Акустико-эмиссионный контроль

Акустическая эмиссия (АЭ) — явление возникновения и распространения упругих колебаний (акустических волн) в различных процессах, например, например, при деформации напряжённого материала, истечении газов, горении и взрыве и др.. Причиной АЭ является движение среды, что позволяет использовать ее для диагностики процессов и материалов. Например, количественно АЭ — критерий целостности материала, который определяется звуковым излучением материала при контрольном его нагружении. Эффект акустической эмиссии может использоваться для определения образования дефектов на начальной стадии разрушения конструкции.
 

Виды акустической эмиссии

1. Акустическая эмиссия материала - акустическая эмиссия, вызванная локальной динамической перестройкой структуры материала.
2. Акустическая эмиссия утечки – акустическая эмиссия, вызванная гидродинамическими и (или) аэродинамическими  явлениями  при  протекании жидкости или газа через сквозную не сплошность объекта испытаний.
3. Акустическая эмиссия трения – акустическая эмиссия, вызванная трением поверхностей твердых тел.
4. Акустическая эмиссия при фазовых превращениях - акустическая эмиссия, связанная с фазовыми       превращениями в веществах и материалах.
5. Магнитная акустическая эмиссия - акустическая эмиссия, связанная с излучением звуковых волн при       перемагничивании материалов.
6. Акустическая эмиссия радиационного взаимодействия - акустическая эмиссия, возникающая в результате нелинейного взаимодействия излучения с веществами и материалами.
7. Акустическая   эмиссия   при   химических   и электрохимических реакциях - акустическая эмиссия, возникающая в результате  протекания  химических  и электрохимических   реакций,   включая   разнообразные коррозионные процессы.
Из перечисленных видов АЭ наибольшее применение для контроля промышленных объектов нашли первые три.

Акустико-эмиссионные комплексы позволяют проводить контроль следующих объектов:

• Сосуды давления
• Резервуары для хранения нефтепродуктов
• Технологические трубопроводы
• Технологическое оборудование компрессорных и газораспределительных станций
• Промысловые и напорные трубопроводы
• Магистральные трубопроводы
• Грузоподъемные механизмы
• Мостовые конструкции
• Железнодорожные цистерны и детали вагонов
• Трубопроводы теплосетей
• Трубопроводы газоснабжения

Возможности цифровых акустико-эмиссионных систем нового поколения:

• Неразрушающий контроль без вывода из эксплуатации: магистральных, промысловых и технологических трубопроводов, сосудов давления, резервуаров, котлов, буровых вышек, кранов, мостов и других объектов.
• Выявление зарождений и развития трещин.
• Поиск мест коррозии, течи, зон с повышенным уровнем напряжения.
• Определение координат и оценка параметров дефектов.
• Отслеживание различных технологических процессов и оценка технического состояния ответственных крупногабаритных конструкций, протяженных или особо опасных объектов в режиме реального времени.

Преимущества и недостатки метода АЭ

Преимущества метода АЭ диагностики:

• Обеспечивает  регистрацию только развивающихся дефектов.
• Обладает высокой чувствительностью к растущим дефектам, соответствует выявлению скачка трещины протяженностью 1 мкм на величину 1 мкм.
• Обладает свойством «интегральности», заключающимся в том, что, используя один или несколько преобразователей АЭ, установленных неподвижно на поверхности объекта, можно проконтролировать весь объект.
• Дистанционность метода. АЭ-контроль можно производить при удалении оператора от контролируемого объекта.
• Для метода АЭ форма, положение и ориентация дефекта не имеют существенного значения.
• Метод АЭ имеет меньше ограничений, связанных со свойствами и структурой конструкционных материалов, чем другие методы НК.
• Метод АЭ имеет высокое и, возможно, максимальное отношение эффективность / стоимость в области НК и ТД.

Недостатки метода АЭ диагностики:

• Метод предъявляет повышенные требования к квалификации операторов.
• АЭ контроль объектов проводится только при создании или существовании в конструкции напряженного состояния.
• Применение метода АЭ ограничивается в ряде случаев из-за трудности выделения сигналов АЭ на фоне помех.

Состав акустико-эмиссионной системы
 

Акустико-эмиссионный комплекс A-Line 32D (DDM)

1. центральная информационно-вычислительной станция
2. кабель для передачи данных
3. модули сбора данных
4. терминатор линии
5. ПАЭ (преобразователь акустической эмиссии)

Примеры применения метода АЭ контроля

Отображение данных контроля
 

Резервуар объемом 10 000 м3 для хранения нефтепродуктов. Дефекты на днище резервуара.
 

Пылеуловитель КС
 

Адсорбционная установка



Сосуд высокого давления



Технологические газопроводы и обвязки

 

   Гибкость и удобство проведения контроля объектов различного типа, формы, протяженности и степени доступности обеспечивается использованием самых различных схем подключения.
Акустико-эмиссионные комплексы, основанные на модульной схеме подключения и на радиоканале позволяют в достаточно широкой степени варьировать способы проведения диагностики, в том числе и организовывать системы непрерывного мониторинга (контроля за техническим состоянием) объектов, что повышает надежность их эксплуатации.

  ООО «НТЦ «Нефтегаздиагностика» применяет в своей работе весь спектр передовых средств неразрушающего контроля. Приборный состав включает в себя оборудование по визуально-измерительному контролю, ультразвуковому контролю, феррозондовому, магнитному, вихретоковому, внутритрубной дефектоскопии, электрометрическому контролю и акустико-эмиссионному контролю.
  Акустико-эмиссионный (АЭ) метод на сегодняшний день является одним из наиболее перспективных средств неразрушающего контроля объектов самого различного типа.

Международные стандарты по АЭ контролю:
- E569, Standard Practice for Acoustic Emission Monitoring of Structures During Controlled Stimulation
- E650, Standard Guide for Mounting Piezoelectric Acoustic Emission Sensors
- E976, Standard Guide for Determining the Reproducibility of Acoustic Emission Sensors Response
- E1106, Standard Method for Primary Calibration of Acoustic Emission Sensors
- E1211, Standard Practice for Leak Detection and Location Using Surface-Mounted Acoustic Emission
Sensors
- E1419, Standard Test Method for Examination of Seamless, Gas-Filled, Pressure Vessels Using
Acoustic Emission
- E1736, Standard Practice for Acousto-Ultrasonic Assessment of Filament-Wound Pressure Vessels
- E1781, Standard Practice for Secondary Calibration of Acoustic Emission Sensors
- E1930, Standard Test Method for Examination of Liquid Filled Atmospheric and Low Pressure Metal
Storage Tanks Using Acoustic Emission.
-E2374, Standard Guide for Acoustic Emission System Performance Verification.