Достоинства и недостатки АЭ метода

Достоинства метода акустико-эмиссионного контроля:

· метод выявляет только опасные, склонные к росту, дефекты;

· контролю подлежит 100% объема материала объекта контроля;

· метод совместим со штатными испытаниями на прочность и плотность;

· метод можно применять для оценки технического состояния оборудования в процессе его эксплуатации;

· по своей физической сущности метод наиболее перспективен для оценки степени деструкции металла в процессе эксплуатации и соответственно остаточного ресурса.

Недостатки метода:

· сложность интерпретации результатов контроля и необходимость использования специалистов высокой квалификации;

· метод опирается на статистические оценки, т. к. слабо проработана теория метода.

Характерными особенностями метода АЭ, определяющими его преимущества, возможности, параметры и области применения, являются следующие:

· Метод АЭ обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов, что позволяет классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их опасности.

· В производственных условиях метод АЭ позволяет выявить приращение трещины на десятые доли миллиметра. Предельная чувствительность акустико-эмиссионной аппаратуры по расчетным оценкам составляет порядка 1•10^-6 мм², что соответствует выявлению скачка трещины протяженностью 1 мкм на величину 1 мкм, что указывает на весьма высокую чувствительностью к растущим дефектам. Длительность механического импульса АЭ при образовании в стальном образце трещины длиной 1 мм не более 1 мкс.

· Свойство интегральности метода АЭ обеспечивает контроль всего объекта с использованием одного или нескольких преобразователей АЭ, неподвижно установленных на поверхности объекта за один раз.

· Положение и ориентация дефекта не влияет на выявляемость дефектов.

· Метод АЭ имеет меньше ограничений, связанных со свойствами и структурой конструкционных материалов, чем другие методы неразрушающего контроля.

· Контроль зон недоступных для других методов (тепло- и гидроизоляция, конструктивные особенности).

· Предотвращение катастрофических разрушений конструкций при испытаниях и эксплуатации за счет оценки скорости развития дефектов.

· Определение мест течей.

Эти уникальные свойства позволяют АЭ занять достойное место при диагностике разнообразного оборудования.

По сравнению с традиционными методами НК метод АЭ имеет следующие преимущества:

· Имеет низкую трудоемкость подготовительных работ и контроля, в десятки (сотни) раз меньше, чем для других методов НК: метод не требует сплошного сканирования поверхности, т.е. позволяет устанавливать датчики на исследуемом объекте локально (площадь поверхности для установки датчика АЭ от 10 см² до 150 см²), что значительно снижает производственные затраты минимальная экскавация, минимальная зачистка поверхности).

· По объему контроля является глобальным. Путем установки нескольких датчиков выполняется контроль всего объекта с определением мест возникновения и развития дефектов (режим локации). Это позволяет использовать данный метод для контроля недоступных поверхностей, а также осуществлять непрерывный контроль (мониторинг) объекта во время функционирования и перейти от периодических технических освидетельствований к эксплуатации объекта по его фактическому техническому состоянию.

· Позволяет диагностировать объект в целом, не выводя его из существующего режима эксплуатации или выводя на минимальное время, что дает очевидные экономические преимущества по сравнению с традиционными методами НК, требующими прекращения эксплуатации объекта для проведения контроля.

· Метод АЭ-контроля обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся, а значит, действительно опасных дефектов, и осуществляет их классификацию не по размерам, а по степени опасности. Это означает, в частности, что некоторые, например округлые дефекты, размер которых превышает браковочный уровень традиционных методов НК, при использовании АЭ-контроля могут попасть в класс неопасных, поскольку существуют, не развиваясь во время работы объекта. Это позволяет обоснованно отменить остановку объекта и ремонтные работы, которые в ряде случаев только снижают надежность объекта.

· Обладает универсальностью по отношению к выбору диагностируемого объекта, т.е. может быть использован без ограничений для диагностики любых объектов, где может быть обеспечено изменение давления (нагрузки) для инициирования возможных дефектов.

· Обладает высокой оперативностью: временные затраты на проведение подготовительных работ и работ по техническому диагностированию существенно ниже по сравнению с традиционными методами НК.

· Эффективность применения АЭ систем контроля и комплексных систем диагностического мониторинга.

· Эффективность и целесообразность внедрения АЭ систем и комплексных систем диагностического мониторинга основывается на трех аспектах: социальном, техническом и экономическом.

· Социальная выгода - очевидна: системы контроля и мониторинга позволяют предотвратить производственные катастрофы, тем самым сохранить человеческие жизни и окружающую атмосферу.

 

Акустическая Эмиссия Другие МНК Обнаруживает движение/рост дефектов Обнаруживают геометрическую форму дефектов Требует нагружения Не требуют нагружения Каждое нагружение уникально Контроль воспроизводим Чувствителен к структуре материала Менее чувствительны к материалу Менее чувствителен к геометрии дефекта Более чувствительны к геометрии Требует меньших усилий при проведении контроля продукции/процессов Требуют больших усилий при проведении контроля продукции/процессов Требует доступ только в местах установки датчиков Требуют доступ ко всей поверхности объекта Контролирует конструкцию за один цикл нагружения Постепенное сканирование участков конструкции Основные проблемы: сильное влияние шума Основные проблемы: сильное влияние геометрии

Техническая выгода состоит в том, что системы АЭ-контроля являются одним из самых прогрессивных и перспективных способов НК на сегодняшний день. В то же время, сочетании метода с традиционными средствами НК позволяет достичь высокой точности и эффективности технического диагностирования. Метод отлично зарекомендовал себя на предприятиях нефтяной, нефтеперерабатывающей, газовой, энергетической и химической промышленности. Применение метода и аппаратуры АЭ контроля полностью регламентировано соответствующими инструкциями и руководящими документами Госгортехнадзора России.

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: она обнаруживает микроскопические движения, а не геометрические неоднородности. Рост трещины, разлом включения и утечка жидкости или газа – вот примеры из сотен процессов, производящих акустическую эмиссию, которая может быть обнаружена и эффективно исследована с помощью этой технологии.

С точки зрения АЭ растущий дефект производит свой собственный сигнал, который проходит метры, а иногда и десятки метров, пока не достигнет датчиков. Дефект не только может быть обнаружен дистанционно; часто представляется возможным найти его местоположение путем обработки разницы времен прихода волн к различным датчикам.

Возможности, связанные с дистанционным использованием метода, дают большие преимущества по сравнению с другими методами контроля, которые требуют, например, удаления изоляционных оболочек, освобождения объектов контроля от внутреннего содержимого или сканирования больших поверхностей.

Благодаря отличию по своим возможностям от традиционных методов контроля, на практике оказывается очень полезным совмещать АЭ с другими методами.

Использование метода АЭ значительно сокращает время проведения диагностических работ и экономит средства, затрачиваемые на их проведение и вывод из эксплуатации оборудования

Акустическая эмиссия – это такое широко распространенное явление, что очень трудно перечислить все материалы, процессы и структуры, к которым она может быть приложена.