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

4.1. Установка преобразователей акустической эмиссии

Каждый преобразователь АЭ должен быть установлен непосредственно на поверхность объекта либо может быть использован соответствующий волновод. Следует учитывать, что при наличии окраски и защитных покрытий, а также кривизны поверхности объекта и неровностей поверхности в зоне контакта возможно уменьшение амплитуды сигнала АЭ и искажение его формы. Если уменьшение амплитуды сигнала АЭ превышает 6 дБ, поверхность объекта в месте установки преобразователя АЭ должна быть очищена от краски или покрытия в обязательном порядке.

Необходимо предусмотреть также крепление сигнального кабеля и предусилителя, чтобы исключить потерю акустического контакта и механическое нагружение преобразователя АЭ.

Размещение преобразователей АЭ и количество антенных групп определяются конфигурацией объекта и максимальным разнесением преобразователей АЭ, связанным с затуханием сигнала, точностью определения координат. Антенные группы и отдельные преобразователи АЭ при зонной локации следует устанавливать так, чтобы критические места объекта, сварные швы, зоны высоких напряжений, патрубки, зоны, подвергнутые ремонту, и т.д. входили в зону контроля. Необходимо учитывать дополнительное затухание в сварных швах и на участках, где имеет место изменение толщины стенки объекта. Размещение преобразователей АЭ приводят в Технологии контроля (картах контроля).

В зависимости от конфигурации объект следует разделять на отдельные элементарные участки: линейные, плоские, цилиндрические, сферические. Для каждого участка выбирают соответствующую схему расположения преобразователей АЭ. Кроме основных групп преобразователей АЭ, служащих для определения координат, на объекте могут размещаться вспомогательные (блокировочные) группы для пространственной селекции зоны выявленных источников шума.

Размещение преобразователей АЭ должно обеспечивать контроль всей поверхности контролируемого объекта. В ряде случаев по согласованию с заказчиком допускается размещение преобразователей АЭ только в тех областях объекта, которые считают важными. Если не обеспечивается стопроцентное перекрытие зонами контроля всего объекта, то это должно быть отмечено в отчете по контролю с обоснованием использования данной схемы.

Координаты источников акустической эмиссии вычисляют по разнице времени прихода сигналов на преобразователи АЭ, расположенные на поверхности контролируемого объекта.

В случае многоканальной локации расстояние между преобразователями АЭ выбирают таким образом, чтобы сигнал от имитатора АЭ (излома грифеля карандаша), расположенного в любом месте контролируемой зоны, обнаруживался тем минимальным количеством преобразователей АЭ, которое требуется для расчета координат.

Для выбора расстояния между преобразователями АЭ производят измерение затухания; при этом выбирают представительную часть объекта без патрубков, проходов и т.д., устанавливают преобразователь АЭ и перемещают (через 0,5 м) имитатор АЭ по линии в направлении от преобразователя АЭ на расстояние до 3 м. В качестве имитатора АЭ рекомендуется использовать пьезопреобразователь либо излом грифеля карандаша (имитатор Су-Нильсена) диаметром 0,3-0,5 мм твердостью 2Н (2Т), с углом наклона стержня приблизительно 30° к поверхности, стержень выдвигают на 2,5 мм.

Расстояние между преобразователями АЭ при использовании зонной локации задают таким образом, чтобы сигнал АЭ от излома карандаша (либо сигнал от другого имитатора АЭ) регистрировался в любом месте контролируемой зоны хотя бы одним преобразователем АЭ и имел амплитуду не меньше заданной. Как правило, разница амплитуд имитатора АЭ при расположении его вблизи преобразователя АЭ и на краю зоны не должна превышать 20 дБ. Максимальное расстояние между преобразователями АЭ не должно превышать расстояния, которое в 1,5 раза больше порогового. Последнее определяют как расстояние, при котором амплитуда сигнала от имитатора АЭ (излома грифеля карандаша) равна пороговому напряжению.

При контроле объектов с высоким затуханием упругих волн рекомендуется использовать две рабочих частоты: низкую - в диапазоне 20-60 кГц и более высокую - в диапазоне 100-500 кГц. В этом случае высокочастотные каналы используют для обнаружения и оценки источников АЭ. Низкочастотные каналы следует использовать для выявления тех источников АЭ, которые могут быть пропущены из-за большого затухания сигналов АЭ на высокой частоте. Если выявлена значительная активность на низкой частоте (соответствующие источнику II или III класса) и отсутствует регистрация по высокочастотным каналам, следует переустановить высокочастотные ПАЭ и повторить контроль.

Измерение скорости звука, используемое для расчета координат источников АЭ, производят следующим образом.

Имитатор АЭ располагают вне групп преобразователей АЭ на линии, соединяющей преобразователи АЭ, на расстоянии 10-20 см от одного из них. Проводя многократные измерения (не менее 5) для разных пар преобразователей АЭ, определяют среднее время распространения. По нему и известному расстоянию между преобразователями АЭ вычисляют скорость распространения сигналов АЭ.