ПАЭ могут устанавливаться различными способами.
При проведении АЭ контроля монтажных сварных швов стенки резервуара ПАЭ могут устанавливаются в количестве 4. . . 6 штук, как изображено на рис. 23.4. Для контроля области монтажных швов рекомендуется использовать ПАЭ с рабочей частотой в полосе 100. . . 300 кГц.
При проведении АЭ контроля сварных швов приварки приемо-раздаточных патрубков (ПРП) резервуара рекомендуется устанавливать ПАЭ, как изображено на рис. 23.5. Для контроля области ПРП рекомендуется использовать ПАЭ с рабочей частотой в полосе 100. . . 300 кГц.
При проведении АЭ контроля стенки по всему периметру рекомендуется устанавливать ПАЭ в два ряда для контроля 3-4 нижних поясов, как изображено на рис. 23.6. Для контроля стенки по всему периметру рекомендуется использовать ПАЭ с рабочей частотой в полосе 30. . . 100 кГц.
Рис. 23.4. Пример установки ПАЭ для проведения АЭ контроля монтажного сварного шва стенки резервуара: а — вариант установки 4-х ПАЭ; б — вариант установки 5-ти ПАЭ; в — вариант установки 6-ти ПАЭ
Рис. 23.5. Пример установки ПАЭ для проведения АЭ контроля области приварки ПРП на стенке резервуара типа РВСПК-50000
Рис. 23.6. Пример установки ПАЭ для проведения АЭ контроля стенки по всему периметру резервуара
Расстояние между ПАЭ по периметру стенки в нижнем ряду рассчитывается по формуле:
(23.5)
где P — периметр стенки резервуара; N — количество устанавливаемых ПАЭ в нижнем ряду.
Величина L должна быть не более 1,5 
(где 
— пороговое расстояние для используемых ПАЭ).
Нижний ряд ПАЭ устанавливают на высоту 150. . . 250 мм от уторного сварного шва. Преобразователи АЭ верхнего ряда устанавливают точно посередине между парами ПАЭ нижнего ряда в районе 4-5 поясов на высоте 4600. . . 6200 мм от уторного сварного шва. Ошибка в установке ПАЭ от номинального положения не должна превышать ±20 мм.
Дополнительные ПАЭ рекомендуется устанавливать:
— в районе люков и приемо-раздаточных патрубков для исключения искажения путей распространения упругих волн и возникновения зон с отсутствием приема АЭ сигналов;
— для контроля участков с ремонтом сварных соединений и основного металла листов стенки;
— для контроля недопустимых дефектов сварных швов и основного металла стенки, обнаруженных по результатам визуального и измерительного контроля.
Разметку мест для установки и нумерацию ПАЭ рекомендуется начинать от монтажного сварного шва против часовой стрелки.
ПАЭ должны устанавливаться от уторного шва на высоту:
— 50 см для резервуаров диаметром не более 23 м,
— 100 см — для всех остальных резервуаров, но на 50 см выше уровня мягких отложений на днище, как показано на рис. 23.7.
Кроме нижнего основного ряда ПАЭ для контроля днища может быть установлен верхний дополнительный ряд так называемых «сторожевых» ПАЭ.
Использование «сторожевых» ПАЭ служит для устранения акустических шумов, идущих от верхних частей резервуара. «Сторожевые» ПАЭ устанавливаются ровно посередине между парами основных ПАЭ нижнего ряда на высоте 300 . . . 600±10 см от уторного сварного шва, как показано на рис. 23.7.
Места установки ПАЭ должны быть зачищены от лакокрасочного покрытия и отслаивающейся окалины до чистого металла. При необходимости в местах установки ПАЭ удаляется теплоизоляционное покрытие. ПАЭ устанавливаются через тонкий слой контактной смазки и крепятся с помощью магнитных прижимов. В качестве контактной смазки могут быть использованы: литол, солидол, глицерин, машинное масло и т. п. При необходимости должна быть обеспечена электрическая изоляция между корпусом ПАЭ и металлом стенки резервуара с помощью тонких диэлектрических пленок.
