Н.П. Алешин, А.Л. Ремизов, А.А. Дерябин - лекции по ККСС (1050136), страница 29
Текст из файла (страница 29)
- амплитуда АЭ А, т. е. максимальное значение сигнала АЭ в течение выбранного интервала времени
- среднеквадратичное значение амплитуды (RMS, A2) АЭ
- энергия сигнала (импульса) АЭ
В настоящее время интенсивно развивается спектральный анализ (анализ формы) отдельного импульса АЭ в зависимости от вида источника АЭ.
16.4. Применяемое оборудование
Применяемое оборудование разберем на примере системы A-Line компании "ИНТЕРЮНИС", Россия.
A-Line 32D (PCI, PCI-N, PCI-8) – АЭ системы традиционной архитектуры представляют собой многоканальные платы регистрации и обработки АЭ данных (на базе индустриального компьютера). Данные АЭ исследований передаются с объекта контроля через предусилители по коаксиальному кабелю на центральный блок сбора и обработки данных в аналоговом виде.
АЭ системы данной серии развивались большей частью эволюционно, и выпуск каждой новой модификации в семействе был обусловлен переходом на новые технологии, улучшением характеристик и добавлением новых функциональных возможностей.
Многоканальные АЭ системы, построенные по такой идеологии, характеризуются отличными характеристиками, высокой скоростью обработки информации и одинаково хорошо подходят как для полевых работ, так и для научных исследований.
В настоящее время серийно выпускается в основном один тип АЭ систем с традиционной архитектурой – A-Line 32D (PCI–8). Однако предыдущий представитель данного класса АЭ система A-Line 32D (PCI-N) с расширенным частотным диапазоном (до 5 МГц) все еще пользуется популярностью как недорогой вариант платы обработки АЭ данных для научных исследований.
Наравне с развитием АЭ систем традиционной архитектуры, в конце 2000 года была выпущена АЭ система с цифровой передачей данных Лель /A-Line 32D (DDM)/, которая кардинальным образом отличается от всех предыдущих представителей семейства A-Line 32D.
Основной особенностью данной АЭ системы стал перенос всей регистрирующей и вычислительной части из центрального компьютера в устройство, устанавливаемое непосредственно на объекте контроля, получившее название модуль АЭ.
Рис. 16.6. АЭ система с параллельным подключением каналов (A-line 32 D)
Существует и система DDM – модульная распределенного типа с последовательным высокоскоростным цифровым каналом передачи данных.
Возможность проведения стационарного непрерывного контроля (мониторинга).
Высокая скорость сбора, обработки и передачи информации.
Анализ данных в реальном масштабе времени.
Диапазон рабочих частот 30 ÷ 500 кГц, по заказу от 1 кГц.
Контроль протяженных объектов суммарной длиной до 5 км одной портативной системой за одно измерение.
Возможность оснащения АЭ систем комплектом цифровой беспроводной связи – радиоканалом DDM/R.
Корреляционный анализ АЭ-сигналов и их спектров, что позволяет делать заключения о вероятном происхождении сигналов, поступающих на разные датчики.
Удобный дружественный интерфейс в программной среде Windows на русском языке, дающий широкие возможности по измерению, обработке и представлению результатов измерений в реальном масштабе времени и при постобработке.
Рис. 16.7 АЭ система с последовательным подключением каналов
Наравне с развитием АЭ систем традиционной архитектуры, в конце 2000 года была выпущена АЭ система с цифровой передачей данных Лель /A-Line 32D (DDM)/, которая кардинальным образом отличается от всех предыдущих представителей семейства A-Line 32D.
Основной особенностью данной АЭ системы стал перенос всей регистрирующей и вычислительной части из центрального компьютера в устройство, устанавливаемое непосредственно на объекте контроля, получившее название модуль АЭ.
Особое внимание следует уделить и преобразователям.
По частотному диапазону ПАЭ подразделяются на типы:
- Низкочастотные - рабочая частота до 50 кГц;
- Стандартные промышленные - 50 - 200 кГц;
- Специальные промышленные - 200 - 500 кГц;
- Высокочастотные - рабочая частота свыше 500 кГц.
При контроле производственных объектов рекомендуется использовать преимущественно резонансные преобразователи АЭ с пьезоэлектрическими активными элементами.
Низкочастотные преобразователи. Рекомендуется использовать при контроле протяженных объектов и объектов с высоким затуханием звука.
Стандартные промышленные преобразователи. Рекомендуется использовать при контроле промышленных объектов.
Специальные промышленные преобразователи. Рекомендуется использовать при контроле промышленных объектов малых размеров (не превышающих длиной 1 м).
Высокочастотные преобразователи. Рекомендуется использовать при контроле промышленных объектов малых размеров (не превышающих длиной 1 м) и в лабораторных исследованиях.
По полосе пропускания частот преобразователи АЭ подразделяются на три вида (связанные с видом амплитудно-частотной характеристики):
- резонансные преобразователи АЭ. Полоса пропускания = 0,2Fp, где Fp - рабочая частота ПАЭ;
- полосовые преобразователи АЭ. Полоса пропускания (0,8 ... 0,2) Fp, где Fp - рабочая частота ПАЭ.
- широкополосные преобразователи АЭ. Полоса пропускания более 0,8 Fp.
Для полосовых и широкополосных преобразователей рабочая частота соотносится с верхней - Fв и нижней - Fн частотами полосы пропускания посредством выражения:
и является среднегеометрической частотой ПАЭ.
16.5. Оформление результатов контроля
Форма протокола по результатам работы
1. Дата проведения контроля: "__"_________ 20 _ г.
