Metoda e emetimit akustik për diagnostikimin e enëve nën presion në një rafineri nafte. Metoda e kontrollit të emetimeve akustike Emetimi akustik

Burimet e emetimeve akustike

Kur shkatërrohen, pothuajse të gjitha materialet lëshojnë një tingull ("klithma e kallajit", e njohur që nga mesi i shekullit të 19-të, zhurma kërcitëse e thyerjes së drurit, akullit, etj.), d.m.th., ato lëshojnë valë akustike që perceptohen nga veshi. Shumica e materialeve strukturore (për shembull, shumë metale dhe materiale të përbëra) fillojnë të lëshojnë dridhje akustike në pjesën ultrasonike (të padëgjueshme) të spektrit kur ngarkohen, shumë kohë përpara dështimit. Studimi dhe regjistrimi i këtyre valëve u bë i mundur me krijimin e pajisjeve speciale. Puna në këtë drejtim filloi të zhvillohet veçanërisht intensivisht nga mesi i viteve '60 të shekullit të 20-të. për shkak të nevojës për të kontrolluar objektet teknike veçanërisht kritike: reaktorët bërthamorë dhe tubacionet e termocentraleve bërthamore, trupat e raketave, etj.

Emisioni akustik (emetim - emetim, gjenerim) i referohet shfaqjes së valëve elastike në një mjedis të shkaktuar nga një ndryshim në gjendjen e tij nën ndikimin e faktorëve të jashtëm ose të brendshëm. Metoda e emetimit akustik bazohet në analizën e këtyre valëve dhe është një nga metodat pasive të monitorimit akustik. Në përputhje me GOST 27655-88 "Emetimi akustik. Termat, përkufizimet dhe emërtimet” Mekanizmi për ngacmimin e emetimit akustik (AE) është një grup procesesh fizike dhe (ose) kimike që ndodhin në objektin e provës. Në varësi të llojit të procesit, AE ndahet në llojet e mëposhtme:

· AE e një materiali të shkaktuar nga ristrukturimi dinamik lokal i strukturës së tij;

· Fërkimi AE, i shkaktuar nga fërkimi i sipërfaqeve të trupave të ngurtë në vendet ku aplikohen ngarkesa dhe në nyjet ku ndodh përputhja e elementeve të çiftëzimit;

· Rrjedhja AE e shkaktuar nga ndërveprimi i një lëngu ose gazi që rrjedh përmes një rrjedhjeje me muret e rrjedhjes dhe ajrin përreth;

· AE gjatë reaksioneve kimike ose elektrike që rezultojnë nga shfaqja e reaksioneve përkatëse, duke përfshirë ato që shoqërojnë proceset e korrozionit;

· AE magnetike dhe rrezatuese, të cilat lindin përkatësisht kur materialet rimagnetizohen (zhurma magnetike) ose si rezultat i ndërveprimit me rrezatimin jonizues;

· AE e shkaktuar nga transformimet fazore në substanca dhe materiale.

Kështu, AE është një fenomen që shoqëron pothuajse të gjitha proceset fizike që ndodhin në trupat e ngurtë dhe në sipërfaqet e tyre. Mundësia e regjistrimit të një numri llojesh të AE për shkak të vogëlësisë së tyre, veçanërisht AE që lindin në nivel molekular gjatë lëvizjes së defekteve (dislokimeve) të rrjetës kristalore, kufizohet nga ndjeshmëria e pajisjes, prandaj, në praktikën e Monitorimi i AE i shumicës së objekteve industriale, duke përfshirë objektet e industrisë së naftës dhe gazit, tre llojet e para përdoren AE. Duhet të kihet parasysh se fërkimi AE krijon zhurmë, çon në formimin e defekteve false dhe është një nga faktorët kryesorë që ndërlikon përdorimin e metodës AE. Përveç kësaj, nga AE e llojit të parë, regjistrohen vetëm sinjalet më të forta nga zhvillimi i defekteve: gjatë rritjes së plasaritjes dhe gjatë deformimit plastik të materialit. Kjo rrethanë e fundit i jep metodës AE një rëndësi të madhe praktike dhe përcakton përdorimin e saj të gjerë për qëllime diagnostikuese teknike.

Qëllimi i testimit AE është të zbulojë, të përcaktojë koordinatat dhe të gjurmojë (monitorojë) burimet e emetimit akustik të shoqëruar me ndërprerje në sipërfaqe ose në vëllimin e murit të objektit të testimit, bashkimit të salduar dhe pjesëve dhe përbërësve të prodhuar. Të gjitha indikacionet e shkaktuara nga burimet AE duhet, nëse është teknikisht e mundur, të vlerësohen me metoda të tjera testimi jo-shkatërruese.

Llojet e sinjaleve AE

AE e regjistruar nga pajisjet serike industriale ndahet në të vazhdueshme dhe diskrete. AE e vazhdueshme regjistrohet si një fushë vale e vazhdueshme me një shkallë të lartë përsëritjeje të sinjalit, ndërsa AE diskrete përbëhet nga impulse të veçanta të dallueshme me një amplitudë që tejkalon nivelin e zhurmës. E vazhdueshme korrespondon me deformimin (rrjedhjen) plastik të metalit ose rrjedhjen e lëngut ose gazit përmes rrjedhjeve, diskrete deri në rritjen e menjëhershme të çarjeve.

Madhësia e burimit të rrezatimit të një AE diskrete është e vogël dhe e krahasueshme me gjatësinë e valëve të emetuara. Mund të mendohet si një burim pothuajse pikësor i vendosur në sipërfaqe ose brenda një materiali dhe që lëshon valë sferike ose lloje të tjera valësh. Kur valët ndërveprojnë me një sipërfaqe (ndërfaqja midis dy mediave), ato reflektohen dhe transformohen. Valët që përhapen brenda vëllimeve të materialit do të dobësohen shpejt për shkak të dobësimit. Valët sipërfaqësore dobësohen me një distancë dukshëm më të vogël se valët e vëllimit, kjo është arsyeja pse ato regjistrohen kryesisht nga marrësit AE.

Regjistrimi i një sinjali nga një burim AE kryhet njëkohësisht me zhurmë të një niveli konstant ose të ndryshueshëm (Figura 10.1). Zhurma është një nga faktorët kryesorë që zvogëlon efektivitetin e kontrollit të AE. Për shkak të shumëllojshmërisë së arsyeve që shkaktojnë shfaqjen e tyre, zhurmat klasifikohen në varësi të:

· mekanizmi gjenerues (burimi i origjinës) - akustik (mekanik) dhe elektromagnetik;

· lloji i sinjalit të zhurmës - pulsues dhe i vazhdueshëm;

· vendndodhjet e burimit - të jashtme dhe të brendshme. Burimet kryesore të zhurmës gjatë testimit AE të objekteve janë:

· spërkatja e lëngut në një enë, enë ose tubacion kur mbushet;

· Dukuritë turbulente hidrodinamike me shpejtësi të lartë ngarkimi;

· fërkimi në pikat e kontaktit ndërmjet objektit dhe mbështetësve ose pezullimit, si dhe në lidhjet fleksibël;

· funksionimin e pompave, motorëve dhe pajisjeve të tjera mekanike;

· efekti i interferencës elektromagnetike;

· ndikimi mjedisor (shiu, era, etj.);

· zhurma termike vetjake e konvertuesit AE dhe zhurma e fazave hyrëse të amplifikatorit (parapërforcuesi).

Për të shtypur zhurmën dhe për të izoluar sinjalin e dobishëm, zakonisht përdoren dy metoda: amplituda dhe frekuenca. Amplituda konsiston në vendosjen e një niveli fiks ose lundrues të pragut të diskriminimit nën të cilin sinjalet AE nuk regjistrohen nga pajisja. Një prag fiks vendoset në prani të zhurmës në një nivel konstant, një prag lundrues vendoset në një nivel të ndryshueshëm. Një prag lundrues, i vendosur automatikisht duke monitoruar nivelin e përgjithshëm të zhurmës, lejon, ndryshe nga ai fiks, të përjashtojë regjistrimin e një pjese të sinjaleve të zhurmës si sinjal AE.

Figura 1. Diagrami i përgjithshëm i sinjalit AE të regjistruar në sfondin e zhurmës:

1 - lëkundjet; 2 - pragu lundrues; 3 - lëkundjet pa marrë parasysh pragun lundrues; 4 - zhurmë

Figura 10.2.Pamje e përgjithshme e sinjalit AE në daljen e rrugës së amplifikimit të pajisjes:

1 - lëkundjet; 2 - zarf; - vlera e pragut të amplitudës; - amplituda e pulsit k-të

Metoda e shtypjes së zhurmës së frekuencës konsiston në filtrimin e sinjalit të marrë nga marrësit AE duke përdorur filtra me frekuencë të ulët dhe të lartë (LPF/HPF). Në këtë rast, për të rregulluar filtrat, frekuenca dhe niveli i zhurmës përkatëse vlerësohen së pari përpara testimit.

Pasi sinjali kalon nëpër filtrat dhe rrugën e amplifikimit, së bashku me transformimin e valëve në sipërfaqen e produktit të kontrolluar, ndodh shtrembërimi i mëtejshëm i pulseve fillestare të burimit AE. Ata fitojnë një karakter oscilues bipolar, të paraqitur në figurën 10.2. Procedura e mëtejshme për përpunimin e sinjaleve dhe përdorimin e tyre si një parametër informues përcaktohet nga programet kompjuterike për marrjen e të dhënave dhe përpunimin e tyre pas, të përdorura në pajisjet përkatëse nga prodhues të ndryshëm. Korrektësia e përcaktimit të numrit të ngjarjeve dhe amplituda e tyre do të varet jo vetëm nga mundësia e regjistrimit të tyre (zgjidhja e pajisjes), por edhe nga mënyra e regjistrimit.

Për shembull, nëse regjistroni impulse të mbështjelljes së sinjalit mbi nivelin , atëherë do të regjistrohen katër pulse dhe nëse regjistroni sasinë e lëkundjeve mbi të njëjtin nivel, atëherë do të regjistrohen nëntë pulse. Një impuls kuptohet si një tren valësh me një frekuencë në intervalin e funksionimit, mbështjellja e të cilit kalon pragun lart në fillim të pulsit dhe poshtë në fund të pulsit.

Kështu, numri i pulseve të regjistruara do të varet nga cilësimet e harduerit: vlera e skadimit për fundin e ngjarjes. Nëse koha është mjaft e madhe, atëherë, për shembull, mund të regjistrohen katër impulse nëse është i vogël, atëherë të gjitha lëkundjet mbi nivelin (tetë në figurën 10.2) mund të regjistrohen si pulse; Gabime të mëdha mund të futen gjithashtu nga përdorimi i gjerësisë së brezit të frekuencës së sinjalit dhe nivelit të diskriminimit, veçanërisht kur sinjalet AE janë të krahasueshme në amplitudë me nivelin e zhurmës.

Vlerësimi i rezultateve të kontrollit të AE.

Pas përpunimit të sinjaleve të marra, rezultatet e monitorimit paraqiten në formën e burimeve të identifikuara (për të përjashtuar defektet e rreme) dhe të klasifikuara të AE. Klasifikimi kryhet duke përdorur parametrat bazë të mëposhtëm të sinjaleve AE:

· numërimi total i emetimit akustik - numri i pulseve të regjistruara AE mbi nivelin e përcaktuar të diskriminimit (pragun) gjatë intervalit kohor të vëzhgimit;

· Aktiviteti i emetimit akustik - numri i pulseve të regjistruara AE për njësi të kohës;

· Shkalla e numërimit të emetimeve akustike - raporti i numrit total të emetimeve akustike me intervalin kohor të vëzhgimit;

· Energjia e emetimit akustik - energjia e çliruar nga një burim AE dhe e transferuar nga valët që dalin në material;

· amplituda e sinjaleve të emetimit akustik, kohëzgjatja e pulsit, koha e rritjes së një ngjarje AE.