Рис. 23.7. Установка нижнего и верхнего рядов ПАЭ для проведения АЭ контроля днища резервуара
При проведении АЭ контроля днища резервуара устанавливаются жесткие требования к уровню внешних акустических шумов. Перед проведением АЭ контроля днища резервуара необходимо оценить уровень акустических шумов, установить их источник и по возможности устранить. Во время проведения АЭ контроля не должно быть дождя, града или снега. Скорость ветра при проведении контроля должна быть не более 10 м/с. Сильные порывы ветра должны быть не чаще одного раза в 5 минут. Не должно быть акустических шумов, поступающих на диагностируемый резервуар по приемо-раздаточным патрубкам (ПРП) от работающих насосов и другого оборудования. При необходимости может потребоваться остановка работающего оборудования на время проведения АЭ контроля днища.
Значение уровня дискриминации (порога) по всем каналам АЭ системы должно быть фиксированным. При наличии большого уровня внешних акустических шумов допускается проводить дополнительный АЭ контроль днища с плавающим порогом.
При проведении АЭ контроля днища установленные на стенку резервуара ПАЭ могут быть организованы в следующие локационные группы:
— планарная локация «Днище» из ПАЭ нижнего основного ряда;
— планарная локация из ПАЭ верхнего дополнительного ряда;
— линейная локация «Утор» из ПАЭ нижнего основного ряда;
— линейная локация из ПАЭ верхнего дополнительного ряда;
— объемная локация «Резервуар» из ПАЭ нижнего и верхнего рядов.
График планарной локации «Днище» из 6-ти ПАЭ нижнего основного ряда для резервуара типа РВС-5000 показан на рис. 23.8. На этом локационном графике отображаются источники АЭ на днище резервуара c координатами X и Y . Ось X проходит через какой-либо отличительный элемент на стенке резервуара (монтажный шов, ПАЭ 1 и т. п.) и через центр днища. Ось Y проходит перпендикулярно оси X и через центр днища. Начало координат обеих осей находится в центре днища. Для определения координат источников АЭ в этой группе локации используется скорость распространения упругих волн по хранимому продукту (воде).
Планарная локация из «сторожевых» ПАЭ верхнего дополнительного ряда является вспомогательной и служит для проверки правильности определения координат в локационной группе «Днище». Оси X и Y в этой группе располагаются как в группе «Днище». Скорость устанавливается так же, как в группе «Днище».
Рис. 23.8. График планарной локации «Днище» из ПАЭ нижнего основного ряда для резервуара типа РВС-5000
График линейной локации «Утор» из 6-ти ПАЭ нижнего основного ряда для резервуара типа РВС-5000 показан на рис. 23.9. На этом локационном графике отображаются источники АЭ на уторном сварном шве и первом поясе стенки резервуара.
Источники АЭ на этом локационном графике имеют координаты X. Ось X проходит вокруг периметра днища резервуара. Начало координат оси Х находится на каком-либо отличительном элементе стенки резервуара (монтажный шов, ПАЭ 1 и т. п.). Для определения координаты источников АЭ в этой группе локации используется скорость распространения упругих волн по металлу стенки резервуара.
Линейная локация из «сторожевых» ПАЭ верхнего дополнительного ряда выполняет вспомогательную функцию и используется с целью оценки правильности определения координат в локационной группе «Утор». Ось X в этой группе располагается как в группе «Утор». Скорость в ней также устанавливается, как в группе «Утор».
Рис. 23.9. График линейной локации «Утор» из ПАЭ нижнего основного ряда для
резервуара типа РВС-5000
График объемной локации «Резервуар» из 9-ти ПАЭ нижнего и верхнего рядов для резервуара типа РВС-5000 показан на рис. 23.10, где отображены источники АЭ внутри объема резервуара.
Источники АЭ на этом локационном графике имеют координаты X, Y и Z. Оси X и Y лежат в плоскости днища, а ось Z проходит перпендикулярно вверх относительно плоскости днища. Начало координат всех осей находится в одной точке. Для определения координат источников АЭ в этой группе локации используется скорость распространения упругих волн по хранимому продукту (воде). Объемная локация «Резервуар» является вспомогательной и служит для выделения сигналов от источников акустических шумов от верхней части резервуара (понтон, кровля, плавающая крыша и т. д.).
