Характерные особенности метода акустической эмиссии

Целью контроля акустической эмисиией является обнаружение, определение координат и слежение (мониторинг) за источниками акустической эмиссии, связанными с несплошностями на поверхности или в объеме стенки сосуда, сварного соединения и изготовленных частей и компонентов.

Акустико-эмиссионный контроль технического состояния обследуемых объектов проводится только при создании в конструкции напряженного состояния, инициирующего в материале объекта работу источников акустической эмиссии. Для этого объект подвергается нагружению силой, давлением, температурным полем и т.д. Выбор вида нагрузки определяется конструкцией объекта и условиями его работы, характером испытаний.

(3)Метод контроля акустической эмиссией

Неразрушающий контроль (НК) – контроль свойств и параметров объекта, при котором не должна быть нарушена пригодность объекта к использованию и эксплуатации.

Традиционные методы неразрушающего контроля (такие, как ультразвуковой, радиационный, токовихревой) обнаруживают геометрические неоднородности путем излучения в исследуемую структуру некоторой формы энергии. Акустическая эмиссия использует другой подход: во-первых, источником сигнала служит сам материал, а не внешний источник, т.е. метод является пассивным (а не активным, как большинство других методов контроля). Во-вторых, в отличие от других методов, акустистико-эмиссионный обнаруживает движение дефекта, а не статические неоднородности, связанные с наличием дефектов, т.е. метод акустической эмиссии обнаруживает развивающиеся, а потому наиболее опасные дефекты.

Такой метод позволяет очень быстро обнаруживать рост даже самых небольших трещин, разломов включений, утечек газов или жидкостей. То есть большого количества самых разнообразных процессов, производящих акустическую эмиссию.

С точки зрения теории и практики метода акустической эмиссии, абсолютно любой дефект может производить свой собственный сигнал. При этом он может проходить довольно большие расстояния (до десятков метров), пока не достигнет датчиков. Более того, дефект может быть обнаружен не только дистанционно; но и путем вычисления разницы времен прихода волн к датчикам, расположенных в разных местах.

Рост трещины, разлом включения, расслоения, коррозия, трение, утечка жидкости или газа и т.п. – это примеры процессов, производящих акустическую эмиссию, которая может быть обнаружена и эффективно исследована с помощью этой технологии.

(4)На рисунке ниже приведена иллюстрация, поясняющая метод акустико-эмисиионного контроля.

Характерные особенности метода акустической эмиссии

Основными преимуществами метода акустической эмиссии перед традиционными методами неразрушающего контроля  являются следующие:

Интегральность метода, которая заключается в том, что, используя один или несколько датчиков, установленных неподвижно на поверхности объекта, можно проконтролировать весь объект целиком (100% контроль). Это свойство метода особенно полезно при исследовании труднодоступных (не доступных) поверхностей контролируемого объекта.

В отличие от сканирующих методов неразрушающего контроля, метод АЭ не требует тщательной подготовки поверхности объекта контроля. Следовательно, выполнение контроля и его результаты не зависят от состояния поверхности и качества ее обработки. Изоляционное покрытие (если оно имеется) снимается только в местах установки датчиков.

Обнаружение и регистрация только развивающихся дефектов, что позволяет классифицировать дефекты не по размерам (или по другим косвенным признакам – форме, положению, ориентации дефектов), а по степени их опасности (влияние на прочность) для контролируемого объекта.

Высокая производительность, во много раз превосходящая производительность традиционных методов неразрушающего конроля, таких как ультразвуковой, радиографический, вихретоковый, магнитный и др.

Дистанционность метода – возможность проведения контроля при значительном удалении оператора от исследуемого объекта. Данная особенность метода позволяет эффективно использовать его для контроля (мониторинга) ответственных крупногабаритных конструкций, протяженных или особо опасных объектов без вывода их из эксплуатации и вреда для персонала. 

Возможность отслеживания различных технологических процессов и оценка технического состояния объекта в режиме реального времени, что позволяет предотвратить аварийное разрушение контролируемого объекта.

Максимальное соотношение эффективность-стоимость.

Метод акустической эмиссии имеет также и некоторые недостатки. Основным недостатком, ограничивающим широкое распространение метода, является сложность расшифровки результатов контроля, обусловленная тем, что на волновой процесс акустической эмиссии накладываются паразитные акустические параметры многократно отраженных волн, шумов от работы машин, нагружающего тела и окружающей среды. Применение фильтров и систем защиты только частично снижает влияние этого воздействия. Уникальность оборудования и отсутствие его промышленного изготовления не позволяют распространить метод дальше сферы экспериментального применения.

(5)Области применения

Метод акустической эмиссии позволяет получать огромные массивы информации, оперативно и с минимальными затратами регулировать и продлевать эксплуатационный цикл ответственных промышленных объектов, помогает в прогнозировании вероятности возникновения аварийных разрушений и катастроф. Широкие возможности метода контроля акустической эмиссии предоставляет и при исследовании различных свойств материалов, веществ, конструкций. На сегодняшний день без применения акустического контроля и мониторинга уже невозможны создание и надежная эксплуатация многих ответственных технических объектов.

Основные области применения АЭ контроля:

• Нефтегазовая и химическая промышленность;

• Трубопрокатные и металлургические предприятия; 

• Тепловая и атомная энергетика; 

• Железнодорожный транспорт;

• Подъемные сооружения;

• Мостовые конструкции;

• Авиационно-космическая техника; 

• Бетонные и железобетонные сооружения.