Numri i përgjithshëm dhe aktiviteti i AE-ve gjatë deformimit plastik janë në proporcion me vëllimin e materialit të deformuar. Amplituda e sinjaleve AE dhe energjisë gjatë zhvillimit të plasaritjes është drejtpërdrejt proporcionale me shpejtësinë e rritjes së saj dhe sforcimet maksimale në një zonë të caktuar.

Gjatë klasifikimit të burimeve AE, merren parasysh edhe përqendrimi i tyre, parametrat e ngarkimit të objektit të kontrolluar dhe koha.

Burimet AE të identifikuara dhe të identifikuara në përputhje me PB 03-593-03 "Rregullat për organizimin dhe kryerjen e testimit të emetimeve akustike të anijeve, aparateve, kaldajave dhe tubacioneve të procesit" rekomandohet të ndahen në katër klasa:

· i pari është një burim pasiv, i regjistruar për të analizuar dinamikën e zhvillimit të tij;

· e dyta është një burim aktiv që kërkon kontroll shtesë duke përdorur metoda të tjera;

· i treti është një burim aktiv në mënyrë kritike që kërkon monitorimin e zhvillimit të situatës dhe marrjen e masave për t'u përgatitur për një reduktim të mundshëm të ngarkesës;

· e katërta - një burim katastrofikisht aktiv, që kërkon një ulje të menjëhershme të ngarkesës në zero ose në një vlerë në të cilën aktiviteti i burimit zvogëlohet në nivelin e klasës së dytë ose të tretë.

Duke marrë parasysh numrin e madh të parametrave që karakterizojnë AE, caktimi i burimeve në klasën përkatëse kryhet duke përdorur një numër kriteresh që marrin parasysh një grup parametrash. Përzgjedhja e kritereve kryhet sipas PB 03-593-03, në varësi të vetive mekanike dhe akustiko-emetuese të materialeve të objekteve të kontrolluara. Kriteret përfshijnë si më poshtë:

· amplituda, bazuar në regjistrimin e amplitudave të pulseve (të paktën tre nga një burim) dhe krahasimin e tyre me vlerën e tejkalimit të pragut (), që korrespondon me rritjen e një çarje në material. Përcaktimi kërkon studimin e materialit në mostra në eksperimentet paraprake;

· integrale, bazuar në krahasimin e vlerësimit të aktivitetit të burimeve AE me fuqinë relative të këtyre burimeve në çdo interval regjistrimi. Në këtë rast, për të përcaktuar është e nevojshme të përcaktohet në studimet paraprake vlera e koeficientit;

· lokal-dinamik, duke përdorur një ndryshim në numrin e AE-ve të ngjarjeve të vendndodhjes në fazat e mbajtjes së presionit dhe dinamikën e ndryshimeve në energjinë ose amplituda në katror të ngjarjes së vendosur me rritjen e ngarkesës së objektit. Ky kriter përdoret për të vlerësuar gjendjen e objekteve, struktura dhe vetitë materiale të të cilave nuk dihen saktësisht. Kjo rrethanë e bën këtë kriter praktikisht domethënës, veçanërisht kur diagnostikohet në terren;

· integral-dinamik, i cili klasifikon burimin AE në varësi të llojit dhe renditjes së tij. Lloji i burimit përcaktohet nga dinamika e çlirimit të energjisë, bazuar në amplituda e sinjaleve AE gjatë intervalit të vëzhgimit. Rangu i një burimi përcaktohet duke llogaritur koeficientin e përqendrimit të tij C dhe energjinë totale. Për të llogaritur koeficientin e përqendrimit, është e nevojshme të përcaktohet rrezja mesatare e burimit AE. Në të njëjtën kohë, vlera nuk përcaktohet nga pajisjet e emetimit akustik, gjë që pengon zbatimin e këtij kriteri në praktikë;

· Kriteret e kodit ASME, të destinuara për vendndodhjen e zonës dhe që kërkojnë njohuri për vlerat e lejuara të parametrave AE, i cili përfshin një studim paraprak të vetive të materialeve nën kontroll dhe duke marrë parasysh objektin e testimit si një kanal akustik.

Teknologjia MONPAC parashikon klasifikimin e burimeve AE në përputhje me vlerat "Indeksin e Forcës" dhe "Indeksin Historik". Klasa përcaktohet nga një diagram planar në varësi të vlerës së këtyre indekseve. Ky klasifikim përdoret në teknologjinë MONPAC duke përdorur pajisje nga PAC (Physical Acoustics Corporation).

Sipas kritereve të AE të vazhdueshme, të monitoruara zakonisht gjatë zbulimit të rrjedhjeve, situata klasifikohet si më poshtë:

· Klasa 1 - mungesa e AE të vazhdueshme;

· Klasa 4 - regjistrimi i AE të vazhdueshme.

Që të ndodhë efekti AE, energjia duhet të çlirohet. Modelet e rrezatimit AE të një materiali, të shkaktuara nga ristrukturimi dinamik lokal i strukturës së tij, duke përfshirë si deformimin plastik, ashtu edhe formimin dhe rritjen e çarjeve, studiohen nën tensionin mekanik të mostrave përkatëse.

Si rregull, AE gjatë deformimit plastik është një emetim i tipit të vazhdueshëm, që ka formën e një sinjali radio të vazhdueshëm, i ngjashëm me zhurmën. Për të karakterizuar procesin AE, shpesh përdoret vlera e emetimit akustik - një parametër që merr parasysh numrin e pulseve dhe amplituda e tyre, në përpjesëtim me produktin e aktivitetit ose shpejtësinë e numërimit dhe amplituda mesatare e sinjaleve për njësi të kohës. Për shumicën e metaleve, gjatë deformimit të tyre plastik, aktiviteti maksimal, shpejtësia e numërimit dhe vlera efektive e AE përputhet me stresin e rrjedhshmërisë.

Figura 10.3 tregon varësinë e vlerës efektive të AE () gjatë tensionit të mostrave të lëmuara, të kombinuara me diagramin sforcim ()-deformim (). Varësia 1 korrespondon me hekurin Armco dhe çelikun me karbon të ulët (me përmbajtje karboni deri në 0,015%) dhe përfaqëson një AE të vazhdueshme me një maksimum në zonën e rendimentit të dhëmbit (platformë). Varësia 2 është tipike për çelikun strukturor të karbonit që përmban karbide, dhe përveç AE të vazhdueshme, përfshin impulse të veçanta me amplitudë të lartë që lidhen me shkatërrimin e pllakave të çimentitit në çelik pearlit.

Figura 10.3.Varësia e vlerës efektive të AE (U) nga tensioni i mostrave të lëmuara, të kombinuara me diagramin e stresit () - sforcimi ()

Aktiviteti maksimal i AE në zonën e dhëmbit dhe rendimentit shpjegohet me formimin masiv dhe lëvizjen e defekteve (dislokimeve) të rrjetës kristalore gjatë kalimit në deformim plastik dhe akumulimin e ndryshimeve të pakthyeshme në strukturë. Pastaj aktiviteti zvogëlohet për faktin se lëvizja e dislokimeve të sapoformuara është e kufizuar nga ato ekzistuese. Me ngarkim të përsëritur, shfaqet një efekt "pakthyeshmëri", i quajtur efekti Kaiser. Ai qëndron në faktin se kur ngarkohet përsëri pas një periudhe të shkurtër kohe në një nivel fiks të ndjeshmërisë së pajisjes, AE nuk regjistrohet derisa të tejkalohet niveli i ngarkesës i arritur më parë. Në fakt, sinjalet AE shfaqen që në fillim të ngarkimit, por madhësia e tyre është aq e vogël sa është nën nivelin e ndjeshmërisë së pajisjes. Në të njëjtën kohë, me ngarkime të përsëritura pas një kohe të gjatë, AE regjistrohet në një nivel ngarkese që është më i ulët se ai i arritur më parë. Ky efekt, i quajtur efekti Felicita, shpjegohet me lëvizjen e kundërt të dislokimeve kur ngarkesa hiqet.

Rreziku më i madh përfaqësohet nga defektet si çarje, zhvillimi i të cilave në shumicën e rasteve çon në aksidente dhe shkatërrim strukturor. Formimi dhe rritja e një çarje ndodh papritur dhe shoqërohet nga impulse të ndryshme të veçanta të amplitudës përkatëse. Në materialet me çarje natyrale dhe prerje artificiale, përqendrimi i stresit ndodh në majë të defektit kur objekti ngarkohet me ngarkesa pune ose provë. Kur stresi lokal arrin pikën e rrjedhjes së materialit, formohet një zonë deformimi plastik. Vëllimi i kësaj zone është proporcional me nivelin e stresit, i cili karakterizohet nga faktori i intensitetit të këtyre sforcimeve TE. Kur streset lokale tejkalojnë forcën në tërheqje, ndodh një mikrofrakturë - një rritje e papritur e gjatësisë së defektit, e shoqëruar nga një puls AE. Numri i pulseve N rritet me rritjen TE. Varësia e AE totale N nga faktori i intensitetit të stresit TE duket si

Amplituda e sinjaleve AE gjatë rritjes së çarjes mund të arrijë 85 dB ose më shumë. Për deformimin plastik, amplituda e sinjaleve AE zakonisht nuk kalon 40 ... 50 dB. Kështu, ndryshimi në amplituda AE është një nga shenjat kryesore të ndryshimit midis deformimit plastik dhe rritjes së çarjes.

Rezultatet e monitorimit të AE paraqiten në formën e një liste të burimeve të regjistruara të AE të caktuara për një klasë të caktuar duke përdorur një kriter të pranuar. Vendndodhja e burimit tregohet në skanimin e sipërfaqes së objektit të kontrolluar (Figura 10.4). Gjendja e objektit të kontrolluar, nga ana tjetër, vlerësohet nga prania e burimeve AE të një klase ose një tjetër në të.

Figura 10.4.Skema e vendndodhjes së burimeve AE në skanimin e anijes dhe vendndodhjen e defekteve të regjistruara:

1 - guaskë 1; 2 - guaska 2; 3 - hyrja e ajrit; 4 - guaska 3; 5 - fundi i poshtëm; 6 - montimi i kullimit të kondensatorit; 7 - puseta; 8 - montimi i matësit të presionit; 9 - montimi i valvulës së sigurisë; 10 - fundi i sipërm; I‑VIII - numrat e marrësve AE

Nëse gjendja teknike e një objekti vlerësohet pozitivisht në bazë të rezultateve të monitorimit të AE ose nuk ka burime të regjistruara të AE, nuk kërkohet përdorimi i llojeve shtesë të kontrollit. Kur zbulohen burimet AE të klasës së dytë dhe të tretë, përdoren lloje shtesë të testeve jo-shkatërruese për të vlerësuar pranueshmërinë e burimeve të identifikuara AE.

Pajisjet e kontrollit AE

Struktura e pajisjeve të monitorimit AE përcaktohet nga detyrat kryesore të mëposhtme: marrja dhe identifikimi i sinjaleve AE, amplifikimi dhe përpunimi i tyre, përcaktimi i vlerave të parametrave të sinjalit, regjistrimi i rezultateve dhe lëshimi i informacionit. Pajisjet ndryshojnë në shkallën e kompleksitetit, qëllimit, transportueshmërisë dhe klasës në varësi të sasisë së informacionit të marrë. Më e përhapura është pajisja me shumë kanale, e cila lejon, së bashku me parametrat AE, të përcaktojnë koordinatat e burimeve të sinjalit me regjistrimin e njëkohshëm të parametrave të testimit (ngarkesa, presioni, temperatura, etj.). Diagrami funksional i pajisjeve të tilla është paraqitur në Figurën 10.5.