При проведении АЭ контроля днища резервуара уровень продукта (или воды при гидроиспытании) остается постоянным на все время контроля. Уровень продукта (воды) должен быть как можно выше, не менее 50% от максимального проектного уровня наполнения резервуара. Необходимо провести контрольный замер уровня взлива в резервуаре перед проведением АЭ контроля днища.
При АЭ контроле промысловых нефтепроводов следует учитывать, что переносимый продукт кроме жидкой фазы (нефть и подтоварная вода) содержит газообразную фазу, которая стремится вверх. Таким образом, в верхней части промыслового трубопровода образуется слой газа, затем нефти, подтоварной воды и механических примесей. Соотношение между уровнями слоев нефти и подтоварной воды зависит от продуктивности скважины. При акустико-эмиссионном контроле промысловых нефтепроводов преобразователи акустической эмиссии следует устанавливать ниже оси трубопровода для обеспечения передачи АЭ сигналов по жидкости и увеличения расстояния между соседними АЭ преобразователями.
Рис. 23.10. График объемной локации «Резервуар» из ПАЭ нижнего и верхнего рядов
для резервуара типа РВС-5000
23.3. Проверка работоспособности акустико-эмиссионной аппаратуры и калибровки каналов
Проверку работоспособности АЭ системы выполняют тотчас после установки ПАЭ на контролируемый объект, а также после проведения испытаний путем возбуждения акустического сигнала АЭ имитатором, расположенным на определенном расстоянии от каждого ПАЭ. Отклонение зарегистрированной амплитуды сигнала АЭ не должно превышать 3 дБ от средней величины для всех каналов. В случае превышения указанного значения необходимо устранить причину, в противном случае следует провести повторный контроль.
Коэффициент усиления каналов и порог амплитудной дискриминации выбирают с учетом ожидаемого диапазона амплитуд сигналов АЭ. При этом следят, чтобы обеспечивалась неискаженная передача сигналов АЭ и частота выбросов помех в канале не превышала в среднем одного сигнала в 100 с.
В случае, если проводятся гидроиспытания объектов, все работы по настройке аппаратуры выполняются после заполнения объектов водой.
При проведении АЭ контроля стенки резервуаров уровень акустических шумов оценивается при выдержке постоянного начального уровня взлива (80% максимального рабочего уровня для резервуаров в эксплуатации и 50% проектного уровня для гидроиспытаний). Уровень акустических шумов должен быть таким, чтобы за первые 10 мин измерений по всем АЭ каналам было не более:
— 5 АЭ импульсов с амплитудой выше порога на 10 дБ;
— 1 АЭ импульса с амплитудой выше порога на 15 дБ;
— 1 АЭ импульса с длительностью более 10 000 мкс;
— 10 АЭ импульсов в с по каналу с амплитудой выше установленного порога дискриминации.
Дополнительно рекомендуется оценивать уровень акустических шумов при наполнении резервуара от 80 до 85% максимального рабочего уровня.
Значение порогов дискриминации по каналам при АЭ контроле стенки резервуаров рекомендуется устанавливать на 6 дБ выше уровня акустических шумов.
При АЭ контроле днища резервуаров значения порогов дискриминации по АЭ каналам должны быть такими, чтобы количество АЭ сигналов по каждому каналу за первые 5 мин измерений не превышало 1000. До нагружения объекта оценивают погрешность определения координат источников АЭ с помощью имитатора. Его устанавливают в выбранной точке объекта и сравнивают показания системы определения координат с реальными координатами имитатора. При этом амплитуда имитационного сигнала варьируется в пределах ожидаемого диапазона, определяемого в результате предварительного изучения объекта испытания. Операцию повторяют для различных зон конструкции объекта. Если погрешность определения координат не удовлетворяет заданному значению, следует произвести корректировку параметров контроля (измерение конфигурации расположения преобразователей, расстояния между преобразователями и т.п.).
