Файл №3.0. Акустико-эмиссионный метод контроля оборудования

Акустико-эмиссионный
метод контроля оборудования
ООО СП «Общество технического надзора ДИЭКС»
49040, Украина, г. Днепропетровск, пер. Джинчарадзе, 8
Тел./факс +38-0562-36- 87-03
+38-0562-36-87-04
Суть метода.
Акустическая эмиссия (АЭ) – явление распространения упругих колебаний (акустических
волн), генерируемых внезапной деформацией напряженного материала.
1 – преобразователь АЭ (приемник 1);
2 – преобразователь АЭ (приемник 2);
3 – центральный блок сбора и обработки на базе индустриального компьютера;
4 – объект контроля;
t1 – время прихода сигнала на первый приемник;
t2 – время прихода сигнала на второй приемник.
Принцип работы
•
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). Схемы расположения датчиков могут быть различными.
•
Колебания распространяются от источника излучения к датчику (датчикам),
где они преобразуются в электрические сигналы. АЭ приборы регистрируют
эти сигналы и отображают данные на экране в виде осциллограмм, локаций,
цифровых индикаций, на основе которых оператор может оценить состояние
и поведение структуры материала под напряжением, обнаружить и
определить местонахождение дефектов.
Необходимость проведения контроля оборудования повышенной опасности
методом акустической эмиссии:
•
•
•
•
•
большие сроки эксплуатации;
возрастающая с каждым годом интенсивность отказов;
высокая скорость роста эксплуатационных дефектов в конструкции;
катастрофические последствия от разрушения объекта;
использование традиционных дискретных методов обследования становится
неэффективным из-за большой трудоемкости, локальности данных методов
обследования.
Акустико-эмиссионный контроль: обнаруживает развивающиеся, т.е. наиболее
опасные дефекты.
Данный метод является дистанционным, он не требует сканирования
поверхности объекта для поиска локальных дефектов, а лишь правильного
размещения датчиков на поверхности объекта для осуществления локации
источника акустической эмиссии.
Возможности акустико-эмиссионного контроля
контроль технического состояния:
• емкостей и резервуаров для хранения нефтепродуктов,
• сосудов работающих под давлением,
• магистральных и промысловых нефте и газопроводов,
• технологических трубопроводов,
• железнодорожных цистерн,
• изотермических хранилищ аммиака,
• агрегатов и систем нефтеперерабатывающих и газоперерабатывающих
заводов,
• оборудования компрессорных станций,
• грузоподъемных механизмов,
• металлоконструкций.
Преимущества:
• Дистанционное обнаружение и определение координат
дефектов.
• Проведение неразрушающего контроля всего объекта
целиком за один цикл нагружения.
• Быстрая установка датчиков.
• Высокая чувствительность.
• Требует локального доступа к объекту.
• Определяет развивающиеся дефекты.
• Требует относительно не большого нагружения.
Ограничения:
• Конструкцию необходимо нагружать.
• Активность АЭ сильно зависит от материала и акустического
контакта.
• При АЭ - контроле как правило присутствуют ложные
сигналы АЭ.
• Трудно отличить ложные сигналы от полезных сигналов АЭ.
• АЭ-контроль дает ограниченную информацию о типе
дефекта.
Сравнительная оценка методов неразрушающего
контроля (НК) и метода акустической эмиссии (АЭ):
Традиционные методы НК
Метод акустической эмиссии
Большая трудоемкость
подготовительных работ и контроля
Трудоемкость подготовительных
работ и контроля в десятки (сотни)
раз меньше
Невозможность распознавания
дефектов, которые развиваются под
действием эксплуатационных
нагрузок
Обнаруживаются наиболее опасные
(развивающиеся под действием
эксплуатационных нагрузок) виды
дефектов
Для проведения контроля требуется
прекращение эксплуатации объекта
Контроль может осуществляться в
условиях реальной эксплуатации
или при воздействии эквивалентных
испытательных нагрузок
– Для проведения акустико-эмиссионного контроля
изоляционное покрытие (если оно имеется) снимается
только в местах установки АЭ-датчиков.
– Штатные методы НК используются для выборочного
контроля в сомнительных местах, определенных по
результатам акустико-эмиссионного контроля.
– АЭ-метод позволяет оценить техническое состояние
конструкции в целом в отличие от выборочной оценки
при использовании других методов НК.
Контроль различных объектов и виды выявляемых
дефектов:
• Цистерны железнодорожные:
– В котле-цистерне обнаруживаются: трещины в основном металле и
сварных швах, коррозия стенки и сквозные повреждения (утечки).
– Нагружение котла-цистерны осуществляется за счет избыточного
давления при пневмо- или гидроиспытаниях или за счет создания
вакуума в допустимом диапазоне.
• Емкости для хранения нефтепродуктов
– Обнаруживаются дефекты в недоступной в условиях эксплуатации и
наиболее нагруженной части резервуара - днище и уторном сварном
шве.
– Нагружение стенки и днища осуществляется при наливе продукта.
• Сосуды специального назначения (гуммированные, с
теплоизоляционным несъемным покрытием, содержащие
дорогостоящий катализатор)
– Применение штатных средств НК из-за отсутствия доступа невозможно.
– АЭ-методом обнаруживаются дефекты в металле сосуда при
минимальном нарушении покрытия.
– Для сохранения характеристик не удаляемого реагента испытание сосуда
производится рабочей средой или инертным газом.
Используемые виды акустических систем:
АЭ система A-Line32D (PCI-N), «Интерюнис», г.Москва
Основные технические данные системы:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Максимальная длина коаксиального кабеля РК50
Количество каналов в системе
Количество каналов на одной плате обработки данных
Уровень шума, приведенного ко входу
Диапазон рабочих частот
Частота преобразования АЦП
Динамический диапазон измерения амплитуды
Количество параметрических каналов
модуль АЭ.
Температурный диапазон работы датчиков
Температура окружающей среды
- 250 м.
- 12.
-4
- не более 5 мкВ.
- 1 ÷ 500 кГц
- 2 МГц.
- 100 дБ.
- 1 на каждый
-от -60C до +120C
- +5 ÷ +40C
Примеры проведения контроля:
•
Хранилище аммиака
•
Локационная схема
• Объемная модель
Контроль технологического трубопровода
АЭ система ГАЛС-1, «Ультракон сервис», г.Киев
Основные технические данные:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Максимальная длина кабеля, от БС до канала
Тип блока синхронизации
Уровень шума, приведенного ко входу
Диапазон рабочих частот
Частота дискретизации
Динамический диапазон измерения амплитуды
Количество параметрических каналов
Температурный диапазон работы датчиков
Температура окружающей среды
- 100 м.
- 15 канальный.
- не более 5 мкВ.
- 10 ÷ 800 кГц
- 2,5 МГц.
- 95 дБ.
- 1.
-от -60C до +120C.
–20С ÷ +50С
Контроль емкости, локационная схема