Figura 10.5.Diagrami funksional i pajisjeve monitoruese të AE

Pajisja përfshin elementët kryesorë të mëposhtëm të lidhur me linja kabllore: 1 - dhënës të emetimeve akustike (AEC); 2 - para-përforcues; 3 - filtra të frekuencës; 4 - amplifikatorët kryesorë; 5 - blloqe të përpunimit të sinjalit; 6 - procesori kryesor për përpunimin, ruajtjen dhe paraqitjen e rezultateve të inspektimit; 7 - paneli i kontrollit (tastierë); 8 - monitor video; 9 - sensorë dhe linja kabllore të kanaleve parametrike.

Elementet e pajisjeve 3 - 8, si rregull, bëhen strukturore në formën e një blloku (treguar në figurën 10.5 me një vijë me pika) bazuar në një kompjuter laptop.

Konvertuesi i emetimeve akustike përdoret për të kthyer dridhjet akustike elastike në sinjale elektrike dhe është elementi më i rëndësishëm i kompleksit harduerik të kontrollit AE. Më të përhapurit janë PAE piezoelektrike, dizajni i të cilave ndryshon pak nga transduktorët piezoelektrikë (PET) të përdorura në testimin me ultratinguj.

Sipas dizajnit, dallohen llojet e mëposhtme të PAE:

· njëpolëshe dhe diferenciale;

· rezonante, me brez të gjerë ose brez;

· i kombinuar me një parapërforcues ose jo i kombinuar.

Sipas nivelit të ndjeshmërisë, PAE ndahen në katër klasa (1-4), sipas diapazoneve të frekuencës - në frekuencë të ulët (deri në 50 kHz), standarde industriale (50...200 kHz), industriale speciale (200 ...500 kHz) dhe frekuencë të lartë (më shumë se 500 kHz). Zbutja e dridhjeve elastike zvogëlohet me zvogëlimin e frekuencës së tyre, kështu që PAE me frekuencë të ulët përdoren kryesisht kur monitorohen objektet e zgjatura, si tubacionet dhe objektet me amortizimin e lartë të dridhjeve.

PAE speciale përdoren për të kontrolluar objekte të vogla me gjatësi deri në 1 m, ato me frekuencë të lartë përdoren kur kryhen kërkime laboratorike.

Në varësi të karakteristikave të amplitudës-frekuencës, PAE-të dallohen si rezonante (passband 0.2, ku është frekuenca e funksionimit të PAE), brez-pass (gjerësia e brezit 0.2...0.8) dhe broadband (gjerësia e brezit më shumë se 0.8).

Dallimi kryesor midis PAE dhe sondave direkte është veçoritë e amortizimit të nevojshme për të zbutur dridhjet e lira natyrore të pllakës piezoelektrike, si dhe trashësia e vetë pllakës piezoelektrike. Ana e pasme e piezoplates PAE mund të mbetet e lirë ose pjesërisht ose plotësisht e lagur.

Një nga karakteristikat kryesore të PAE është koeficienti i konvertimit k, i përcaktuar nga shprehja

ku është tensioni maksimal elektrik në pllakën piezoelektrike, V; - zhvendosja maksimale elastike e grimcave të objektit të kontrolluar drejtpërdrejt nën PAE, m.

Koeficienti i konvertimit ka dimensionin V/m dhe përcakton ndjeshmërinë e PAE. Vlera maksimale e k ndodh në PAE rezonante me brez të ngushtë, pjesa e pasme e të cilave pllaka piezoelektrike nuk është e lagur. Amortizimi mekanik çon në barazimin e ndjeshmërisë së PAE në një gamë më të gjerë, por ndjeshmëria absolute (koeficienti i konvertimit k) zvogëlohet ndjeshëm.

Fiksimi i PAE në sipërfaqen e objektit të provës kryhet në mënyra të ndryshme: duke përdorur ngjitës, kapëse, kapëse, mbajtëse magnetike, duke përdorur kllapa të instaluara në mënyrë të përhershme, etj. Në praktikën e testimit të AE industriale, përdoren kryesisht PAE rezonante, pasi ato ndjeshmëria është shumë më e lartë. Dizajni i njërit prej këtyre konvertuesve është paraqitur në Figurën 10.6.

Figura 10.6.Skema e dizajnit rezonant PAE të SHA Eltest:

1 - pranverë gjethe;

2 - magnet i përhershëm i mbajtësit magnetik;

3 - trupi; 4 - kapak presioni;

5 - kllapa sferike e vetë-rregulluar;

6 - lidhës elektrik; 7 - element piezoelektrik;

8 - mbrojtës qeramike

PAE sigurohet duke përdorur një kapëse magnetike. Për të siguruar ndjeshmëri maksimale, pjesa e pasme e pllakës është e lirë dhe sipërfaqja anësore laget vetëm 30% me përbërjen.

Konvertuesi i emetimit akustik lidhet me një kabllo të shkurtër (jo më shumë se 30 cm të gjatë) me parapërforcuesin (shih Figurën 10.5). Së bashku me amplifikimin (zakonisht deri në 40 dB), paraamplifikuesi përmirëson raportin sinjal-zhurmë kur transmeton një sinjal përmes një linje kabllore në njësinë kryesore të pajisjes (3 - 8), në distancë në një distancë deri në 150. .200 m.

Filtri vendos spektrin e transmetimit të frekuencës. Filtri rregullohet në mënyrë të tillë që të ndërpresë sa më shumë zhurmën e frekuencave të ndryshme.

Përforcuesi kryesor është krijuar për të përmirësuar sinjalin që dobësohet pas kalimit përmes linjës kabllore. Ka një përgjigje uniforme amplitudë-frekuencë me një fitim prej 60 ... 80 dB.

Për të shtypur ndërhyrjen elektromagnetike, i gjithë kanali, duke përfshirë PAE, parapërforcuesin, njësinë kryesore dhe linjat kabllore lidhëse, është i mbrojtur. Gjithashtu përdoret shpesh një metodë diferenciale e shtypjes së ndërhyrjeve elektromagnetike, bazuar në faktin se pllaka piezoelektrike PAE pritet në dy pjesë dhe njëra gjysma kthehet, duke ndryshuar kështu polarizimin e saj. Më pas, sinjalet nga secila gjysmë përforcohen veçmas, faza e sinjaleve në njërën nga gjysmat ndryshohet me l dhe shtohen të dy sinjalet. Si rezultat, ndërhyrja elektromagnetike është jashtë fazës dhe e shtypur.

Njësia e përpunimit të sinjalit regjistron kohën e mbërritjes së tyre, regjistron sinjalet mbi nivelin e caktuar të diskriminimit, i konverton sinjalet në formë dixhitale dhe i ruan ato. Përpunimi përfundimtar i sinjaleve AE të regjistruara përmes kanaleve të ndryshme kryhet duke përdorur procesorin kryesor, i cili gjithashtu përcakton vendndodhjen (vendndodhjen) e burimit të sinjaleve AE. Kur monitoroni një objekt linear (për shembull, një tubacion), mjafton të keni dy PAE; për objekte planare me dimensione të përgjithshme të krahasueshme dhe një sipërfaqe të madhe - të paktën tre PAE që rrethojnë burimin.

Sinjalet nga një burim AE si një çarje karakterizohen nga fakti se ato emetohen nga një burim, ato janë afatshkurtra dhe koha e mbërritjes së tyre në PAE pasqyron distancën deri në çarje. Pozicioni i burimit AE në rrafsh gjendet me metodat e trekëndëshit. Bazuar në shpejtësinë e përhapjes së valës në material dhe ndryshimin në kohët e mbërritjes së sinjalit në PAE të ndryshme, llogaritet vendndodhja e një grupi pikash për burimin AE, të cilat do të vendosen në rrathë me rreze , dhe nga PAE-të përkatëse (Figura 10.7a). Pozicioni i vetëm i vërtetë i burimit AE përcaktohet nga zgjidhja e trekëndëshave për të cilët njihen të gjithë trekëndëshat. Për ta bërë këtë, koordinatat e PAE në produkt fiksohen me saktësinë më të lartë të mundshme dhe futen përpara testimit në bllokun 6 në skanimin e sipërfaqes (shih Figurën 10.5).

Figura 10.7.Skemat e vendndodhjes së burimit AE:

a - planar (në një aeroplan); b - lineare

Diagrami linear i vendndodhjes është paraqitur në figurën 10.7, b. Nëse burimi AE nuk ndodhet në mes midis PAE-ve, atëherë sinjali në PAE-në e largët do të arrijë më vonë se në atë të afërt. Pasi të keni fiksuar distancën midis PAE dhe ndryshimit në kohën e mbërritjes së sinjalit, koordinatat e vendndodhjes së defektit llogariten duke përdorur formulat

Metoda AE ju lejon të kontrolloni të gjithë sipërfaqen e objektit të testimit. Për të kryer testimin, duhet të sigurohet akses i drejtpërdrejtë në zonat e sipërfaqes së objektit të provës për instalimin e PAE. Në mungesë të një mundësie të tillë, për shembull, gjatë kryerjes së monitorimit periodik ose të vazhdueshëm të tubacioneve kryesore nëntokësore pa i çliruar ato nga toka dhe pa i izoluar ato, mund të përdoren valë-valorë që janë të fiksuar përgjithmonë në objektin e kontrolluar.

Saktësia e vendndodhjes duhet të jetë jo më pak se dy trashësi muri ose 5% e distancës ndërmjet PAE-ve, cilado qoftë më e madhe. Gabimet në llogaritjen e koordinatave përcaktohen nga gabimet në matjen e kohës së mbërritjes së sinjalit në konvertues. Burimet e gabimit janë:

· gabim në matjen e intervaleve kohore;

· dallimi ndërmjet rrugëve reale të përhapjes dhe atyre të pranuara teorikisht;

· prania e anizotropisë në shpejtësinë e përhapjes së sinjalit;

· ndryshimi i formës së sinjalit si rezultat i përhapjes nëpër strukturë;

· mbivendosja kohore e sinjaleve, si dhe veprimi i disa burimeve;

· regjistrimi i llojeve të ndryshme të konvertuesve të valëve;

· gabim në matjen (caktimin) e shpejtësisë së zërit;

· gabim në specifikimin e koordinatave PAE dhe përdorimin e valëve.

Para ngarkimit të objektit, kontrollohet funksionaliteti i pajisjes dhe gabimi në përcaktimin e koordinatave vlerësohet duke përdorur një simulator. Instalohet në një pikë të zgjedhur të objektit dhe leximet e sistemit të përcaktimit të koordinatave krahasohen me koordinatat reale të simulatorit. Një transduktor piezoelektrik, i ngacmuar nga impulset elektrike nga një gjenerator, përdoret si një simulator. Për të njëjtin qëllim mund të përdoret i ashtuquajturi burim Su-Nielsen (thyerja e një shufre grafiti me diametër 0,3...0,5 mm, fortësia 2T (2H)).

Vizualizimi i vendndodhjes së burimeve AE kryhet duke përdorur një monitor video, në të cilin burimet përshkruhen në vendin përkatës në skanimin e objektit të kontrolluar (shih Figurën 10.4) në formën e pikave të ndritshme me shkëlqim, ngjyrë ose formë të ndryshme (në varësi të softuerit të përdorur). Dokumentimi i rezultateve të kontrollit kryhet duke përdorur pajisje të përshtatshme periferike të lidhura me procesorin kryesor.

Metoda e diskutuar më sipër për përcaktimin e vendndodhjes së burimeve AE, bazuar në matjen e diferencës në kohën e mbërritjes së sinjaleve, mund të përdoret vetëm për AE diskrete. Në rastin e AE të vazhdueshme, bëhet e pamundur të përcaktohet koha e vonesës së sinjalit. Në këtë rast, koordinatat e burimit AE mund të përcaktohen duke përdorur të ashtuquajturën metodë amplitude, bazuar në matjen e amplitudës së sinjalit me AE të ndryshme. Në praktikën diagnostike, kjo metodë përdoret për të zbuluar rrjedhjet përmes vrimave të një produkti të kontrolluar. Ai konsiston në ndërtimin e një grafiku bar të amplitudës së sinjalit të burimit të marrë nga PAE të ndryshme (Figura 10.8). Analiza e një histogrami të tillë ju lejon të identifikoni zonën e vendndodhjes së rrjedhjes. I përshtatshëm për diagnostikimin e objekteve lineare si tubacionet e naftës dhe gazit.