Лекция № 24. Акустическая эмиссия. Технология акустико-эмиссионного контроля. Часть вторая
Нагружение объекта
После выполнения подготовительных и настроечных работ производится нагружение объекта. АЭ контроль выполняется в процессе нагружения объекта внутренним давлением до определенной, заранее выбранной величины и в процессе выдержки давления на определенных уровнях. При нагружении объекта контроля внутренним давлением его максимальное значение — испытательное давление ( 
) должно превышать разрешенное рабочее давление — эксплуатационною нагрузку ( 
) не менее чем на 5. . . 10 %, но не превышать пробного давления (pпр), определяемого по формуле:
(24.1)
где p — расчетное давление сосуда, МПа; 
, 
— допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20 ◦С и расчетной температуре, МПа; а = 1,25 для всех сосудов кроме литых; а = 1,5 для литых сосудов (в соответствии с требованиями нормативно-технической документации к устройству и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением).
В случае если максимальное давление испытания равно величине пробного давления, длительность выдержки для объектов, находящихся в эксплуатации, не должна превышать 5 мин, а при испытании вновь изготовленных объектов выбирается в зависимости от толщины стенки объекта:
— до 50 мм — 10 мин;
— от 50 до 100 мм — 20 мин;
— свыше 100 мм — 30 мин;
— для литых и многослойных независимо от толщины стенки — 60 мин.
Если максимальное давление испытания меньше величины пробного давления, длительность выдержки при испытаниях вновь изготовленных объектов должна быть не менее 10 мин.
При АЭ контроле резервуаров для хранения нефти, нефтепродуктов и других жидких сред используют максимальную величину нагрузки, равную 
.
При АЭ контроле объектов, испытуемых под налив, время выдержки их при максимальном допустимом уровне заполнения должно быть не менее двух часов.
Нагружение осуществляется с использованием специального оборудования, обеспечивающего повышение внутреннего (внешнего) давления по заданному графику, определяющему скорость нагружения, время выдержек объекта под нагрузкой и значения нагрузок.
Испытания объекта подразделяют на предварительные и рабочие.
Предварительные испытания имеют целью:
— проверку работоспособности всей аппаратуры;
— уточнение уровня шумов и корректировку порога аппаратуры;
— опрессовку заглушек и сальниковых уплотнений;
— выявление источников акустического излучения, связанных с трением в точках подвески (крепления) объектов, опор, конструкционных элементов жесткости и пр.
Предварительные испытания проводят при циклическом нагружении в диапазоне (0 . . . 0,25) 
. Для объектов без плакирующих покрытий и ребер жесткости число циклов нагружения составляет не менее двух, для прочих — не менее пяти.
Рекомендуется нагружение при рабочем испытании проводить ступенями, с выдержками давления на уровне 0,5 
; 0,75 
; ; 
. Время выдержки на промежуточных ступенях должно, как правило, составлять 10 мин.
Пример типового графика приведен на рис. 24.1.
Рис. 24.1. Типовой график нагружения
Нагружение объектов должно проводиться плавно со скоростью, при которой не возникают интенсивные помехи. Рекомендуемые скорости повышения давления составляют:
(24.2)
Допускается проведение испытаний со скоростью нагружения, меньшей минимальной указанной. В этих случаях промежуточные выдержки можно не проводить. В процессе нагружения допускается изменение чувствительности усилительных трактов с обязательной регистрацией момента и значения внесения изменений и обоснованием, приведенным в протоколе АЭ контроля.
При АЭ контроле магистральных трубопроводов для стимуляции акустического проявления дефектов осуществляется подъем рабочего давления в трубопроводе не менее чем на 15. . . 20 %, не превышая при этом разрешенного давления.
После выдержки в течение 10. . . 15 мин сбрасывают его до прежнего уровня.
Скорость подъема и сброса давления должна быть порядка 0,2 МПа/мин.
Иногда применяется следующий режим изменения давления, при котором осуществляется сброс на 15. . . 20% от фактического рабочего давления, при условии, если оно составляет не менее 50% от разрешенного давления. После выдержки в течение 10. . . 15 минут осуществляется его подъем до прежнего уровня (рис. 24.2).
