РД 03-131-97 Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов (с Изменением N 1)

3.1. Преобразователи АЭ

Преобразователи АЭ определяют чувствительность контроля и рабочий частотный диапазон. Рабочую частоту следует выбирать исходя из условий шумов, акустического затухания в объекте. Для контроля сосудов, котлов и аппаратов рекомендуется использовать диапазон 100-500 кГц. При контроле технологических трубопроводов следует использовать более низкий диапазон частот 20-60 кГц. Необходимо учитывать, что при контроле объектов на более низких частотах наблюдается высокий уровень посторонних механических шумов. В диапазоне свыше 500 кГц в большей мере сказывается затухание упругих волн в конструкции.

Используемые преобразователи АЭ должны быть температурно стабильными в диапазоне температур, в котором производится контроль объектов. Их коэффициент электроакустического преобразования не должен изменяться более чем на 3 дБ в этом диапазоне температур. Разброс коэффициентов преобразования для партии преобразователей, используемых при контроле объекта, не должен превышать 3 дБ. Рекомендуется использовать преимущественно резонансные преобразователи АЭ.

Преобразователи АЭ должны быть помехозащищенными, что достигается использованием принятых методов помехозащиты, а также применением дифференциальных схем.

Преобразователи АЭ следует крепить к объекту с использованием механических приспособлений, магнитных держателей, либо с помощью клея. Приспособления для установки преобразователей на объекте выбирают с учетом его конструктивных особенностей. Они могут быть съемными (магнитные держатели, струбцины, хомуты и т.п.) или в виде стационарно установленных кронштейнов.

Предусилитель размещают вблизи преобразователя АЭ или непосредственно в его корпусе. Длина сигнального кабеля, соединяющего преобразователь АЭ с предусилителем, как правило, не должна превышать 2 м, кабель должен иметь экран для защиты от электромагнитных помех. Максимальная длина кабеля, соединяющего предусилитель с прибором, как правило, не должна превышать 150 м. Потери сигнала в данном кабеле не должны превышать 1 дБ на 30 м длины, электрическая емкость не должна превышать 30 пФ/м.

Преобразователь АЭ устанавливают либо непосредственно на поверхность сосуда, либо с использованием волновода. Рекомендуется использовать ненаправленные преобразователи. При контроле линейных объектов (трубопроводов) либо при контроле определенных зон допускается использовать направленные преобразователи АЭ. Для толстостенных объектов (при условии , где - толщина стенки; - длина волны на рабочей частоте; - расстояние между преобразователями АЭ) рекомендуется применение пьезопреобразователей поверхностных волн.

При установке преобразователя АЭ на объект контроля акустическая контактная среда должна обеспечивать эффективную акустическую связь преобразователя АЭ с объектом. Уменьшение амплитуды сигнала при его прохождении из объекта в преобразователь АЭ не должно превышать 6-12 дБ, что достигается использованием контактной среды с минимальным затуханием и акустическим импедансом, способствующим акустическому согласованию преобразователя АЭ и объекта. Контактная среда не должна оказывать нежелательное воздействие (например, вызывать коррозию) на контролируемый объект. Контактная среда должна обеспечивать надежный акустический контакт в течение всего времени испытаний при температуре контролируемого объекта. В качестве контактной среды можно использовать эпоксидную смолу без отвердителя, машинное масло, глицерин и другие жидкие среды. Поверхность объекта контроля в месте установки преобразователя АЭ зачищают до чистоты не хуже Rz40.

После установки преобразователя АЭ на объект контроля производят проверку их работоспособности с использованием имитаторов АЭ. В качестве имитатора сигналов АЭ следует использовать пьезоэлектрический преобразователь, возбуждаемый электрическими импульсами от генератора. Частотный диапазон имитационного импульса должен соответствовать частотному диапазону системы контроля.

Генератор, возбуждающий преобразователь-имитатор, должен отвечать следующим требованиям:

частота следования импульсов - 1-1000 Гц;

амплитуда генерируемых импульсов варьируется и должна обеспечивать изменение амплитуды на выходе преобразователей системы контроля (с учетом затухания) в диапазоне 10-30 мВ;

длительность возбуждающего электрического импульса не должна превышать 0,1-0,2 мкс.

В качестве имитатора сигналов АЭ допускается также использовать источник Су-Нильсена [излом графитового стержня диаметром 0,3-0,5 мм, твердостью 2Т (2Н)].

При выполнении контроля используемые рабочие преобразователи АЭ должны быть откалиброваны с использованием эталонных преобразователей АЭ.

При выполнении калибровки определение коэффициента электроакустического преобразования эталонного ПАЭ путем измерения амплитуды динамического смещения поверхности твердого тела и амплитуды импульсной характеристики производят с использованием образцовых средств измерений органами (лабораториями), аккредитованными Госстандартом России.

Калибровку рабочих преобразователей АЭ производят независимые, аккредитованные Госстандартом России лаборатории с использованием эталонных преобразователей АЭ. Определение основных параметров рабочих преобразователей АЭ осуществляют владельцы преобразователей АЭ с использованием эталонных преобразователей АЭ. Калибровка эталонных преобразователей АЭ должна проводиться один раз в год. Определение основных параметров рабочих преобразователей АЭ должно проводиться перед каждым контролем, но не реже одного раза в год. Результаты заносят в паспорт преобразователя АЭ.