Sistemet e monitorimit diagnostik të bazuar në metodën e kontrollit AE janë më universalet. Zgjidhja harduerike për një sistem të tillë zakonisht përfshin:

Figura 10.8. Ilustrimi i metodës së amplitudës për përcaktimin e burimeve AE: 1-7 - numrat e marrësve AE

· njësi standarde të pajisjeve të emetimit akustik;

· njësitë e koordinimit dhe komutimit për të gjitha llojet e dhënësve primar të llojeve shtesë të testimit jo-shkatërrues, përbërja e të cilave përcaktohet nga lloji i objektit të kontrolluar;

· Njësitë e kontrollit dhe vendimmarrjes bazuar në rezultatet e informacionit diagnostik për gjendjen aktuale të objektit të kontrolluar.

Figura 10.8.Ilustrimi i metodës së amplitudës për përcaktimin e burimeve AE: 1-7 - numrat e marrësve AE

Procedura dhe fusha e zbatimit të kontrollit të AE

Për çdo objekt është zhvilluar një teknologji e përshtatshme kontrolli. Puna për kontrollin e AE fillon me instalimin e PAE në objekt. Instalimi kryhet drejtpërdrejt në sipërfaqen e pastruar të objektit ose duhet të përdoret një valëzues i përshtatshëm. Për të lokalizuar burimet AE në një objekt vëllimor me sipërfaqe të madhe, AE vendosen në formën e grupeve (antenave), secila prej të cilave përdor të paktën tre konvertues. Në një strukturë lineare, dy PAE përdoren në secilin grup. Vendosja e PAE dhe numri i grupeve të antenave përcaktohet nga konfigurimi i objektit dhe vendosja optimale e PAE, e shoqëruar me dobësimin e sinjalit dhe saktësinë e përcaktimit të koordinatave të burimit AE.

Në varësi të konfigurimit, objekti ndahet në seksione të veçanta elementare: lineare, të sheshta, cilindrike, sferike. Për çdo seksion, zgjidhet faqosja e duhur e konvertuesve. Distanca midis AE-ve zgjidhet në atë mënyrë që sinjali i simulatorit AE (një kthesë në shufrën grafike), i vendosur kudo në zonën e kontrolluar, të zbulohet nga numri minimal i konvertuesve të kërkuar për llogaritjen e koordinatave.

Vendosja e PAE duhet, si rregull, të sigurojë kontrollin e të gjithë sipërfaqes së objektit. Megjithatë, në një sërë rastesh, veçanërisht kur monitorohen objekte me përmasa të mëdha, lejohet vendosja e PAE vetëm në ato zona të objektit që konsiderohen më të rëndësishmet.

Pas instalimit të PAE në objektin e kontrolluar, funksionaliteti i sistemit AE kontrollohet duke përdorur një simulator AE të vendosur në një distancë të caktuar nga çdo PAE. Devijimi i amplitudës së regjistruar të sinjalit AE nuk duhet të kalojë ± 3 dB vlera mesatare për të gjitha kanalet. Fitimi i kanalit dhe pragu i diskriminimit të amplitudës zgjidhen duke marrë parasysh gamën e pritshme të amplitudës së sinjaleve AE. Gjithashtu kryhen edhe kontrolle të tjera të parashikuara nga teknologjia e kontrollit të këtij objekti.

Monitorimi AE i gjendjes teknike të objekteve që ekzaminohen kryhet vetëm kur në strukturë krijohet një gjendje e stresuar, e cila fillon funksionimin e burimeve të AE në materialin e objektit. Për ta bërë këtë, pas kryerjes së punës përgatitore dhe rregulluese, objekti i nënshtrohet ngarkimit me forcë, presion, fushë të temperaturës, etj. Zgjedhja e llojit të ngarkesës përcaktohet nga dizajni i objektit dhe kushtet e tij të funksionimit, natyra e provave dhe jepet në teknologjinë AE për monitorimin e një objekti specifik.

Testimi jo destruktiv (NDT) është kontrolli i vetive dhe parametrave të një objekti, gjatë të cilit nuk duhet të cenohet përshtatshmëria e objektit për përdorim dhe funksionim.

Metodat tradicionale të testimit jo shkatërrues (të tilla si tejzanor, rrezatim, rrymë vorbull) zbulojnë parregullsi gjeometrike duke emetuar një formë energjie në strukturën në studim. Emetimi akustik përdor një qasje të ndryshme: së pari, burimi i sinjalit është vetë materiali, dhe jo një burim i jashtëm, d.m.th. metoda është pasive (dhe jo aktive, si shumica e metodave të tjera të kontrollit). Së dyti, ndryshe nga metodat e tjera, emetimi akustik zbulon lëvizjen e një defekti, dhe jo inhomogjenitetet statike që lidhen me praninë e defekteve, d.m.th. Metoda e emetimit akustik zbulon defektet në zhvillim, dhe për këtë arsye më të rrezikshmet.

Rritja e plasaritjes, thyerja e përfshirjes, delaminimi, korrozioni, fërkimi, brishtësia e hidrogjenit, rrjedhja e lëngut ose gazit, etj. janë shembuj të proceseve që prodhojnë emetime akustike që mund të zbulohen dhe studiohen në mënyrë efikase duke përdorur këtë teknologji.

Figura më poshtë ofron një ilustrim që shpjegon metodën e testimit të emetimeve akustike.

Metoda e kontrollit AE

Kur një sinjal zbulohet në marrësin 1 dhe 2, regjistrohet përkatësisht koha e mbërritjes së sinjalit t1 dhe t2. Bazuar në t1 dhe t2 të regjistruara, përcaktohet diferenca në kohën e mbërritjes së sinjalit ∆t = t2 – t1. Më pas, duke përdorur shpejtësinë e njohur të zërit në material dhe koordinatat e njohura të marrësve, llogariten koordinatat e burimit të emetimit (defektit) akustik. Paraqitja e konvertuesve dhe numri i tyre mund të jenë të ndryshëm. Sa më shumë sensorë, aq më saktë mund të përcaktohet vendndodhja e defektit.

Metoda e monitorimit të emetimeve akustike ka një ndjeshmëri shumë të lartë ndaj defekteve në rritje - lejon që dikush të zbulojë, në kushte funksionimi, një rritje të çarjes në rendin e fraksioneve të një milimetri. Ndjeshmëria maksimale e pajisjeve të emetimit akustik, sipas vlerësimeve teorike, është rreth 1x10-6 mm2, që korrespondon me zbulimin e një rritje në gjatësinë e një çarje me një gjatësi prej 1 mikron me 1 mikron.

Rekomandohet përdorimi i një dhënës piezoelektrik të ngacmuar nga impulset elektrike nga një gjenerator si një imitues i sinjaleve të emetimit akustik. Gama e frekuencës së pulsit të simulimit duhet të korrespondojë me diapazonin e frekuencës së sistemit të kontrollit. Është gjithashtu e mundur të përdoret një burim Su-Nielsen [thyerje e një shufre grafiti me diametër 0,3-0,5 mm, fortësi 2T (2H)] si një simulues i sinjaleve AE.

Karakteristikat karakteristike të metodës së emetimit akustik

Përparësitë kryesore të metodës së emetimit akustik ndaj metodave tradicionale të testimit jo-shkatërrues janë si më poshtë:

Integriteti i metodës, e cila qëndron në faktin se, duke përdorur një ose më shumë sensorë të instaluar pa lëvizje në sipërfaqen e një objekti, është e mundur të monitorohet i gjithë objekti (kontroll 100%). Kjo veti e metodës është veçanërisht e dobishme kur studion sipërfaqet e vështira për t'u arritur (të paarritshme) të një objekti të kontrolluar.

Ndryshe nga metodat e skanimit të testimit jo shkatërrues, metoda AE nuk kërkon përgatitje të kujdesshme të sipërfaqes së objektit të provës. Për rrjedhojë, inspektimi dhe rezultatet e tij nuk varen nga gjendja e sipërfaqes dhe cilësia e përpunimit të saj. Mbulesa izoluese (nëse ka) hiqet vetëm në vendet ku janë instaluar sensorët.

Zbulimi dhe regjistrimi i vetëm defekteve në zhvillim, e cila bën të mundur klasifikimin e defekteve jo nga madhësia (ose karakteristika të tjera indirekte - forma, pozicioni, orientimi i defekteve), por nga shkalla e rrezikut të tyre (ndikimi në forcë) për objektin e kontrolluar.

Performancë e lartë, shumë herë më e lartë se performanca e metodave tradicionale të testimit jo shkatërrues, si tejzanor, radiografik, rrymë vorbull, magnetike, etj.

Largësia e metodës– aftësia për të kryer kontroll në një distancë të konsiderueshme të operatorit nga objekti në studim. Kjo veçori e metodës lejon që ajo të përdoret në mënyrë efektive për kontrollin (monitorimin) e strukturave kritike të përmasave të mëdha, objekteve të zgjatura ose veçanërisht të rrezikshme pa i nxjerrë ato jashtë shërbimit dhe pa dëmtuar personelin.

Aftësia për të monitoruar procese të ndryshme teknologjike dhe për të vlerësuar gjendjen teknike të një objekti në kohë reale, i cili ju lejon të parandaloni shkatërrimin emergjent të objektit të kontrolluar.

SKEMA PËR KRYERJEN E KËRKIMIT EKSPERIMENTALE

6.1. Skemat e rekomanduara për kryerjen e studimeve eksperimentale duke përdorur një bllok kalibrimi janë paraqitur në Fig. 2 dhe 3. Në Fig. Figura 2 tregon një diagram në të cilin një kapilar xhami 4 vendosur midis fundit të pajisjes ngarkuese 6 dhe sipërfaqen e punës së bllokut të kalibrimit 1. Pajisja e ngarkimit mund të bëhet në formën e një vidë ose pajisje, duke ju lejuar të rrisni pa probleme ngarkesën në intervalin 1 - 50 Njuton (N).

Oriz. 3. Skema e matjes 2:

1 - bllok i kalibruar; 2 - PAE e kalibruar; 3 - konverteri i referencës; 4 - kapilar; 5 - pllakë piezoelektrike për matjen e forcës së shufrës; 6 - pajisje ngarkimi; 7 - oshiloskop dixhital; 8 - përforcues ngarkimi; 9- metër

Kur një kapilar thyhet, një shqetësim mekanik në formën e një funksioni hapi përhapet mbi sipërfaqen e bllokut. Koha e ngritjes së funksionit nuk kalon 0,1 μs. Madhësia e forcës matet duke përdorur një element piezoelektrik 5 , i vendosur në vidën e ngarkimit dhe i kalibruar paraprakisht. Matjet e forcës bëhen duke përdorur një përforcues ngarkimi 8, lidhur me një pajisje matës 9.

Transduktori i referencës (kondensator, lazer ose piezoelektrik i kalibruar) dhe PAE e kalibruar vendosen në mënyrë simetrike në lidhje me burimin e sinjalit dhe në të njëjtën distancë prej tij - 50 - 100 mm.

Sinjalet elektrike që vijnë nga dy konvertues futen në një oshiloskop dixhital të ruajtjes me dy kanale dhe regjistrohen prej tij, pas së cilës krahasohen karakteristikat e konvertuesve dhe përcaktohen parametrat e PAE të kalibruar. Burimi: http://www.gosthelp.ru/text/RD0330099Trebovaniyakpreo.html

PLOTESUAR: PUNIM VIOLETTA

DHE VASILIEV DANIEL

Emetimet akustike(AE) - fenomeni i shfaqjes dhe përhapjes së dridhjeve elastike (valët akustike) gjatë deformimit të një materiali të stresuar. Në mënyrë sasiore, AE është një kriter për integritetin e një materiali, i cili përcaktohet nga rrezatimi i zërit i materialit gjatë ngarkimit të tij të kontrollit. Efekti i emetimit akustik mund të përdoret për të përcaktuar formimin e defekteve në fazën fillestare të dështimit strukturor.