Рис. 24.2 Рекомендуемые графики изменения давления при АЭ контроле трубопроводов
Следует иметь в виду, что повышение давления на компрессорной (насосной) станции опережает по времени повышение давления в месте установки датчиков. АЭ контроль стенки резервуара выполняют в процессе наполнения резервуара продуктом (во время эксплуатации) или водой (во время гидроиспытаний) по согласованному с владельцем резервуара графику. Перед проведением АЭ контроля для находящегося в эксплуатации резервуара на основе предоставленных его владельцем данных выясняют максимальный уровень наполнения за последние 12 мес. эксплуатации резервуара — 
.
Во время проведения АЭ контроля стенки рекомендуется наполнять находящийся в эксплуатации резервуар продуктом от 80 до 105% значения 
по графику, изображенному на рис. 24.3. Перед началом контроля проводится оценка уровня акустического шума в течение 10. . . 15 минут.
Рис. 24.3. Рекомендуемый график нагружения резервуара, находящегося в эксплуатации при проведении АЭ контроля стенки
Если по техническим причинам владелец резервуара не может обеспечить наполнение резервуара продуктом до уровня, равного 105% значения , то производится циклическое изменение уровня продукта (2. . . 4 цикла) по графику, изображенному на рис. 24.4.
Скорость изменения уровня продукта в резервуаре во время наполнения определяется техническими возможностями владельца резервуара и уровнем акустических шумов, возникающих в процессе наполнения резервуара. Максимальное значение скорости наполнения резервуара во время проведения АЭ контроля стенки не должно превышать значения 0,05 , м/мин.
Рис. 24.4. Рекомендуемый график циклического нагружения резервуара, находящегося в эксплуатации при проведении АЭ контроля стенки
Новые или отремонтированные резервуары перед вводом в эксплуатацию подвергаются гидравлическому испытанию без давления на прочность на расчетную гидростатическую нагрузку наливом водой до высоты, предусмотренной проектом. При проведении АЭ контроля стенки резервуара во время гидроиспытания рекомендуется проводить его нагружение по графику, изображенному на рис. 24.5.
.
Рис. 24.5. Рекомендуемый график нагружения резервуара при проведении АЭ контроля стенки во время гидроиспытаний после монтажа или ремонта резервуара
Выдержка при достижении 100% значения проектного значения нагрузки зависит от объема резервуара. Резервуары объемом до 20 000 
, залитые водой до проектной отметки, испытывают на гидравлическое давление с выдержкой под нагрузкой (без избыточного давления) не менее 24 ч, а резервуары объемом свыше 20 000 
— не менее 72 ч.
При проведении АЭ контроля днища резервуара уровень продукта (или воды при гидроиспытании) остается постоянным на все время контроля. Уровень продукта (воды) должен быть как можно выше, но не менее 50% от максимального проектного уровня наполнения резервуара.
Время сбора данных при проведении АЭ контроля днища может составлять до трех часов, но должно быть не менее 1 ч
Ситемы отценки степени опасности деыектов на основе акустико- эмиссионных данных. Общие положения
Степень опасности источника АЭ определяется его классом. Классификацию источников АЭ выполняют с использованием следующих параметров сигналов: суммарного счета, числа импульсов, амплитуды (амплитудного распределения), энергии (либо энергетического параметра), скорости счета, активности, концентрации источников АЭ. В систему классификации также входят параметры нагружения контролируемого объекта и время.
Выявленные источники АЭ рекомендуется разделять на четыре класса:
— источник I класса — пассивный;
— источник II класса — активный;
— источник III класса — критически активный;
— источник IV класса — катастрофически активный.
