5.5 АЭ метод может быть использован для оценки технического состояния объекта контроля (диагностирования), а также скорости развития дефекта в целях заблаговременного прекращения испытаний или эксплуатации объекта и предотвращения разрушения изделия.
5.6 Различают два типа акустической эмиссии: непрерывную и дискретную. Регистрация непрерывной АЭ свидетельствует об образовании свищей, сквозных трещин, протечек в уплотнениях, заглушках, арматуре и фланцевых соединениях, а также о процессах пластической деформации. В основе дискретной или импульсной эмиссии лежат такие механизмы излучения волн, как процессы страгивания и скачкообразного продвижения трещины, разрушения включений, коррозии под напряжением и т. д. Различные помехи акустического и электромагнитного происхождения также имеют дискретную природу.
5.7 АЭ контроль технического состояния обследуемых объектов проводят при создании в конструкции напряженного состояния, инициирующего в материале объекта работу источников АЭ. Для этого объект, как правило, подвергают нагружению силой, давлением, температурным полем и т. д. В ряде случаев напряженное состояние в объекте контроля создается за счет остаточных напряжений. Выбор вида нагрузки, скорости ее изменения определяет исполнитель контроля с учетом конструкции объекта, условий его работы, характером испытаний.
5.8 Рекомендуется использовать схему и режим нагружения, обеспечивающие создание в контролируемом объекте напряженного состояния, аналогичного напряженному состоянию, создаваемому рабочими нагрузками.
5.9 Рекомендуемые схемы применения АЭ метода контроля
5.9.1 Проводят АЭ контроль объекта. В случае выявления активных источников АЭ в месте их расположения проводят контроль одним из традиционных методов НК — ультразвуковым, радиационным, магнитно-порошковым, капиллярным и другими, предусмотренными нормативными техническими документами. Данную схему рекомендуется использовать при контроле объектов, находящихся в эксплуатации. При этом сокращается объем традиционных методов НК, поскольку в случае применения традиционных методов необходимо проведение сканирования по всей поверхности (объему) контролируемого объекта. Кроме того, существенно увеличивается достоверность выявления активных (развивающихся или склонных к развитию) дефектов.
5.9.2 Проводят контроль объекта одним или несколькими методами НК. При обнаружении недопустимых (по нормам примененных методов контроля) дефектов или при возникновении сомнения в достоверности применяемых методов НК проводят контроль объекта с использованием АЭ метода в качестве арбитражного метода. Окончательное решение о допуске объекта в эксплуатацию или ремонте обнаруженных дефектов принимают в данном случае по результатам проведенного АЭ контроля.
5.9.3 В случае наличия в объекте дефекта, выявленного одним из методов НК, АЭ метод используют для слежения за развитием этого дефекта. При этом может быть использован экономный вариант системы контроля, с применением одноканальной или малоканальной конфигурации акустико-эмиссионной аппаратуры.
5.9.4 АЭ метод допускается использовать для непрерывного или периодического мониторинга конструкции. В этом случае происходит регистрация АЭ от дефектов, развивающихся в объекте под воздействием рабочих нагрузок и под влиянием рабочей среды во время эксплуатации объекта.
5.9.5 АЭ метод рекомендуется применять при пневмоиспытании объекта в качестве сопровождающего метода, повышающего безопасность проведения испытаний. В этом случае целью применения АЭ контроля служит обеспечение предупреждения возможности катастрофического разрушения. Рекомендуется использовать АЭ метод в качестве сопровождающего метода также и при любом другом виде нагружения, в частности при гидроиспытании объектов.
5.9.6 АЭ метод может быть использован для оценки прочности объекта, остаточного ресурса и решения вопроса относительно возможности дальнейшей эксплуатации объекта. Оценку ресурса следует проводить с использованием специально разработанных частных методик, согласованных с федеральным органом исполнительной власти, специально уполномоченным в области промышленной безопасности соответствующих объектов. При этом достоверность результатов зависит от объема и качества априорной информации о моделях развития повреждений и состояния материала контролируемого объекта.
5.10 Порядок применения АЭ метода
5.10.1 АЭ контроль проводят во всех случаях, когда он предусмотрен соответствующими действующими регламентами, Правилами устройства и безопасной эксплуатации соответствующих объектов или техническими документами на объект.