(2) Parimi bazë i diagnostikimit të strukturave dhe strukturave inxhinierike është mbledhja pasive e informacionit nga një sërë sensorë të tingullit (dhe tejzanor) dhe përpunimi i tij për përcaktimin e mëvonshëm të shkallës së konsumit të strukturës.

Qëllimi i kontrollit të emetimeve akustike është të zbulojë, të përcaktojë koordinatat dhe të gjurmojë (monitorojë) burimet e emetimeve akustike të shoqëruara me ndërprerje në sipërfaqe ose në vëllimin e murit të anijes, nyjeve të salduara dhe pjesëve dhe përbërësve të prodhuar.

Monitorimi i emetimeve akustike të gjendjes teknike të objekteve që ekzaminohen kryhet vetëm kur në strukturë krijohet një gjendje e tensionuar, e cila fillon funksionimin e burimeve të emetimit akustik në materialin e objektit. Për ta bërë këtë, objekti i nënshtrohet ngarkimit me forcë, presion, fushë të temperaturës, etj. Zgjedhja e llojit të ngarkesës përcaktohet nga dizajni i objektit dhe kushtet e tij të funksionimit, si dhe nga natyra e provave.

(3) Metoda akustike e kontrollit të emetimeve

Testimi jo destruktiv (NDT) është kontrolli i vetive dhe parametrave të një objekti, gjatë të cilit përshtatshmëria e objektit për përdorim dhe funksionim nuk duhet të dëmtohet.

Kjo metodë ju lejon të zbuloni shumë shpejt rritjen edhe të çarjeve më të vogla, thyerjet e përfshirjeve, rrjedhjet e gazit ose lëngjeve. Kjo është, një numër i madh i proceseve të ndryshme që prodhojnë emetim akustik.

Nga pikëpamja e teorisë dhe praktikës së metodës së emetimit akustik, absolutisht çdo defekt mund të prodhojë sinjalin e vet. Në të njëjtën kohë, ai mund të udhëtojë në distanca mjaft të gjata (deri në dhjetëra metra) derisa të arrijë te sensorët. Për më tepër, një defekt jo vetëm që mund të zbulohet nga distanca;

por edhe duke llogaritur diferencën në kohët e mbërritjes së valëve tek sensorët e vendosur në vende të ndryshme.

(4) Rritja e plasaritjes, thyerja e përfshirjes, delaminimi, korrozioni, fërkimi, rrjedhja e lëngut ose gazit, etj. janë shembuj të proceseve që prodhojnë emetime akustike që mund të zbulohen dhe studiohen në mënyrë efikase duke përdorur këtë teknologji.

Figura më poshtë ofron një ilustrim që shpjegon metodën e testimit të emetimeve akustike.

Karakteristikat karakteristike të metodës së emetimit akustik

Përparësitë kryesore të metodës së emetimit akustik ndaj metodave tradicionale të testimit jo-shkatërrues janë si më poshtë:, i cili qëndron në faktin se, duke përdorur një ose më shumë sensorë të instaluar pa lëvizje në sipërfaqen e një objekti, është e mundur të monitorohet i gjithë objekti (kontroll 100%). Kjo veti e metodës është veçanërisht e dobishme kur studion sipërfaqet e vështira për t'u arritur (të paarritshme) të një objekti të kontrolluar.

Ndryshe nga metodat e skanimit të testimit jo shkatërrues, metoda AE nuk kërkon përgatitje të kujdesshme të sipërfaqes së objektit të provës.

Për rrjedhojë, inspektimi dhe rezultatet e tij nuk varen nga gjendja e sipërfaqes dhe cilësia e përpunimit të saj. Mbulesa izoluese (nëse ka) hiqet vetëm në vendet ku janë instaluar sensorët.

Performancë e lartë, shumë herë më e lartë se performanca e metodave tradicionale të testimit jo shkatërrues, si tejzanor, radiografik, rrymë vorbull, magnetike, etj.

Largësia e metodës – aftësia për të kryer kontroll në një distancë të konsiderueshme të operatorit nga objekti në studim. Kjo veçori e metodës lejon që ajo të përdoret në mënyrë efektive për kontrollin (monitorimin) e strukturave kritike të përmasave të mëdha, objekteve të zgjatura ose veçanërisht të rrezikshme pa i nxjerrë ato jashtë shërbimit dhe pa dëmtuar personelin. Aftësia për të monitoruar procese të ndryshme teknologjike dhe për të vlerësuar gjendjen teknike të një objekti

në kohë reale.

(5) , i cili ju lejon të parandaloni shkatërrimin emergjent të objektit të kontrolluar.

Raporti maksimal efikasitet-kosto

Aplikacionet

Metoda e emetimit akustik bën të mundur marrjen e sasive të mëdha të informacionit, shpejt dhe me kosto minimale për të rregulluar dhe zgjatur ciklin operativ të objekteve kritike industriale, dhe ndihmon në parashikimin e mundësisë së shkatërrimit emergjent dhe fatkeqësive. Metoda e monitorimit të emetimit akustik ofron gjithashtu mundësi të gjera kur studiohen vetitë e ndryshme të materialeve, substancave dhe strukturave. Sot, pa përdorimin e kontrollit dhe monitorimit akustik, krijimi dhe funksionimi i besueshëm i shumë objekteve teknike kritike nuk është më i mundur.

Ndërmarrjet e petëzimit të tubave dhe metalurgjisë;

Energjia termike dhe bërthamore;

Transporti hekurudhor;

Struktura ngritëse;

Strukturat e urave;

Inxhinieri e hapësirës ajrore;

Struktura prej betoni dhe betoni të armuar.

Metoda e emetimit akustikështë një mjet shumë efektiv për testimin dhe vlerësimin jo destruktiv të materialeve, bazuar në zbulimin e valëve elastike që krijohen gjatë deformimit të papritur të një materiali të stresuar. Këto valë përhapen nga burimi direkt te sensorët, ku më pas shndërrohen në sinjale elektrike. Pajisjet e monitorimit të emetimeve akustike matin këto sinjale dhe më pas shfaqin të dhëna mbi bazën e të cilave vlerësohet gjendja dhe sjellja e të gjithë strukturës së objektit në studim.

Metoda e emetimit akustik lidhet me diagnostikimin dhe synon identifikimin e gjendjes para thyerjes së një tubacioni duke identifikuar dhe analizuar zhurmën që shoqëron procesin e formimit dhe rritjes së çarjeve.

Për të regjistruar valët e emetimit akustik, përdoren pajisje që funksionojnë në një gamë të gjerë frekuencash - nga kHz në MHz.

Gjatë testimit, aplikimi i një ngarkese çon në shfaqjen e një sinjali akustik në zonën e para-thyerjes. Informacion për kohën e përhapjes së sinjalit, amplituda e tij, spektri i frekuencës, etj. ndihet nga sensorët akustikë piezoelektrikë. Përpunimi i informacionit të marrë shërben si bazë për të nxjerrë një përfundim në lidhje me natyrën, vendndodhjen dhe rritjen e defektit.

Burimet e emetimeve akustike. Monitorimi i sinjalit AE

Kur shkatërrohen, pothuajse të gjitha materialet lëshojnë tinguj, domethënë lëshojnë valë akustike që perceptohen nga veshi. Shumica e materialeve strukturore (për shembull, shumë metale dhe materiale të përbëra) fillojnë të lëshojnë dridhje akustike në pjesën ultrasonike (të padëgjueshme) të spektrit kur ngarkohen, shumë kohë përpara dështimit. Studimi dhe regjistrimi i këtyre valëve u bë i mundur me krijimin e pajisjeve speciale.

Emisioni akustik (emetim - emetim, gjenerim) i referohet shfaqjes së valëve elastike në një mjedis të shkaktuar nga një ndryshim në gjendjen e tij nën ndikimin e faktorëve të jashtëm ose të brendshëm. Metoda e emetimit akustik bazohet në analizën e këtyre valëve dhe është një nga metodat pasive të monitorimit akustik. Në përputhje me GOST 27655--88 "Emetimi akustik. Termat, përkufizimet dhe emërtimet” Mekanizmi për ngacmimin e emetimit akustik (AE) është një grup procesesh fizike dhe (ose) kimike që ndodhin në objektin e provës. Në varësi të llojit të procesit, AE ndahet në llojet e mëposhtme:

* AE e një materiali të shkaktuar nga ristrukturimi dinamik lokal i strukturës së tij;

* Fërkimi AE i shkaktuar nga fërkimi i sipërfaqeve të trupave të ngurtë në vendet ku aplikohen ngarkesa dhe në nyjet ku ndodh përputhja e elementeve të çiftëzimit;

* Rrjedhja AE e shkaktuar nga ndërveprimi i një lëngu ose gazi që rrjedh përmes një rrjedhjeje me muret e rrjedhjes dhe ajrin përreth;

* AE gjatë reaksioneve kimike ose elektrike që rezultojnë nga shfaqja e reaksioneve përkatëse, përfshirë ato që shoqërojnë proceset e korrozionit;

* AE magnetike dhe rrezatuese, të cilat lindin përkatësisht kur materialet rimagnetizohen (zhurma magnetike) ose si rezultat i ndërveprimit me rrezatimin jonizues;

* AE e shkaktuar nga transformimet fazore në substanca dhe materiale.

Sinjali nga burimi AE regjistrohet njëkohësisht me zhurmë të një niveli konstant ose të ndryshueshëm. Zhurma është një nga faktorët kryesorë që zvogëlon efektivitetin e kontrollit të AE. Për shkak të shumëllojshmërisë së arsyeve që shkaktojnë shfaqjen e tyre, zhurmat klasifikohen në varësi të:

*mekanizmi i gjenerimit (burimi i origjinës) - akustik (mekanik) dhe elektromagnetik;

* lloji i sinjalit të zhurmës - pulsues dhe i vazhdueshëm;

* vendndodhjet e burimit - të jashtme dhe të brendshme.

Burimet kryesore të zhurmës gjatë testimit AE të objekteve janë:

* spërkatja e lëngut në një enë, enë ose tubacion kur mbushet;

* Dukuritë turbulente hidrodinamike me shpejtësi të lartë ngarkimi;

*fërkimi në pikat e kontaktit midis një objekti dhe mbështetëseve ose pezullimit, si dhe në lidhjet fleksibël;

* funksionimi i pompave, motorëve dhe pajisjeve të tjera mekanike;

* efekti i interferencës elektromagnetike;

* ndikimi mjedisor (shiu, era, etj.);

* zhurma e vet termike e konvertuesit AE dhe zhurma e fazave hyrëse të amplifikatorit (parapërforcuesi).

Për të shtypur zhurmën dhe për të izoluar sinjalin e dobishëm, zakonisht përdoren dy metoda: amplituda dhe frekuenca. Amplituda konsiston në vendosjen e një niveli fiks ose lundrues të pragut të diskriminimit U n, nën të cilin pajisja AE nuk regjistron sinjale. Një prag fiks vendoset në prani të zhurmës në një nivel konstant, një prag lundrues vendoset në një nivel të ndryshueshëm. Pragu lundrues Un, i vendosur automatikisht duke monitoruar nivelin e përgjithshëm të zhurmës, lejon, ndryshe nga ai fiks, të përjashtojë regjistrimin e një pjese të sinjaleve të zhurmës si sinjal AE.

Pasi sinjali kalon nëpër filtrat dhe rrugën e amplifikimit, së bashku me transformimin e valëve në sipërfaqen e produktit të kontrolluar, ndodh shtrembërimi i mëtejshëm i pulseve fillestare të burimit AE. Ata fitojnë një karakter oscilues bipolar. Procedura e mëtejshme për përpunimin e sinjaleve dhe përdorimin e tyre si një parametër informues përcaktohet nga programet kompjuterike për marrjen e të dhënave dhe përpunimin e tyre pas, të përdorura në pajisjet përkatëse nga prodhues të ndryshëm. Korrektësia e përcaktimit të numrit të ngjarjeve dhe amplituda e tyre do të varet jo vetëm nga mundësia e regjistrimit të tyre (zgjidhja e pajisjes), por edhe nga mënyra e regjistrimit.

