Аппаратура АЭ контроля

Для регистрации параметров акустической эмиссии, а также для записи формы сигналов и их длительности применяют специальную аппаратуру, которая обеспечивает прием слабых сигналов эмиссии на фоне шумов, обладает необходимым быстродействием (интенсивность эмиссии меняется в пределах от 0 до 10⁵ импульсов в секунду) и малыми собственными шумами. В качестве приемников колебаний в большинстве случаев используются пьезокерамические преобразователи. Сигналы с датчиков колебаний усиливают и подвергают дальнейшей обработке с помощью электронной аппаратуры. Обычно рабочий диапазон аппаратуры: 10⁴ Гц … 10⁷ Гц [52, 67, 68, 69].

При контроле методом АЭ на конструкции устанавливаются несколько стационарных датчиков, позволяющих контролировать объем в пределах сферы их действия. Точность определения координат дефектных мест крупногабаритных объектов составляет 5-10 см, что часто не позволяет определять глубину залегания дефектов в толстостенных конструкциях. Однако этот недостаток покрывается возможностью определения степени опасности растущих дефектов самых малых размеров. Кроме того, если требуется определять координаты дефектов с большей точностью, можно провести более детальную инспекцию другими методами.

Типовая АЭ система представляет собой многоканальный программно-аппаратный комплекс, предназначенный для регистрации, обработки, анализа и оценки данных АЭ испытаний конструкции. При этом, так как АЭ представляет собой стохастический, случайный процесс, важны как адекватная регистрация АЭ источников в объекте – на этом этапе играют роль технические параметры, возможности и надёжность самой АЭ аппаратуры, так и анализ зарегистрированных данных. В процессе испытаний регистрируется огромное количество информации различного происхождения (как правило, более 10000 записей). Принятие решения происходит после тщательного анализа этих данных. Можно определить соотношение временных затрат на сам контроль как 30% и обработку данных как 70 %, что требует высокой квалификации и опыта работы от специалиста, обрабатывающего данные. При этом, важное значение имеет качество и возможности поставляемого с соответствующими системами программного обеспечения, позволяющее за минимальное время разобраться в накопленной информации, проанализировать её, и выдать решение по дальнейшей эксплуатации объекта [52, 67, 68, 69].

Рис. 7.11 – Функциональная схема аппаратуры АЭ контроля

В состав аппаратуры входят соединенные кабельными линиями следующие основные элементы: 1 - преобразователи акустической эмиссии (ПАЭ); 2 - предварительные усилители; 3 - частотные фильтры; 4 - основные усилители; 5 - блоки обработки сигналов; 6 - основной процессор обработки, хранения и представления ре­зультатов контроля; 7- пульт управления (клавиатура); 8 - видео­монитор; 9 - датчики и кабельные линии параметрических ка­налов.

Элементы аппаратуры 3 - 8, как правило, конструктивно выпол­няются в виде одного блока (показано на Рис. 7.11 пунктиром) на базе портативного компьютера.

 

На российском рынке имеется довольно большое количество предложений по АЭ-системам. Основные из них:

1. Цифровая система A-Line 32D (фирма «Интерюнис», г. Мостква);

2. Система акустической эмиссии AMSY-5 (Valien Systeme GmbH, Германия, в России фирма «Панатест», г. Москва);

3. Многоканальные АЭ системы серии DiSP и SAMOS (Physical Acoustic Corporation, США, компания «Диапак» в России, г. Москва)

4. Портативные АЭ комплексы серии «Эксперт» (Научно-производственное объединение «Алькор», г. Дзержинск);

5. Малахит АС-12А (ЗАО «НПФ» Диатон, г. Москва);

6. Акустико-эмиссионная система серии СДС 1008 (ЗАО «СДС», г. Москва).

7. Акустико-эмиссионные приборы серии Локус (ЗАО «ЭЛТЕСТ» г. Москва).

Важнейшие характеристики аппаратурной части (содгсано РД 03-299-99):

• возможное количество каналов;

• архитектура;

• регистрируемые параметры;

• динамический диапазон, дБ;

• частотный диапазон, кГц;

• наличие входной фильтрации;

• уровень собственных шумов;

• количество регистрируемых актов в секунду;

• регистрация формы волны;

• возможность автоматической калибровки аппаратуры и установленных преобразователей;

• наличие аудио-и световой индикации АЭ активности;

• возможность дополнительного приобретения аксессуаров (датчики, предусилители);

• возможность объединения с другой системой для контроля большого объекта;

• возможность удалённого доступа.

Необходимо отметить, неодинаковый подход фирм производителей к публикации технических характеристик систем. Существуют разночтения в формулировках характеристик.

В процессе обработки АЭ данных важное место занимает качество, продуманность и возможности программного обеспечения.

На разных этапах обработки/анализа данных важными являются следующие параметры:

• построение диаграмм и графиков;

• фильтрация данных;

• локализация источников АЭ;

• возможности углубленного анализа данных;

• критериальная оценка;

• скорость работы;

• наличие вспомогательных утилит;

• совместимость с данными/программным обеспечением других производителей.

 

 

Цель АЭ контроля

Целью АЭ контроля является обнаружение, определение координат и слежение (мониторинг) за источниками акустической эмиссии, связанными с дефектами сварных соединений и основного металла объектов, выявление развивающихся и склонных к развитию (проявляющихся в процессе изменения нагрузки) дефектов или наличия течи, определение их местоположения и оценка их опасности. АЭ метод может быть использован также для оценки скорости развития дефекта в целях заблаговременного прекращения эксплуатации или испытаний и предотвращения разрушения изделия. Регистрация АЭ позволяет определить образование свищей, сквозных трещин, протечек в уплотнениях, заглушках, арматуре и фланцевых соединениях.

АЭ контроль технического состояния обследуемых объектов проводится только при создании в конструкции напряженного состояния, инициирующего в материале объекта работу источников АЭ. Таким образом, целью выдержки объекта при постоянной нагрузке в процессе АЭ контроля является выявление развивающегося дефекта при уменьшении уровня шумов. Для этого объект подвергается нагружению силой, давлением, температурным полем и т.д. Выбор вида нагрузки определяется конструкцией объекта и условиями его работы, характером испытаний.