Рекомендуемые действия персонала, выполняющего АЭ контроль при выявлении источников АЭ того или иного класса, следующие:
— источник I класса (пассивный) — регистрируют для анализа динамики его последующего развития;
— источник II класса (активный):
1) регистрируют и следят за развитием ситуации в процессе выполнения данного контроля;
2) отмечают в отчете и записывают рекомендации по проведению дополнительного контроля с использованием других методов;
— источник III класса (критически активный):
1) регистрируют и следят за развитием ситуации в процессе выполнения данного контроля;
2) предпринимают меры по подготовке возможного сброса нагрузки;
— источник IV класса (катастрофически активный):
1) производят немедленное уменьшение нагрузки до 0 либо до величины, при которой класс источника АЭ снизится до уровня II или III класса;
2) после сброса нагрузки производят осмотр объекта и при необходи-
мости контроль другими методами.
Каждый более высокий класс источника АЭ предполагает выполнение всех действий, определенных для источников более низких классов.
24.3. Амплитудный критерий
Вычисляют среднюю амплитуду 
не менее трех импульсов с индивидуальной амплитудой 
для каждого источника АЭ за выбранный интервал наблюдения. Амплитуда корректируется с учетом затухания АЭ сигнала при их распространении в материале.
В предварительных экспериментах определяют граничное значение допустимой амплитуды
(24.3)
где 
и 
– коэффициенты, определяемые из эксперимента (значения этих коэффициентов находятся в пределах 0. . . 1); 
— значение порога амплитудной дискриминации; 
— величина превышения порога АЭ сигналом, соответствующему росту трещины в материале; 
можно рассматривать как значение амплитудного порога трещинообразования, разделяющего процессы пластического деформирования и процессы образования микротрещин, определенного по амплитудному распределению сигналов АЭ.
Классификацию источников производят следующим образом:
— источник I класса — источник, для которого не проводилось вычисление средней амплитуды импульсов (получено менее трех импульсов за интервал наблюдения);
— источник II класса — источник, для которого выполняется неравенство:
(24.4)
— источник III класса — источник, для которого выполняется неравенство:
(24.5)
— источник IV класса — источник, включающий не менее трех зарегистрированных импульсов, для которых выполняется неравенство:
(24.6)
Конкретные значения 
, 
и 
зависят от материала контролируемого объекта и определяются в предварительных экспериментах.
В комплексной критериальной таблице фирмы PAC амплитудный признак используется несколько в другой форме. Например, для сосудов давления, находящихся в эксплуатации, регламентируется, что амплитуда любого принятого импульса АЭ не должна превышать 65 дБ для объектов, изготовленных из углеродистых сталей, титана или циркония. Для изделий из алюминиевых сталей и коррозионностойких сталей амплитуда не должна превышать 60 дБ.
Интегральный критерий
Опасность источника можно оценить по активности и силе источника.
Активность источника определяется числом излучаемых импульсов, а сила источника есть средняя амплитуда сигналов, излучаемых источником за время наблюдения (регистрации).
Для каждого источника вычисляют его АЭ активность:
(24.7)
где 
— число событий в k-м интервале оценки параметров; 
— число событий в (k+1)-м интервале оценки параметров; k — номер интервала оценки параметров; K — общее число интервалов оценки параметров (интервал наблюдения).
В зависимости от активности источника могут быть случаи, когда:
В этом случае реализуется линейный рост активности сигнала акустической эмиссии (рис.24.6).
Рис. 24.6. Линейное изменение активности АЭ источника
3. 
Для F > 1 наблюдается экспоненциальная зависимость изменения активности АЭ источника (рис. 24.7).
Рис. 24.7. Зависимость активности АЭ источника, при ускоренном развитии дефекта
Вычисляют относительную силу 
источника АЭ на каждом интервале регистрации:
(24.8)
где 
— средняя амплитуда всех источников АЭ по всему объекту, за исключением анализируемого за интервал k; 
— средняя амплитуда источника за интервал k; W — коэффициент, определяемый в предварительных экспериментах.
Затем классифицируют источники АЭ по табл. 6
Таблица 6. Классификационная таблица по показателю активность — сила АЭ
|
F | Класс источника АЭ | ||
| <1
| >1
| >>1
| |
| F <<1 | I | II | III |
| F = 1 | II | II | III |
| F > 1 | III | III | IV |
Дата: 2018-11-18, просмотров: 683.