Pas përpunimit të sinjaleve të marra, rezultatet e monitorimit paraqiten në formën e burimeve të AE të identifikuara (për të përjashtuar defektet e rreme) dhe të klasifikuara.

Burimet e identifikuara dhe të identifikuara të AE rekomandohen të ndahen në katër klasa:

* i pari është një burim pasiv, i regjistruar për të analizuar dinamikën e zhvillimit të tij;

* e dyta është një burim aktiv që kërkon kontroll shtesë duke përdorur metoda të tjera;

* i treti është një burim kritikisht aktiv që kërkon monitorimin e zhvillimit të situatës dhe marrjen e masave për t'u përgatitur për një ulje të mundshme të ngarkesës;

* i katërti është një burim katastrofikisht aktiv, që kërkon një ulje të menjëhershme të ngarkesës në zero ose në një vlerë në të cilën aktiviteti i burimit zvogëlohet në nivelin e klasës së dytë ose të tretë.

* amplituda, bazuar në regjistrimin e amplitudave të pulseve (të paktën tre nga një burim) dhe krahasimin e tyre me vlerën e tejkalimit të pragut (A), që korrespondon me rritjen e një çarje në material.

* integrale, bazuar në krahasimin e vlerësimit të aktivitetit të burimeve AE F me fuqinë relative të këtyre burimeve J k në çdo interval regjistrimi.

* lokal-dinamik, duke përdorur ndryshimin në numrin e AE-ve të ngjarjeve të vendndodhjes në fazat e mbajtjes së presionit dhe dinamikën e ndryshimeve në energjinë ose amplituda katrore e ngjarjes së vendosur me rritjen e ngarkesës së objektit. Ky kriter përdoret për të vlerësuar gjendjen e objekteve, struktura dhe vetitë materiale të të cilave nuk dihen saktësisht.

* integral-dinamik, i cili klasifikon burimin AE në varësi të llojit dhe renditjes së tij. Lloji i burimit përcaktohet nga dinamika e çlirimit të energjisë, bazuar në amplituda e sinjaleve AE gjatë intervalit të vëzhgimit. Rangu i një burimi përcaktohet duke llogaritur koeficientin e përqendrimit të tij C dhe energjinë totale E.

* Kriteret e kodit ASME të destinuara për vendndodhjen e zonës dhe që kërkojnë njohuri për vlerat e lejuara të parametrave AE, gjë që presupozon një studim paraprak të vetive të materialeve të kontrolluara dhe duke marrë parasysh objektin e kontrolluar si një kanal akustik.

Vizualizimi i vendndodhjes së burimeve AE kryhet duke përdorur një monitor video, në të cilin burimet përshkruhen në vendin përkatës në skanimin e objektit të kontrolluar (shih Fig. 1) në formën e pikave të ndritura me shkëlqim të ndryshëm, ngjyra ose formë (në varësi të softuerit të përdorur). Dokumentimi i rezultateve të kontrollit kryhet duke përdorur pajisje të përshtatshme periferike të lidhura me procesorin kryesor.

Në rastin e AE të vazhdueshme, bëhet e pamundur të përcaktohet koha e vonesës së sinjalit. Në këtë rast, koordinatat e burimit AE mund të përcaktohen duke përdorur të ashtuquajturën metodë amplitude, bazuar në matjen e amplitudës së sinjalit me AE të ndryshme. Në praktikën diagnostike, kjo metodë përdoret për të zbuluar rrjedhjet përmes vrimave të një produkti të kontrolluar. Ai konsiston në ndërtimin e një grafiku bar të amplitudës së sinjalit të burimit të marrë nga PAE të ndryshme. Analiza e një histogrami të tillë ju lejon të identifikoni zonën e vendndodhjes së rrjedhjes. I përshtatshëm për diagnostikimin e objekteve lineare si tubacionet e naftës dhe gazit.

Sistemet e monitorimit diagnostik të bazuar në metodën e kontrollit AE janë më universalet. Zgjidhja harduerike për një sistem të tillë zakonisht përfshin:

* njësi standarde të pajisjeve të emetimit akustik;

* njësitë e koordinimit dhe komutimit për të gjitha llojet e dhënësve parësorë të llojeve shtesë të testimit jo shkatërrues, përbërja e të cilave përcaktohet nga lloji i objektit të kontrolluar;

* Njësitë e kontrollit dhe vendimmarrjes bazuar në rezultatet e informacionit diagnostik për gjendjen aktuale të objektit të kontrolluar.

Kontrolli kryhet vetëm kur në strukturë krijohet një gjendje e stresuar, e cila fillon funksionimin e burimeve AE në materialin e objektit. Për ta bërë këtë, objekti i nënshtrohet ngarkimit me forcë, presion, fushë të temperaturës, etj.

Vëzhgimi dhe kontrolli duhet të kryhen në të gjitha fazat e testimit. Disa lloje defektesh shfaqen gjatë periudhës së çlirimit të presionit. Kështu, ndërsa presioni zvogëlohet, sinjalet lindin nga fërkimi i skajeve të çarjes ndërsa mbyllen. Defekte të tilla si fryrje, të cilat më së shpeshti lindin gjatë hidrogjenizimit të metalit dhe manifestohen në delaminimin e metalit përgjatë trashësisë, zbulohen gjithashtu në fazën e lëshimit të presionit (fryrjet janë qartë të dukshme vizualisht nën ndriçimin e zhdrejtë dhe ndonjëherë ndjehen kur shtypet me dorë). Për të konfirmuar praninë e tyre, zakonisht përdoren metoda të testimit me ultratinguj.

Gjatë procesit të ngarkimit, rekomandohet të vëzhgoni vazhdimisht një pamje të përgjithshme të rrezatimit AE të objektit të testimit në ekranin e monitorit. Testet ndërpriten herët në rastet kur burimi i regjistruar AE i përket klasës së katërt. Objekti duhet të shkarkohet, testi ose të ndalet, ose duhet të përcaktohet burimi i AE dhe të vlerësohet siguria e vazhdimit të testeve. Një rritje e shpejtë (eksponenciale) e numrit total, amplitudës së pulsit, energjisë ose MARSE mund të jetë një tregues i rritjes së përshpejtuar të çarjes që çon në dështim.

Karakteristikat karakteristike të metodës së testimit AE, të cilat përcaktojnë aftësitë dhe shtrirjen e saj të aplikimit, janë si më poshtë:

* Metoda e kontrollit AE siguron zbulimin dhe regjistrimin e vetëm defekteve në zhvillim, gjë që bën të mundur klasifikimin e defekteve jo sipas madhësisë, por sipas shkallës së rrezikut të tyre. Në të njëjtën kohë, defektet e mëdha mund të klasifikohen si jo të rrezikshme, gjë që redukton ndjeshëm humbjet për shkak të refuzimit të tepërt. Në të njëjtën kohë, me zhvillimin e një defekti të rrezikshëm në rritje, kur dimensionet e tij i afrohen një vlere kritike, amplituda e sinjaleve AE dhe shkalla e gjenerimit të tyre rritet ndjeshëm, gjë që çon në një rritje të konsiderueshme të probabilitetit të zbulimit të një AE të tillë. burimi dhe rrit besueshmërinë e pajisjeve në përdorim;

* Ndjeshmëria e metodës së kontrollit AE është shumë e lartë. Ai bën të mundur zbulimin, në kushte funksionimi, një rritje të çarjes në rendin e fraksioneve të një milimetri, e cila tejkalon ndjeshëm ndjeshmërinë e metodave të tjera. Pozicioni dhe orientimi i objektit nuk ndikojnë në zbulimin e defekteve;

* Vetia e integritetit të metodës së kontrollit AE siguron kontrollin e të gjithë objektit duke përdorur një ose disa transduktorë kontrolli AE të vendosur të palëvizshëm në sipërfaqen e objektit;

* Metoda e testimit AE siguron aftësinë për të kontrolluar objektet pa hequr izolimin e tyre hidro- ose termik. Për të kryer testimin, mjafton të hapni izolimin vetëm në vendet ku janë instaluar konvertuesit, gjë që zvogëlon shumë vëllimin e punës restauruese;

* metoda ofron mundësinë e monitorimit në distancë të objekteve të paarritshme, si tubacionet nëntokësore dhe nënujore, pajisjet e strukturave të mbyllura, etj.;

* Metoda lejon monitorimin e proceseve të ndryshme teknologjike dhe proceseve të ndryshimit të vetive dhe gjendjes së materialeve dhe ka më pak kufizime që lidhen me vetitë dhe strukturën e tyre;

* gjatë monitorimit të objekteve industriale, metoda në shumë raste ka raportin maksimal të efikasitetit/kostos.

Një disavantazh i rëndësishëm i metodës është vështirësia e izolimit të sinjalit të dobishëm nga zhurma kur defekti është i vogël. Një tjetër disavantazh i rëndësishëm i metodës, së bashku me koston e lartë të pajisjeve, është nevoja për një operator kontrolli AE shumë të kualifikuar.

Më e përhapura është pajisja me shumë kanale, e cila lejon, së bashku me parametrat AE, të përcaktojnë koordinatat e burimeve të sinjalit me regjistrimin e njëkohshëm të parametrave të testimit (ngarkesa, presioni, temperatura, etj.).

PAE sigurohet duke përdorur një kapëse magnetike. Për të siguruar ndjeshmëri maksimale, pjesa e pasme e pllakës është e lirë dhe sipërfaqja anësore laget vetëm 30% me përbërjen.

Figura 2 - Paraqitja e burimeve AE në skanimin e anijes dhe vendndodhjen e defekteve të regjistruara: 1 -- guaska 1; 2 -- guaska 2; 3 -- hyrja e ajrit; 4 -- predha 3; 5 - fundi i poshtëm; 6 -- montimi i kullimit të kondensatorit; 7 -- puseta; 8 -- montim matës presioni; 9 -- montimi i valvulës së sigurisë; 10 -- fundi i sipërm; I--VIII -- numrat e marrësve AE

Aktualisht, një numër sistemesh përdoren në tubacione, funksionimi i të cilave bazohet në parime të ndryshme fizike.

Sistemet akustike regjistrojnë valët e krijuara nga rrjedhjet në diapazonin e frekuencës akustike. Këto sisteme përfshijnë: SNKGN-1, SNKGN-2 (Instituti Kërkimor i Introskopisë në Universitetin Politeknik Tomsk); "LeakWave" (kompania Energoavtomatika, Moskë); "Trap" (Project-Resource LLC, Nizhny Novgorod); "WaveAlert Acoustic Leak Detection System" (Acoustic Systems Incorporated, USA); "Sistemi i zbulimit të rrjedhjeve dhe ndikimit / goditjeve L.D.S." (Francë).

Sistemet parametrike bazohen në matjen e presionit dhe rrjedhës së produktit të pompuar. Ofrohen gjithashtu sisteme që funksionojnë në parime të tjera fizike, ndër të cilat, në veçanti, duhet theksuar një sistem monitorimi vibroakustik i bazuar në një kabllo me fibër optike; sensor (kabllo) me fibër optike për zbulimin e rrjedhjeve të vajit dhe produkteve të naftës; një sistem për monitorimin në distancë në internet të rrjedhjeve bazuar në matjen e përçueshmërisë së veshjes izoluese të tubacionit.

Sistemet akustike dhe parametrike kanë përparësi ndaj të tjerave për shkak të karakteristikave më të larta teknike dhe treguesve ekonomikë. Kur krahasojmë sistemet, një tregues i rëndësishëm është kostoja e pajisjeve, instalimi i saj dhe mirëmbajtja e vazhdueshme për 1 km gjatësi të tubacionit. Dhe nëse karakteristikat e të dy sistemeve janë të krahasueshme, atëherë preferenca, natyrisht, i jepet zhvillimit ekonomikisht më tërheqës.