2. Организация, проводящая контроль: ____________________________________
_________________________________________________________________________
3. Данные об объекте:
марка материала __________; ГОСТ (ТУ) __________________________________;
толщина стенки _____________ мм; диаметр внутренний _________________ мм;
размеры контролируемой зоны __________________________________________ м;
рабочая температура __________________________________________________°C;
состояние поверхности __________________________________________________;
магнитные свойства _____________________________________________________;
характеристики затухания волн __________________________________________;
4. Тип и характеристика АЭ аппаратуры, включая название организации-
изготовителя, модель и номер прибора ____________________________________
_________________________________________________________________________
5. Число и тип преобразователей: ________________________________________
_________________________________________________________________________
6. Контактная среда: ____________________________________________________
7. Режимы работы аппаратуры АЭ и проверка ее работоспособности (до и
после испытаний):
- коэффициент предварительного усиления _________дБ (__________ дБ);
- коэффициент основного усиления по каналам ___________ дБ (______);
- уровень порога по каналам __________________ дБ (___________ мкВ);
- уровень собственных шумов (приведенных ко входу предусилителя);
- рабочая полоса частот: ______________________________________ кГц.
- о сновные сведения о результатах контроля, (включая описание источников,
распределение их по классам: "пассивный", "активный", "критически
активный", "катастрофически активный" и критериям):
ЛЕКЦИЯ № 17. КОНТРОЛЬ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ТЕПЛОВОЙ КОНТРОЛЬ
Тепловой контроль основан на измерении, мониторинге и анализе температуры контролируемых объектов. Основным условием применения теплового контроля является наличие в контролируемом объекте тепловых потоков. Процесс передачи тепловой энергии, выделение или поглощение тепла в объекте приводит к тому, что его температура изменяется относительно окружающей среды. Распределение температуры по поверхности объекта является основным параметром в тепловом методе, так как несет информацию об особенностях процесса теплопередачи, режиме работы объекта, его внутренней структуре и наличии скрытых внутренних дефектов. Тепловые потоки в контролируемом объекте могут возникать по различным причинам.
Рис. 17.1. Тепловизор
Достоинствами теплового контроля являются: дистанционность, высокая скорость обработки информации; высокая производительность испытаний; высокое линейное разрешение : возможность контроля при одно- и двустороннем подходе к изделию; теоретическая возможность контроля любых материалов; многопараметрический характер испытаний; возможность взаимодополняющего сочетания ТНК с другими видами неразрушающего контроля; сочетаемость со стандартными системами обработки информации; возможность поточного контроля и создания автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами.
Различают:
1)пассивный ТНК;
2) активный ТНК.
Активный метод теплового контроля используется, если в процессе эксплуатации контролируемый объект не подвергается достаточному тепловому воздействию (например детали из композиционных материалов, объекты искусства, настенные фрески), либо измерение температуры объекта в процессе эксплуатации технически невозможно (лопасти вертолета). Активный метод теплового контроля предполагает нагрев объекта специальными внешними источниками энергии для создания тепловых потоков в во время контроля. Активный метод применяется преимущественно для неразрушающего контроля материалов и изделий.
Область применения активного ТНК:
Авиакосмическая индустрия: дефекты структуры копозитов, готовых панелей, клеевых соединений, защитных покрытий.
Микроэлетроника: лазерный контроль пайки, сварки:ИК-томография полупроводников, БИС; дефекты теплоотводов
Машиностроение: термоволновая дефектоскопия антикорозионных покрытий, тепловая толщинометрия пленок.
Лазерная техника: контроль термонапряжений в лазерных кристаллах, ТФК квантронов, световой прочности элементов силовой оптики.
Материаловедение: тепловая диагностика напряженного состояния объектов на основе термоэластического эффекта.
Строительство: контроль теплопроводности строительных материалов, защитных ограждений, обнаружение пустот, промоин.
Нефтехимия: термографический контроль уровня жидкостей в резервуарах. Энергетика: тепловизионный контроль статоров, защитных покрытий, термоизоляции. Агрокомплекс: контроль ТФК продуктов, дефектоскопия деталей с.х. техники
Пассивный метод теплового контроля не нуждается во внешнем источнике теплового воздействия, тепловое поле в объекте контроля возникает при его эксплуатации или изготовлении. При пассивном контроле может использоваться как постоянно действующее естественное тепловое нагружение объекта (стена здания или холодильника, разделяющая теплое и холодное помещения, работающий электродвигатель, контактные электрические соединения под нагрузкой и т.д.) так и переходные тепловые процессы (диагностика кровли здания, контроль авиационных сотовых панелей, поиск зон отслоения штукатурки от стен и т.д.)
Область применения пассивного ТНК:
Энергетика: тепловая диагностика турбин, дымовых труб, энергоагрегатов, контактных сетей, теплоизоляции, нефтехимия, тепловизионный контроль реакторных колонн и энергоагрегатов, обнаружение утечек из продуктопроводов.
Машиностроение: контроль тепловых режимов машин, механизмов.
Строительство: обнаружение утечек тепла в зданиях, тепловизионный контроль качества кровли, ограждающих конструкций.
Экологический мониторинг: дистанционный контроль утечек тепла, загрязнений на водных поверхностях, выявление тепловых аномалий, обнаружение пустот, промоин. Металлургия: пирометрический контроль температуры расплавов, тепловизионная диагностика футеровки, контроль горячего проката.
Транспорт: обнаружение перегрева букс, дефектов контактных сетей, изоляторов, тепловая диагностика электрооборудования подвижного состава.