5.10.2 АЭ контроль проводят во всех случаях, когда нормативно-техническими документами на объект предусмотрено проведение неразрушающего контроля методами УЗК, радиографии, МПД, ЦД и др., но по техническим или иным причинам проведение неразрушающего контроля указанными методами затруднено или невозможно.
5.10.3 Допускается применение АЭ контроля вместо перечисленных в 5.10.2 методов неразрушающего контроля по согласованию с проектной организацией и/или федеральным органом исполнительной власти, специально уполномоченным в области промышленной безопасности соответствующего класса объектов.
5.11 Перед проведением диагностирования конкретного объекта рекомендуется составить соответствующую методику (технологию) и согласовать ее с владельцем объекта.
5.12 Методика АЭ контроля должна удовлетворять требованиям, предъявляемым Ростехнадзором к методическим документам по неразрушающему контролю.
6 Требования к средствам АЭ диагностирования и оборудованию
6.1 К средствам АЭ диагностирования и оборудованию, используемым при выполнении АЭ диагностирования, относятся [2], [3]:
- ПАЭ с устройствами крепления и материалами для обеспечения акустической связи с объектом контроля;
- имитаторы сигналов АЭ;
- аппаратура, включающая в себя вычислительные средства, предназначенная для приема, обработки, отображения, запоминания и регистрации сигналов АЭ, использующая специализированное программное обеспечение;
- средства, обеспечивающие нагружение контролируемого объекта и безопасность при выполнении работ, и средства связи.
6.2 ПАЭ используют для преобразования акустического сигнала в электрический. ПАЭ определяют основные показатели и параметры контроля — чувствительность, помехоустойчивость, рабочий частотный диапазон.
6.3 При контроле производственных объектов и строительных конструкций рекомендуется использовать преимущественно резонансные ПАЭ, имеющие более высокую чувствительность по сравнению с широкополосными.
6.4 Допускается использовать волноводы, которые должны быть приварены или соответствующим образом прижаты к поверхности объекта диагностирования для обеспечения акустического контакта.
6.5 ПАЭ следует крепить к объекту с использованием механических приспособлений, магнитных держателей либо с помощью клея. Приспособления для установки преобразователей на объекте выбирают с учетом его конструктивных особенностей. Они могут быть съемными (магнитные держатели, струбцины, хомуты и т. п.) или в виде стационарно установленных кронштейнов.
6.6 При установке ПАЭ на объект контроля акустическая контактная среда должна обеспечивать эффективную акустическую связь ПАЭ с объектом.
6.7 Контактная среда должна обеспечивать надежный акустический контакт в течение всего времени испытаний при температуре контролируемого объекта.
6.8 В качестве контактной среды можно использовать машинное масло, эпоксидную смолу без отвердителя, глицерин и другие жидкие среды.
6.9 Шероховатость поверхности объекта контроля в месте установки ПАЭ должна быть не более Rz40.
6.10 После установки ПАЭ на объект контроля проводят проверку их работоспособности с использованием имитаторов АЭ.
6.11 В качестве имитатора сигналов АЭ рекомендуется использовать пьезоэлектрический преобразователь, возбуждаемый электрическими импульсами от генератора. Частотный диапазон имитационного импульса должен соответствовать частотному диапазону системы контроля.
6.12 В качестве имитатора сигналов АЭ допускается также использовать источник Су-Нильсена [излом графитового стержня диаметром 0,3—0,5 мм, твердостью 2Т (2Н)].
6.13 Для регистрации АЭ при испытаниях следует применять аппаратуру АЭ, соответствующую по своей конфигурации и параметрам контролируемому объекту и задачам контроля.
6.14 При испытаниях крупномасштабных объектов следует применять аппаратуру АЭ в виде многоканальных систем, позволяющих определять координаты источников сигналов и характеристики АЭ с одновременной регистрацией параметров нагружения (давления, температуры и т. д.).
6.15 Для контроля объектов простой конфигурации или в случаях, когда не требуется определение местоположения дефектов, допускается применение менее сложной аппаратуры, т.е. одноканального прибора (приборов), либо многоканальной системы в режиме зонного контроля.
6.16 АЭ система должна обеспечивать прием, оперативную обработку и отображение информации в режиме реального времени, а также накопление, документирование, обработку, отображение и вывод на периферийные устройства для документирования накопленных в течение испытания данных после окончания испытания.
6.17 АЭ системы, используемые для диагностирования производственных объектов, должны удовлетворять техническим требованиям, с подтверждением соответствующими документами (сертификатами, свидетельствами об аттестации и т. п.).
7 Порядок подготовки к проведению АЭ диагностирования
7.1 Подготовка к контролю содержит следующие основные этапы:
- анализ технических документов на объект контроля;
- согласование с владельцем оборудования процедуры контроля;
- выбор способа локации;
- установка приемников АЭ;
- подготовка акустико-эмиссионной аппаратуры.
7.2 На стадии анализа технических документов проводят рассмотрение проектной и эксплуатационной документации, получают сведения о ремонтах, истории нагружения за последний год. Решают вопрос о возможности и виде контроля: АЭ контроль объекта может быть разовый, постоянно-периодический с использованием переносных приборов и постоянный с использованием стационарных приборов (мониторинг). Выбирают систему оценки результатов контроля.
7.3 Перед выполнением контроля составляют методику (технологию) контроля, которую согласовывают с владельцем объекта.
С владельцем оборудования должны быть согласованы график нагружения, а также вопросы:
- обеспечения помещением, электропитанием, двусторонней связью;
- подготовки объекта к проведению контроля;
- обеспечения безопасности и комфортных условий для проведения АЭ контроля.
Объекты следует контролировать в их рабочем положении. После проведения подготовительных работ осуществляют непосредственные работы по контролю, которые начинаются с установки преобразователей АЭ на объект.
7.4 Установка ПАЭ
7.4.1 Каждый приемник следует устанавливать непосредственно на поверхность объекта. В ряде случаев (недоступность поверхности, высокая температура и др.) рекомендуется использовать волноводы.
7.4.2 Размещение ПАЭ и число антенных групп определяют в зависимости от выбранного способа локации, размеров и конфигурации объекта, параметров затухания звука при распространении, уровня шумов, а также требуемой точности определения координат дефектов.
7.4.3 Для выбора расстояния между ПАЭ проводят измерение затухания сигнала от имитатора АЭ и уровня фонового шума на объекте. При этом выбирают представительную часть объекта без патрубков, проходов и т. д.; устанавливают ПАЭ и перемещают (через 0,5 м) имитаторы АЭ по линии в направлении от ПАЭ на расстояние до 3 м. В качестве имитатора АЭ рекомендуется использовать слом грифеля Су-Нильсена. Рекомендуется, чтобы минимальное расстояние от ПАЭ до имитатора (начальная точка) составляло до 5 см.
7.4.4 Расстояние между ПАЭ при использовании зонной локации задают таким образом, чтобы сигнал АЭ от имитатора регистрировался в любом месте контролируемой зоны хотя бы одним ПАЭ и имел амплитуду не меньше заданной.
7.4.5 Максимальное расстояние между ПАЭ (при зонной локации) не должно превышать расстояние, превышающее пороговое в 1,5 раза. Пороговое расстояние определяют как расстояние, при котором амплитуда сигнала от имитатора АЭ равна пороговому напряжению.
7.5 Измерение скорости звука, используемое для расчета координат источников АЭ, проводят следующим образом:
7.5.1 Имитатор АЭ располагают вне групп ПАЭ на линии, соединяющей ПАЭ, на расстоянии 10—20 см от одного из них.
7.5.2 Проводя многократные измерения (не менее пяти) для разных пар ПАЭ определяют среднее время распространения. По нему и известному расстоянию между ПАЭ вычисляют скорость распространения сигналов АЭ.
7.6 Подготовка акустико-эмиссионной аппаратуры
7.6.1 Проверку работоспособности АЭ аппаратуры выполняют после установки ПАЭ на контролируемый объект. После проведения испытаний проводят повторную проверку для подтверждения работоспособности АЭ системы в течение всего периода контроля. Проверку выполняют путем возбуждения акустического сигнала имитатором АЭ, расположенным на определенном расстоянии от каждого ПАЭ. Как правило, расстояние должно составлять 10—20 см.
7.6.2 Параметры системы устанавливают в соответствии с техническими документами на прибор и характеристиками объекта контроля, полученными при проведении предварительных работ.
7.6.3 В случае проведения гидроиспытания объекта все работы по определению акустических характеристик конструкции и настройке аппаратуры выполняют после полного заполнения объекта водой.
8 Порядок проведения АЭ диагностирования
8.1 АЭ диагностирование выполняют в процессе нагружения объекта до определенного заранее выбранного значения и в процессе выдержки нагрузки на заданных уровнях.