Analiza e treguesve ekonomikë na lejon të ndajmë me kusht sistemet e listuara në dy grupe kostosh (sisteme të shpërndara dhe të zgjeruara), të cilat ndryshojnë në mënyrën e instalimit të pajisjeve në tubacion:

në sistemet e shpërndara, modulet e regjistrimit janë instaluar në tubacion, zakonisht në një distancë të konsiderueshme nga njëra-tjetra, dhe përdorin kanalet e disponueshme të komunikimit - radio, satelitore, telemekanike, fibra optike. Ky grup përfshin sistemet akustike dhe parametrike;

në sistemet e zgjeruara, pajisjet e instaluara kërkojnë vendosjen e një kanali shtesë komunikimi përgjatë tubacionit.

Për sistemet e shpërndara, kostoja e pajisjeve, instalimit dhe mirëmbajtjes së vazhdueshme për 1 km është afërsisht 10 herë më e ulët në krahasim me sistemet e zgjeruara.

Në të njëjtën kohë, nga analiza e karakteristikave teknike të këtyre sistemeve rezulton se ato sigurojnë regjistrim të rrjedhjeve të mëdha, të shoqëruara me rënie presioni dhe kanë një kufi ndjeshmërie që është rreth 1% e kapacitetit të tubacionit. Megjithatë, sisteme të tilla nuk regjistrojnë rrjedhje me intensitet të ulët (më pak se 1%). Për shembull, me një produktivitet prej 2000 m 3 / orë, një sistem me një ndjeshmëri prej 1% është i aftë të zbulojë vetëm një rrjedhje me një intensitet prej 333.3 l/min ose më shumë.

Ndjeshmëria e sistemeve në shqyrtim është e kufizuar nga "zhurma" e parametrave të matur. Kohët e fundit, produktiviteti i tubacioneve kryesore është rritur, gjë që çon në një rritje të "zhurmës" dhe një ulje të ndjeshmërisë së sistemeve. Zbatimi i vetëm një funksioni të monitorimit të gjendjes teknike në sistemet akustike është pengesë e tyre e rëndësishme.

Për të ofruar disa funksione, për shembull, zbulimin e rrjedhjeve, sigurinë e tubacionit, gjurmimin (kontrollin e vendndodhjes) të pajisjeve në linjë, është e nevojshme të instalohen 3 sisteme të ndryshme, gjë që çon në një ulje të besueshmërisë në zbatimin e funksioneve individuale dhe një rritje në kostot e përgjithshme.

Emetimi akustik është një metodë efektive për testimin dhe vlerësimin jo destruktiv të materialeve, bazuar në zbulimin e valëve elastike që krijohen nga deformimi i papritur i një materiali të stresuar. Valët udhëtojnë nga burimi direkt në sensorë, ku ato shndërrohen në sinjale elektrike. Pajisjet e monitorimit të emetimeve akustike matin këto sinjale, mbi bazën e të cilave vlerësohet gjendja dhe sjellja e strukturës së objektit në studim.

Metodat tradicionale të testimit jo shkatërrues (tejzanor, rrezatim, rrymë vorbull) bëjnë të mundur zbulimin e inhomogjeniteteve (defekteve) gjeometrike duke emetuar një formë energjie në strukturën e objektit. Në ndryshim nga këto metoda, testimi i emetimeve akustike përdor një qasje të ndryshme: nuk zbulon johomogjenitete gjeometrike, por lëvizje mikroskopike. Kjo qasje zbulon rritjen edhe të çarjeve, defekteve, përfshirjeve, rrjedhjeve të gazit ose lëngjeve më të vogla - një numër i madh procesesh të ndryshme që prodhojnë emetim akustik.

Karakteristikat kryesore të metodës së testimit akustik, të cilat përcaktojnë aftësitë dhe fushën e zbatimit të saj:

— Siguron zbulimin e defekteve sipas shkallës së rrezikshmërisë së tyre.
— Është shumë i ndjeshëm ndaj defekteve në rritje dhe lejon, në kushte operimi, të përcaktojë rritjen e çarjes deri në fraksione të milimetrave.
— Ndjeshmëria maksimale e pajisjeve, sipas vlerësimeve teorike, mund të jetë deri në 1*10(-6) mm2.
— Integriteti i metodës siguron kontrollin e të gjithë objektit duke përdorur një ose më shumë transduktorë të instaluar fiks në sipërfaqen e objektit.
— Metoda lejon monitorimin e një shumëllojshmërie të gjerë të proceseve teknologjike, si dhe proceset e ndryshimeve në vetitë dhe gjendjen e materialeve.
— Orientimi dhe pozicioni i objektit nuk ndikon në zbulimin e defekteve.
— Një tipar i metodës që kufizon përdorimin e saj është vështirësia e mundshme, në disa raste, në izolimin e sinjaleve të kërkuara nga zhurma. Nëse sinjalet janë të vogla në amplitudë, atëherë ndarja e tyre nga zhurma është një detyrë e vështirë.
- Ndërsa një defekt zhvillohet dhe madhësia e tij i afrohet një vlerës kritike, amplituda e sinjaleve dhe shpejtësia e gjenerimit të tyre rritet ndjeshëm. Kjo çon në një rritje të konsiderueshme të probabilitetit të zbulimit të një defekti.

Pajisjet e bazuara në metodat e testimit akustik mund të përdoren për të diagnostikuar objekte me ngarkesë të lartë dhe me përmasa të mëdha me rrezik të shtuar, si dhe objekte ku qasja në sipërfaqen e kontrollit është e kufizuar (lloje të caktuara tubacionesh, enë nën presion, kaldaja, rezervuarë, njësi). Metoda përdoret në mënyrë aktive për të kontrolluar një shumëllojshmëri të gjerë të objekteve gjatë prodhimit të tyre, gjatë testeve të pranimit dhe inspektimeve.

Sistemet e emetimit akustik

Sistemet e emetimeve akustike (në tekstin e mëtejmë të referuara si sisteme AE) përdoren në studimin e objekteve të prodhimit të rrezikshëm. Qëllimi i testimit të emetimeve akustike është të identifikojë defektet që mund të çojnë në një emergjencë (për shembull, zhvillimi i çarjeve). Sistemet AE përdoren si për monitorimin periodik të lëvizshëm ashtu edhe për monitorimin e vazhdueshëm të një objekti.

Kompania jonë ofron 3 seri sistemesh emetimi akustik të prodhuar nga Rusia.

Seriali "Malakiti"

Pajisjet e serisë Malakiti përdoren për monitorimin e tubacioneve (kryesore dhe teknike), enët nën presion, rezervuarët për produktet e naftës, pajisjet kimike, petrokimike dhe të rafinimit të naftës, mekanizmat ngritës dhe objekte të tjera industriale.

Sistemet e malakitit AE dallohen nga modulariteti - në çdo fazë të kontrollit është e mundur të shtoni numrin e kërkuar të kanaleve në sistemin funksional. Sistemet e malakitit janë të lehta (deri në 12 kg), mund të ushqehen me bateri dhe janë të pajisura me një kompjuter laptop. E gjithë kjo lejon që sistemet të përdoren gjatë kryerjes së kontrollit celular. Menaxhimi, grumbullimi dhe analiza e të dhënave kryhet nga programi AE Studio.

Seria përfaqësohet nga dy sisteme të emetimit akustik - "Malakit AS-12A" dhe "Malakit AS-15A".

Seriali "Ekspert-2000"

Instrumentet e serisë Expert-2000 përdoren për monitorimin e tubacioneve, enëve nën presion, rezervuarëve dhe objekteve të tjera industriale.

Komplekset Expert-2000 kanë një dizajn universal të moduleve matëse - kjo ju lejon të ndryshoni numrin e kanaleve.

Seria përfaqësohet nga komplekset Expert-2014, Expert-2020 dhe Expert-2100.

Komplekset e integruara të monitorimit të serisë Resurs-2000 përdoren për diagnostikimin kompleks të objekteve kimike, petrokimike dhe të rafinimit të naftës. Numri i kanaleve të kompleksit zgjidhet sipas objektit të klientit. Komplekset Resurs-2000 përdorin jo vetëm sensorë të emetimit akustik, por edhe:

Sensorët e temperaturës;

Sensorët e parametrave të dridhjeve;

Sensorë korrozioni;

Sensorë presioni;

Sensorët e lëvizjes;

Dhe lloje të tjera sensorësh në varësi të detyrës së kontrollit.

Seria Lel / "A-Line 32D"

Sistemet A-Line 32D përdoren për të monitoruar tanket dhe enët nën presion, objektet e depozitimit të naftës, tubacionet, platformat e shpimit, pajisjet e transportit, urat, reaktorët bërthamorë dhe kimikë dhe objektet e tjera industriale.

Përveç sistemit klasik të provës (PCI), këtu ju duhet një foto, unë e dërgova në një jpeg, ka sisteme AE me një kanal transmetimi dixhital serik (DDM), gjithashtu një foto, e cila ju lejon të zvogëloni ndjeshëm dimensionet të sistemit.

Pajisjet e serisë përdoren për monitorim të lëvizshëm dhe të palëvizshëm.

Seria përfaqësohet nga sistemet e emetimit akustik "Lel/A-Line 32D (DDM)" dhe "Lel/A-Line 32D (PCI-8E)".

Pajisja portative universale "UNISCOPE"

"UNISCOPE" është një pajisje portative me peshë 2,6 kg për monitorimin e tubacioneve në terren dhe të procesit, tranzicioneve dhe kërcyesve, valvulave mbyllëse dhe rregullatorëve të presionit, enëve dhe cilindrave, mekanizmave ngritës. Gjatë kryerjes së kontrollit, funksionimi i objektit në studim nuk ndërpritet.

"UNISCOPE" përdor 2 kanale dhe funksionon deri në 8 orë në modalitetin offline. Përveç testimit të emetimeve akustike, pajisja përdoret gjithashtu në mënyrat e zbulimit të rrjedhjeve, matësit të tendosjes dhe vibrometrisë.

Bleni sisteme të emetimit akustik

Të gjitha sistemet AE të paraqitura janë të përfshira në Regjistrin Shtetëror të Instrumenteve Matëse dhe kanë një Certifikatë të Miratimit të Llojit të Instrumentit.

Kontrolli jo shkatërrues LLC ofron sisteme të emetimit akustik në të gjitha qytetet e Rusisë, si dhe në vendet e CIS dhe Bashkimin Doganor (Kazakistani, Bjellorusia, Ukraina, Taxhikistani, Republika e Moldavisë, Kirgistani).

Konsulentët e departamentit të shitjeve do t'ju ndihmojnë të zgjidhni një sistem emetimi akustik dhe konfigurimin e tij që është i përshtatshëm për detyrat tuaja dhe objektet e kontrollit.

konsultime për zgjedhjen e sistemeve të shkarkimeve akustike me telefon +7 343 227-333-7..00 deri në orën 18.00.

B.S Kabanov, V.P. Gomera, A.A. Okhotnikov.

Hyrje

Kirishinefteorgsintez ishte rafineria e parë e naftës në Rusi që futi një grup AE në strukturën e laboratorit të saj të diagnostikimit teknik. Në atë kohë, metoda AE përdorej kryesisht nga organizatat shkencore dhe qendrat kërkimore. Organizatat industriale i përdornin shërbimet e këtyre qendrave kur ishte nevoja.

Duke marrë parasysh perspektivat për përdorimin e AE për të përmirësuar besueshmërinë e pajisjeve të procesit, dhe duke dashur të rrisë vëllimin dhe efikasitetin e përdorimit të AE, menaxhmenti i shërbimit mekanik vendosi të krijojë grupin e tij AE. Në ditët e sotme, AE shoqëron hidrotestimin dhe testimin pneumatik të enëve nën presion që funksionojnë në kushtet më të rënda të funksionimit dhe rrit efikasitetin e përdorimit të metodave tradicionale të zbulimit të defekteve si rezultat i lokalizimit të zonës ku përdoren këto metoda. Për më tepër, të gjitha testet pneumatike të anijeve shoqërohen domosdoshmërisht nga AE. Rregullat ruse të kontrollit lejojnë testet pneumatike të anijeve në vend të testeve hidro vetëm nëse përdoret AE për të garantuar sigurinë e kontrollit.

Nevoja për një zëvendësim të tillë shpesh lind, pasi uzina operon mjaft enë për të cilat uji nuk mund të lejohet të futet brenda për shkak të veçorive të projektimit të këtyre anijeve (për shembull, prania e një katalizatori brenda reaktorëve). Për të analizuar të dhënat e marra si rezultat i testeve, përdoren kryesisht kriteret tradicionale: vendndodhja e sinjalit, efekti Kaiser, ekspozimi ndaj presionit, etj. Gjithashtu, kur analizohen të dhënat, përdoret një metodë si vendndodhja e burimeve AE, duke marrë parasysh vlerat e ndryshueshme. e shpejtësisë së përhapjes së sinjalit në guaska relativisht të holla (mënyra të ndryshme të valëve të Qengjit). Përdoren gjithashtu disa algoritme të analizës së grupimeve. Që nga viti 1992, janë testuar 205 anije.

Bazuar në rezultatet e testimit, janë kryer riparime parandaluese në 29 anije. Bazuar në rezultatet e përpunimit të të gjitha testeve, formohet një bazë të dhënash për kontrollin AE të enëve të gjakut. Sistemi i parë AE që u përdor në ndërmarrjen tonë ishte LOCAN AT nga PAC. Ky sistem vazhdon të përdoret edhe sot. Për më tepër, për të përmirësuar cilësinë e AE gjatë monitorimit të anijeve të mëdha dhe duke marrë parasysh përparimin në zhvillimin e sistemeve AE, organizata jonë bleu sistemin AMSY4 nga Vallen Systeme në 1998.

Shembuj të përdorimit të AE për monitorimin e enëve të gjakut

Për të konfirmuar tezën në lidhje me efektivitetin e përdorimit të AE për diagnostikimin e pajisjeve të rafinerisë së naftës, ne do të japim disa shembuj realë të zbulimit të defekteve. Në të gjithë këta shembuj, probabiliteti i zbulimit të defekteve pa përdorimin e AE, duke përdorur vetëm metoda tradicionale të inspektimit, ishte shumë i vogël. Rezultatet janë marrë duke përdorur sistemin AMSY4.

SHEMBULL 1

Objekti i kontrollit është trupi i shkëmbyesit të nxehtësisë, materiali - çelik karboni me veshje prej inoksi, trashësi - 20 mm, testimi pneumatik (skica është paraqitur në figurën 1). Rezultatet e vendndodhjes planare janë paraqitur në Fig. 2. Ato u përdorën për të përcaktuar zonën e trupit të anijes me një përqendrim të lartë të burimeve AE për analiza të mëvonshme. Më pas, duke përdorur mjete të tjera të pas-përpunimit të të dhënave, u krye një lokalizim dhe klasifikim më i saktë i zonave të aktivitetit të AE. Shembuj të elementeve të një analize të tillë janë paraqitur në Fig. 3. Varësia e Amplitudës nga Numërimi për tre kanale të paraqitura në grafikun e majtë (treguar me ngjyra të ndryshme për kanale të ndryshme) tregon praninë e amplitudave më të larta të regjistruara në kanalin 14 në krahasim me kanalet 6 dhe 13 (që është një arsye e mjaftueshme për të mos u kufizuar ndaj rezultateve të vendndodhjes formale dhe tregon nevojën për analizë shtesë të të dhënave nga një grup burimesh AE të vendosura brenda fragmentit të konsideruar të antenës së vendndodhjes).

Prania e impulseve me amplitudë të lartë në #14 tregon se mund të ketë një burim AE në afërsi të vendit të instalimit të sensorit. Grafiku i djathtë në Figurën 3 ilustron përdorimin e informacionit të Kohës së Ngritjes për të interpretuar rezultatet planare të vendndodhjes.

Rezultatet përfundimtare të lokalizimit të zonave që përmbajnë burime AE dhe pozicioni i transduktorëve AE në skanimin e anijes janë paraqitur në Fig. 4. Zonat e treguara të aktivitetit të AE u klasifikuan në përputhje me natyrën e burimeve të AE që i formojnë ato, si më poshtë: Zona 1 shoqërohet me proceset e relaksimit të stresit në bashkimin e salduar midis trupit dhe suportit fiks; Zonat 2 dhe 3 u formuan si rezultat i regjistrimit të sinjaleve që shoqëruan proceset e relaksimit në zonat e saldimit të pajisjeve të brendshme në trupin e anijes. (Duhet të theksohet se proceset e relaksimit në Zonat 2 dhe 3, si rregull, lidhen me njëri-tjetrin, kështu që sinjalet nga burime të ndryshme formuan mbivendosje; të dhënat e mbivendosjes u regjistruan nga sensorë nga grupi i vendndodhjes i formuar nga kanalet ## 13,14 ,6,10 dhe, si rrjedhimisht, rezultatet formale të vendndodhjes planare kishin formën e paraqitur në Fig. 2). Në zonën 4 (në zonën ku ndodhet sensori #14), bazuar në rezultatet e testimit shtesë duke përdorur metodat tradicionale të testimit, u zbulua një defekt i rrezikshëm (një çarje rrethore 8-10 mm e thellë në saldim rreth një bosi të verbër me një diametër prej 45 mm me akses në shtresën gjatësore të guaskës), e formuar si rezultat i plasaritjes së korrozionit.

Fig.2. Parametrat e grupit të vendndodhjes që korrespondojnë me Zonën 2.

Fig.3. Disa varësi të përdorura në analizimin e të dhënave nga Shembulli 1: Numërimet kundrejt korrelacioneve. Koha përforcuese dhe e ngritjes vs. Përforcues për kanalet ## 6,13,14

Fig.4. Paraqitja e dhënësve të kontrollit në zhvillimin e strehës së shkëmbyesit të nxehtësisë (Shembulli 1), pamje nga brenda. Tregohen zonat e burimeve më aktive të AE.

SHEMBULL 2

Objekti i kontrollit është një enë vertikale e vendosur në të njëjtin trup me një anije tjetër. Enët ndahen nga një ndarje e sheshtë solide (Fig. 5). Kontrolli AE shoqëroi hidrotestimin e enës së sipërme. Materiali - çelik karboni me veshje, trashësia e murit - 16 mm.

Si rezultat i ngarkesave operacionale, shpimi ndodhi në disa pika përgjatë perimetrit të ndarjes: përmes çarjeve u shfaqën në saldim midis trupit dhe ndarjes. Këto çarje u hapën vetëm si rezultat i presionit të brendshëm dhe për këtë arsye nuk u zbuluan nga metodat tradicionale të inspektimit gjatë mbylljes së anijes.

Përdorimi i AE gjatë hidrotestimit të anijes bëri të mundur identifikimin e këtyre defekteve. Karakteristikat e impulsit të sinjaleve të disa sensorëve nga zona e poshtme kishin një formë karakteristike të sinjaleve që regjistronin rrjedhje (disa karakteristika të impulsit janë paraqitur në Fig. 6). Sidoqoftë, vizualisht - nga ana e jashtme e rastit - nuk kishte rrjedhje. Për më tepër, inspektimi paraprak me metoda të tjera të nyjeve të salduara të ndarjes dhe trupit nuk zbuloi ndonjë defekt.

Informacione shtesë për zgjidhjen e problemit u morën duke përdorur funksionet e vizualizimit të formës valore, të cilat u përdorën për të vlerësuar në mënyrë cilësore llojin e burimit AE nga format valore.

Figura 7 tregon një shembull të regjistrimit të sinjaleve tipike për dy sensorë të ndryshëm nga burime të natyrave të ndryshme. Sensori #4 ishte vendosur pranë një zone saldimi me defekte të vogla korrozioni.

Sensori #3 ishte vendosur pranë ndarjes (shih Fig. 5) dhe regjistroi rrjedhje periodike përmes çarjeve në shtresën lidhëse.

Duhet theksuar se edhe ena e poshtme ishte e mbushur me ujë (e përgatitur për hidroteste). Ky fakt futi veçori shtesë në natyrën e të dhënave të regjistruara: uji i pompuar në enën e sipërme rriti presionin në të derisa stresi në vendin e shpimit tejkaloi vlerën e kërkuar për hapjen e çarjeve. Si rezultat, përmes çarjeve, uji nga ena e sipërme hyri në atë të poshtme dhe rriti presionin në të në të njëjtën vlerë si në enën e sipërme. Kjo rrethanë solli shqetësime shtesë në strukturën e të dhënave.

Megjithatë, përdorimi i AE për zgjidhjen e problemeve të tilla mund të jetë optimale. Në çdo rast, në shembullin e konsideruar, ishte e mundur të përcaktohej me sukses lloji i të gjitha defekteve dhe vendndodhja e tyre.

Fig.7. Shembuj të sinjaleve të regjistruara nga rrjedhjet (Chan.3) dhe plasaritjet nga korrozioni (Chan.4)

Fig.8. Përcaktimi i pozicionit të një defekti në trupin e një anijeje sferike duke përdorur algoritmet e vendndodhjes sferike

Fig.9. Shembuj të formave grafike të përdorura për të lokalizuar zonën e trupit të një ene sferike (seksioni i shtresës me gjatësi 800 mm) që përmban defekte korrozioni (duke përdorur parimet e vendndodhjes zonale)

SHEMBULL 3

Efektiviteti i AE është i lartë për anijet e mëdha me zona të vështira për t'u arritur. Për anije të tilla, është më efektive të përdoret një kombinim i algoritmeve të ndryshme të vendndodhjes të ofruara nga sistemi AMSY4.Për shembull, për monitorimin e një anijeje sferike, rezultate të mira u morën me një kombinim të vendndodhjes sferike dhe zonale.

Karakteristikat e anijes: materiali - çelik karboni, trashësia - 16 mm, diametri - 10500 mm, kapaciteti - 600 metra kub. AE shoqëroi hidrotestimin e anijes. Si rezultat i inspektimit, u identifikuan dy zona në trupin e anijes me defekte korrozioni. Një nga zonat u identifikua duke përdorur rezultatet e vendndodhjes sferike (Fig. 8). Zona e dytë (zona e shtresës) u përcaktua duke përdorur parimet e vendndodhjes zonale. Disa të dhëna që karakterizojnë aktivitetin e lartë relativ të sensorit #8 të vendosur në këtë zonë janë paraqitur në Fig. 9.

Më pas, rezultatet e AE u konfirmuan nga testimi me ultratinguj. dhe janë bërë riparime në zonat e dëmtuara të bykut.

konkluzioni

Tani metoda AE në Kirishinefteorgsintez është përfshirë në strukturën e përgjithshme të testimit jo shkatërrues të ndërmarrjes dhe plotëson me sukses metodat tradicionale.

Menaxhmenti i organizatës, duke marrë parasysh efektivitetin e përdorimit të AE, rrit vëllimin e përdorimit të tij dhe vazhdon të investojë në zhvillimin e AE në ndërmarrje.

Metoda e emetimit akustik për diagnostikimin e enëve nën presion në një rafineri nafte. Metoda e kontrollit të emetimeve akustike Emetimi akustik

Karakteristikat karakteristike të metodës së emetimit akustik

Sistemet e emetimit akustik

Seriali "Malakiti"

Seriali "Ekspert-2000"

Seria Lel / "A-Line 32D"

Hyrje

Shembuj të përdorimit të AE për monitorimin e enëve të gjakut

SHEMBULL 1

SHEMBULL 2

SHEMBULL 3

konkluzioni

Lexoni edhe për temën: