Метод акустичної емісії

(згідно з ПБ-03-593-03)

Основні положення щодо застосування акустико-емісійного методу контролю судин, котлів, апаратів та технологічних трубопроводів

Метод АЕ заснований на реєстрації та аналізі акустичних хвиль, що виникають у процесі пластичної деформації та руйнування (зростання тріщин) контрольованих об'єктів. Це дозволяє формувати адекватну систему класифікації дефектів та критерії оцінки стану об'єкта, що базуються на реальному впливі дефекту на об'єкт. Іншим джерелом АЕ-контролю є закінчення робочого тіла (рідини або газу) через наскрізні отвори в об'єкті, що контролюється.

Характерними особливостями методу АЕ контролю, що визначають його можливості та сферу застосування, є наступні:

метод АЕ-контролю забезпечує виявлення та реєстрацію тільки дефектів, що розвиваються, що дозволяє класифікувати дефекти не за розмірами, а за ступенем їх небезпеки;
метод АЕ-контролю має дуже високу чутливість до дефектів, що ростуть - дозволяє виявити в робочих умовах збільшення тріщини порядку часток мм. Гранична чутливість акустико-емісійної апаратури за теоретичними оцінками становить близько 1*10 -6 мм 2 що відповідає виявленню стрибка тріщини протяжністю 1 мкм на величину 1 мкм;
властивість інтегральності методу АЕ-контролю забезпечує контроль всього об'єкта з використанням одного або кількох перетворювачів АЕ-контролю, які нерухомо встановлені на поверхні об'єкта;
метод АЕ дозволяє проводити контроль різних технологічних процесів та процесів зміни властивостей та стану матеріалів;
становище та орієнтація об'єкта не впливає на виявлення дефектів;
метод АЕ маєменше обмежень, пов'язаних із властивостями та структурою матеріалів;
особливістю методу АЕ, що обмежує його застосування, є у ряді випадків труднощі виділення сигналів АЕ із перешкод. Це тим, що сигнали АЭ є шумоподібними, оскільки АЭ є стохастичний імпульсний процес. Тому, коли сигнали АЕ малі за амплітудою, виділення корисного сигналу з перешкод є складним завданням.

При розвитку дефекту, коли його розміри наближаються до критичного значення, амплітуда сигналів АЕ та темп їхньої генерації різко збільшується, що призводить до значного зростання ймовірності виявлення такого джерела АЕ.

Метод АЕ може бути використаний для контролю об'єктів при їх виготовленні, у процесі приймальних випробувань, під час періодичних технічних обстежень, у процесі експлуатації.

Метою АЕ-контролю є виявлення, визначення координат та стеження (моніторинг) за джерелами акустичної емісії, пов'язаними з несплошностями на поверхні або об'ємі стінки об'єкта контролю, зварного з'єднання та виготовлених частин та компонентів. Усі індикації, викликані джерелами АЕ, мають бути за наявності технічної можливості оцінені іншими методами контролю, що не руйнує. АЕ-метод може бути використаний також для оцінки швидкості розвитку дефекту з метою завчасного припинення випробувань та запобігання руйнуванню виробу. Реєстрація АЕ дозволяє визначити утворення свищів, наскрізних тріщин, протікання в ущільненнях, заглушках та фланцевих з'єднаннях.

АЕ-контроль технічного стану обстежуваних об'єктів проводиться тільки при створенні в конструкції напруженого стану, що ініціює в матеріалі об'єкта роботу джерел АЕ. Для цього об'єкт піддається навантаженнюсилою, тиском, температурним полем тощо. Вибір виду навантаження визначається конструкцією об'єкта та умовами його роботи, характером випробувань та наводиться у "Програмі робіт з АЕ контролю об'єктів".

Схеми застосування акустико-емісійного методу контролю

Метод АЕ рекомендується використовуватиме контролю промислових об'єктів за такими схемами, що є, зазвичай, варіанти поєднання коїться з іншими методами неруйнівного контролю.

