Акустична емісія трубопроводів

Акустична емісія трубопроводів представляє собою виникнення і поширення пружних коливань у процесі деформації досліджуваної конструкції. Кількісно вона виступає як показник цілісності матеріалу під різним навантаженням. Контроль методом акустичної емісії може застосовуватися для встановлення дефектів на початковому етапі руйнування конструкції. Основним способом діагностики є пасивний збір інформації і їх подальша обробка.

Загальна характеристика

Акустична емісія використовується для виявлення і встановлення координат, моніторингу джерел деформації на поверхні або в об'ємі стінок, зварних з'єднань і елементів конструкцій. Діагностика виконується тільки при створенні напруженого стану. Воно ініціює в об'єкті роботу джерел коливань. Акустична емісія виникає при впливі тиском, силою, температурним полем і так далі. Вибір конкретної навантаження визначається особливостями конструкції, умовами, в яких вона використовується, специфікою випробувань.

Метод акустичної емісії

Для визначення показника надійності конструкції виконується перевірка її параметрів і властивостей, при якій не повинна порушуватися її цілісність і придатність до використання та експлуатації. Традиційні способи (ультразвуковий, струмовихровий, радіаційний та інші, популярні на практиці) дозволяють виявити геометричні неоднорідності допомогою випромінювання певної енергії в структуру об'єкта. Акустична емісія передбачає інший підхід. В першу чергу в якості джерела сигналу виступає сам матеріал, а не зовнішній об'єкт, оскільки це пасивний спосіб перевірки, а не активний, як зазначені вище. Крім цього акустична емісія дозволяє виявити не статичні неоднорідності, а переміщення дефекту. Відповідно, з його допомогою можна виявити, що розвиваються, і, отже, найнебезпечніші руйнування. Цей спосіб дозволяє оперативно виявити ріс невеликих тріщин, витоків рідини або газу, розломів та інших процесів, що зумовлюють виникнення та поширення коливань.

Нюанси

В теоретичному і практичному плані будь-який дефект здатний виробляти власний сигнал. Він може долати досить великі відстані (декілька десятків метрів), поки його не датчик виявить акустичної емісії . Більш того, руйнування можна виявити не тільки дистанційно. Дефекти встановлюються і шляхом розрахунку різниці часу приходу хвиль до уловлює датчикам, що знаходяться на різних ділянках. Зростання тріщин, розшарування, розлом включення, тертя, корозія, витік рідини/газу – приклади процесів, що виробляють коливання, які можна виявити і ефективно досліджувати.

Особливості

В якості основних переваг методу перед традиційними способами неруйнівного контролю виступають:

Інтегральність. Вона полягає в тому, що, використовуючи один перетворювач акустичної емісії , нерухомо встановлений на поверхні конструкції, можна перевірити її всю цілком. Це властивість особливо актуально при вивченні важкодоступних або недоступних ділянок.

Відсутність необхідності в проведенні ретельної підготовки поверхні досліджуваного об'єкта. З цього випливає, що сам процес контролю, а також його результати не будуть залежати від стану конструкції і якості її обробки. Якщо є ізоляційне покриття, то його треба зняти тільки на ділянках установки утримуючих пристроїв.

Виявлення та реєстрація тільки розвиваються руйнувань. Це дозволяє провести класифікацію дефектів не за їх розмірами або іншим непрямим показниками (положення, форми, орієнтації), а за рівнем їх небезпеки (ступеня впливу на міцність об'єкта).

Висока продуктивність. Вона у багато разів перевищує відповідні показники для традиційних (радиографического, ультразвукового, магнітного, вихрострумового тощо) способів контролю.

Дистанційність. Перевірка міцності об'єкта може виконуватися на значній відстані оператора. Ця особливість дозволяє застосовувати метод при контролі стану великогабаритних, особливо небезпечних, протяжних конструкцій без виведення з експлуатації і загрози для персоналу.

Ще одна перевага полягає в можливості моніторингу різних технічних процесів і оцінки стану конструкції в режимі поточного часу. Це дозволяє попередити аварійне руйнування об'єкта. Слід також зазначити, що метод акустичної емісії оптимально поєднуються параметри якості та вартості.

Додатково

Контроль з використанням акустичної емісії забезпечує одержання величезних масивів інформації, дозволяє з мінімальними витратами, оперативно регулювати і продовжувати цикл експлуатації відповідальних промислових установок. Результати виконаних перевірок використовуються при прогнозуванні аварійних руйнувань. Цей метод контролю може використовуватися при дослідженні різноманітних властивостей матеріалів, конструкцій, речовин. Сьогодні без його використання неможливе створення, а також надійна експлуатація безлічі відповідальних об'єктів в промисловості.

Мінуси

Є метод акустичної емісії і деякі недоліки. В якості основного мінуса виступає складність розшифровки отриманих при перевірці показників. Цей недолік суттєво обмежує широке застосування способу на практиці. Складність обумовлюється тим, що на хвильові процеси при акустичної емісії накладаються так звані паразитні показники багаторазово відбитих шумів, хвиль від роботи обладнання, навантажувального об'єкта, а також навколишнього середовища. Використання систем захисту і різних фільтрів дозволяє лише частково знизити вплив. Крім цього, недоліком вважається унікальність устаткування, використовуваного при контролі. У промисловості воно не проводиться в масовому порядку. Це також не дозволяє поширити спосіб далі області експериментального використання.

Сфери застосування

Як вище було сказано, в даний час методом акустичної емісії користуються різні підприємства, зайняті в різних економічних сферах. До основних з них можна віднести:

Хімічну і нафтогазову промисловість.

Металургію і трубопрокатне виробництво.

Теплову і атомну енергетику.

Залізничний транспорт.

Авіаційно-космічний комплекс.

Метод широко використовується підприємствами, які працюють з підйомними, мостовими конструкціями, бетонними і залізобетонними спорудами.

Висновок

Акустико-емісійний метод вважається сьогодні одним з найбільш ефективних способів виконання неруйнівного контролю і оцінки стану, властивостей матеріалів. Він ґрунтується на виявленні пружних хвиль, що генеруються при виникненні раптової деформації конструкції, що знаходиться під навантаженням. Виникають коливання відходять від свого джерела і надсилаються безпосередньо до датчика, де вони трансформуються в електричні сигнали. Спеціальними приладами здійснюється їх завмер. Після цього відбувається відображення обробленої інформації. На її підставі виконується подальша оцінка стану і поведінки структури досліджуваних об'єктів.