Проводять АЕ контроль об'єкта. У разі виявлення джерел АЕ у місці їх розташування проводять контроль одним із регламентованих методів неруйнівного контролю (ПК): ультразвуковим (УЗК), радіаційним, магнітним (МПД), проникаючими речовинами та іншими, передбаченими нормативно-технічними документами Цю схему рекомендується використовувати під час контролю об'єктів, що у експлуатації. При цьому скорочується обсяг застосовуваних методів неруйнівного контролю, оскільки у разі використання методів, що регламентуються, необхідно проведення сканування по всій поверхні (об'єму) контрольованого об'єкта.
Проводять контроль одним або декількома методами ПК. При виявленні неприпустимих (за нормами регламентованих методів контролю) дефектів або при виникненні сумніву в достовірності застосовуваних методів ПК проводять контроль об'єкта з використанням методу АЕ. Остаточне рішення про допуск об'єкта в експлуатацію чи ремонт виявлених дефектів приймають за результатами проведеного АЕ контролю.
У разі наявності в об'єкті дефекту, виявленого одним з методів ПК, метод АЕ використовують для стеження за розвитком цього дефекту. При цьому може бути використаний економний варіант системи контролю із застосуванням одноканальної або малоканальної конфігурації.акустико-емісійної апаратури
Метод АЕ відповідно довимог нормативно-технічних документів до експлуатації судин, що працюють під тиском, застосовують при пневмовипробуванні об'єкта як супроводжуючий метод, що підвищує безпеку проведення випробувань. У цьому випадку метою застосування АЕ контролю є забезпечення запобігання можливості катастрофічного руйнування. Рекомендується використовувати метод АЕ як супровідний метод і при гідровипробуванні об'єктів.
Метод АЕ може бути використаний для оцінки залишкового ресурсу і вирішення питання щодо можливості подальшої експлуатації об'єкта. Оцінка ресурсу провадиться з використанням спеціально розроблених методик, узгоджених у встановленому порядку. При цьому достовірність результатів залежить від обсягу та якості апріорної інформації про моделі розвитку пошкоджень та стану матеріалу контрольованого об'єкта.

Порядок застосування методу акустичної емісії

АЕ контроль проводять у всіх випадках, коли він передбачений нормативно-технічними документами або технічною документацією на об'єкт.
АЕ контроль проводять у всіх випадках, коли нормативно-технічною документацією на об'єкт передбачено проведення неруйнівного контролю одним із методів, що регламентуються, але з технічних або інших причин проведення такого контролюнеможливо.
Допускається використання АЕ контролю замість регламентованих методів неруйнівного контролю за погодженням у встановленому порядку.

Оцінка результатів АЕ контролю

Після обробки прийнятих сигналів результати контролю становлять як ідентифікованих і класифікованих джерел АЭ.

Приухваленні рішення за результатами АЕ контролю використовують дані, які повинні містити відомості про всі джерела АЕ, їх класифікацію та відомості щодо джерел АЕ, параметри яких перевищують допустимий рівень. Допустимий рівень джерела АЕ встановлює виконавець під час підготовки до АЕ контролю конкретного об'єкта.

Класифікацію джерел АЕ виконують з допомогою наступних параметрів сигналів: сумарного рахунки, числа імпульсів, амплітуди (амплітудного розподілу), енергії (чи енергетичного параметра), швидкості рахунки, активності, концентрації джерел АЭ. У систему класифікації також входять параметри навантаження контрольованого об'єкта та час.

Виявлені та ідентифіковані джерела АЕ рекомендується розділяти на чотири класи:

Джерело I класу – пасивне джерело.
Джерело II класу – активне джерело.
Джерело III класу – критично активне джерело.
Джерело IV класу – катастрофічно активне джерело.

Вибір системи класифікації джерел АЕ та допустимого рівня (класу) джерел рекомендується здійснювати щоразу при АЕ контролі конкретного об'єкта, використовуючи дані, наведені у додатку 3 (ПБ 03-593-03). У деяких зарубіжних нормативно-технічних документах прийнято інші системи класифікації (додаток 3 ПБ).

Рекомендовані дії персоналу, що виконує контроль АЕ при виявленні джерел АЕ того чи іншого класу, наступні: