Приложение 3
к Методическим рекомендациям по проведению акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов
Системы классификации источников акустической эмиссии и критерии оценки технического состояния объекта
Результаты АЭ контроля представляют в виде перечня зарегистрированных источников АЭ, отнесенных к тому или иному классу в зависимости от значения параметров АЭ. Такую оценку производят для каждого источника АЭ сигналов. Оценку технического состояния контролируемого объекта проводят по наличию в нем источников АЭ того или иного класса.
Применение конкретных систем классификации источников АЭ и критериев оценки технического состояния объектов зависит от механических и акустико-эмиссионных свойств материалов контролируемых объектов. Выбор системы классификации и критериев оценки состояния объекта проводят, используя перечисленные ниже системы классификации и критерии оценки состояния контролируемого объекта. Допускается применение других систем классификации и критериев оценки (и соответствующих значений параметров сигналов АЭ, определяющих классы источников и критерии оценки) при наличии обоснования их применения.
Выбор системы классификации и критериев оценки производят перед выполнением АЭ контроля и фиксируют в технологии контроля, разработанной на основе данного документа или приведенной в соответствие с ним. После этого исполнитель производит соответствующую настройку аппаратуры и разработку требуемого программного продукта (при необходимости).
П3.1. Амплитудный критерий
Вычисляют среднюю амплитуду Аср не менее трех импульсов с индивидуальной амплитудой Ас для каждого источника АЭ за выбранный интервал наблюдения. Амплитуда корректируется с учетом затухания АЭ сигналов при их распространении в материале.
В предварительных экспериментах определяют граничное значение допустимой амплитуды Аt
Аt = B1 Uпор + В2Ас,
где Uпор-значение порога амплитудной дискриминации;
Ас-величина превышения порога АЭ сигналом, соответствующим росту трещины в материале;
В1 и В2-коэффициенты, определяемые из эксперимента. Значения этих коэффициентов находятся в пределах 0-1.
Классификацию источников производят следующим образом:
источник I класса-источник, для которого не производилось вычисление средней амплитуды импульсов (получено менее трех импульсов за интервал наблюдения);
источник II класса-источник, для которого выполняется неравенство:
Аср < Аt;
источник III класса-источник, для которого выполняется неравенство:
Аср > Аt;
источник IV класса-источник, включающий не менее трех зарегистрированных импульсов, для которых выполняется неравенство:
Аср > Аt.
Конкретные значения At, B1 и B2 зависят от материала контролируемого объекта и определяются в предварительных экспериментах.
П3.2. Интегральный критерий
Для каждой зоны вычисляют активность источников АЭ сигналов с использованием выражения
где
k = 1, 2, 3 … K;
Nk - число событий в k-ом интервале оценки параметров;
Nk+1 - число событий в k+1-ом интервале оценки параметров;
k - номер интервала оценки параметров.
Интервал наблюдения разделяется на k интервалов оценки параметров.
Производят оценку:
F << 1;
F = 1;
F > 1.
Вычисляют относительную силу Jk источника АЭ на каждом интервале регистрации:
где AK-средняя амплитуда источника за интервал k;
Ak-средняя амплитуда всех источников АЭ по всему объекту за исключением анализируемого за интервал k;
W-коэффициент, определяемый в предварительных экспериментах.
Далее производят оценку источника АЭ, используя матрицу:
|
Jk < 1
|
Jk > 1
|
Jk >> 1
|
F<<1
|
I
|
II
|
III
|
F = 1
|
II
|
II
|
III
|
F > 1
|
III
|
III
|
IV
|
П3.3. Локально-динамический критерий
Оценку производят в реальном масштабе времени с использованием следующих параметров АЭ:
Ni+1-число выбросов в последующем событии;
Ni-число выбросов в предыдущем событии;
либо
Ei+1-энергия последующего АЭ события;
Ei-энергия предыдущего АЭ события.
Вместо энергии может быть использован параметр -квадрат амплитуды. Для каждого события вычисляют величины
;
, либо ,
где Pi+1-значение внешнего параметра в момент регистрации последующего события (если в качестве параметра используют время, тогда это-промежуток времени от начала интервала наблюдения);
Pi-значение внешнего параметра в момент регистрации предыдущего события (если в качестве параметра используют время, тогда это-промежуток времени от начала интервала наблюдения).
Далее производят классификацию источника:
I класс-Wi+1 << Vi+1,
II класс-Wi+1 = Vi+1,
III класс-Wi+1 > Vi+1,
IV класс-Wi+1 >> Vi+1.
П3.4. Интегрально-динамический критерий. [Стандарт NDIS 2412-80, Япония]
П3.4.1 Для каждого источника определяют коэффициент концентрации С:
C = Ni/R2,
где R-средний радиус источника АЭ.
П3.4.2. Для каждого источника определяют суммарную энергию
.
П3.4.3 Согласно п.п. П3.4.1 и П3.4.2 оценивают положение точки на плоскости в координатах lgC-lgЕ (табл. 1). Устанавливается ранг источника. Положение разграничивающих линий определяется предварительными экспериментами.
Таблица 1
lgE
lgC
П3.4.4. Формируют величину Р, характеризующую динамику энерговыделения источника на интервале наблюдения:
,
П3.4.5. Устанавливается тип источника согласно табл. 2.
Таблица 2
Р
|
Тип
|
Р << 1
|
1
|
Р < 1
|
2
|
Р = 1
|
3
|
Р > 1
|
4
|
П3.4.6. Производят классификацию источника согласно табл. 3.
Таблица 3
Тип
|
Ранг
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
I
|
I
|
II
|
III
|
2
|
I
|
II
|
II
|
III
|
3
|
I
|
II
|
III
|
III
|
4
|
I
|
III
|
IV
|
IV
|
П3.5. Критерии Кода ASME
Оценка результатов контроля производится в соответствии с табл. 4. Конкретные значения параметров зависят от условий контроля, материала контролируемого объекта и его состояния.
Конкретные значения параметров АЭ для ряда объектов (в соответствии с технологией MONPAC) приведены в табл. 5.
Таблица 4
Критерии оценки для зонной локации*
_______________
* В соответствии с Кодом ASME.
|
Эмиссия в процессе выдержки нагрузки
|
Скорость счета
|
Число импульсов
|
Число импульсов с большой амплитудой
|
MARSE или амплитуда
|
Активность
|
Порог, дБ
|
Первое нагружение. Сосуды давления, не прошедшие термообработку после проведения сварочных работ
|
Не более чем Ен импульсов за время Тн
|
Не используется
|
Не используется
|
Не более ЕА импульсов выше заданной амплитуды
|
MARSE или амплитуда импульсов не увеличивается с увеличением нагрузки
|
Активность не увеличивается с увеличением нагрузки
|
Vтн
|
Прочие сосуды давления
|
Не более чем Ен импульсов за время Тн
|
Менее чем Nт выбросов на ПАЕ при заданном увеличении нагрузки
|
Не более Ет импульсов выше заданной амплитуды
|
Не более ЕА импульсов выше заданной амплитуды
|
MARSE или амплитуда импульсов не увеличивается с увеличением нагрузки
|
Активность не увеличивается с увеличением нагрузки
|
Vтн
|
Примечания:
Ен, Nт, Ет и ЕА являются заданными допустимыми значениями параметров АЭ.
Vтн является заданным порогом.
Тн является заданным временем выдержки.
Таблица 5
Критерии оценки для систем регистрации АЭ в реальном времени
|
Эмиссия в процессе выдержки под нагрузкой
|
Скорость счета
|
Число импульсов
|
Импульсы с большой амплитудой
|
Амплитуда импульсов
|
Активность
|
Порог, дБ
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
1. Новые резервуары
Первое нагружение
Примечание. Если данный критерий не срабатывает при первом нагружении, сосуд может быть нагружен повторно и применен критерий «б»
|
Не более 2 импульсов на каждый ПАЭ в течение 2 мин
|
Не более чем 2000 выбросов на каждый ПАЭ, в процессе превышения эксплуатационного уровня нагрузки на 10 %
|
Не более 60
|
Амплитуда всех импульсов не превышает 65 дБ
|
Амплитуда не растет в процессе роста нагрузки
|
Активность не растет в процессе роста нагрузки
|
60
|
Повторное нагружение
|
Не более 2 импульсов на каждый ПАЭ в течение 2 мин
|
Не более чем 1000 выбросов на каждый ПАЭ, в процессе превышения эксплуатационного уровня нагрузки на 10 %
|
Не более 60
|
Амплитуда всех импульсов не превышает 65 дБ для углеродистых сталей, титана и циркония или не выше 60 дБ для алюминиесодержащих нержавеющих сталей (300-й и 400-й серий)
|
Амплитуда не растет в процессе роста нагрузки
|
Активность не растет в процессе роста нагрузки
|
50
|
2. Резервуары, находящиеся в эксплуатации
|
Не более 2 импульсов на каждый ПАЭ в течение 2 мин*
|
Не более чем 400 выбросов на каждый ПАЭ, в процессе превышения эксплуатационного уровня нагрузки на 5 %*
|
Не более 60 до уровня эксплуатационной нагрузки и не более 30 на каждые следующие 5 % нагрузки *
|
Амплитуда не растет в процессе роста нагрузки
|
Активность не растет в процессе роста нагрузки
|
50**
|
3. Новые сосуды давления
Первое нагружение
Примечание. Если данный критерий не срабатывает при первом нагружении, сосуд может быть нагружен повторно и применен критерий «б»
|
Не более 2 импульсов на каждый ПАЭ в течение 2 мин
|
Не применяется
|
Не применяется
|
Амплитуда всех импульсов не превышает 65 дБ
|
Амплитуда не растет в процессе роста нагрузки
|
Активность не растет в процессе роста нагрузки
|
60
|
Повторное нагружение
|
Не более 2 импульсов на каждый ПАЭ в течение 2 мин
|
Не более чем 2000 выбросов всего, в процессе превышения эксплуатационного уровня давления на 10 %
|
Не более 60
|
Амплитуда всех импульсов не превышает 65 дБ для углеродистых сталей, титана и циркония или не выше 60 дБ для алюминиесодержащих нержавеющих сталей (300-й и 400-й серий)
|
Амплитуда не растет в процессе роста нагрузки
|
Активность не растет в процессе роста нагрузки
|
50
|
4. Сосуды давления, находящиеся в эксплуатации
|
Не более 2 импульсов на каждый ПАЭ
|
Не более чем 200 выбросов всего, в процессе превышения эксплуатационного уровня давления на 5 %
|
Не более 5 до уровня эксплуатационного давления и не более 20 на каждые следующие 5 % давления
|
Амплитуда не растет в процессе роста нагрузки
|
Активность не растет в процессе роста нагрузки
|
50
|
* Для низкотемпературных резервуаров для хранения аммиака данный критерий трудно применить из-за кипения аммиака и образования льда.
** При контроле низкотемпературных резервуаров для хранения аммиака используется 55 дБ.
Примечание: данная таблица используется в случае применения технологии MONPAC.
П3.6. Система классификации источников АЭ в технологии MONPAC
Источники АЭ разделяются на классы в соответствии со значениями параметров «Силовой индекс» и «Исторический индекс». «Силовой индекс» Sav определяется выражением:
,
где Soi-сила сигнала i-го события, представляющая собой удвоенную площадь под огибающей импульса АЭ;
Soi/2 = MARSE. Исторический индекс определяется выражением:
.
После вычисления значений индексов для каждого зарегистрированного импульса АЭ производят классификацию источников в соответствии с табл. 6, где принята следующая классификация:
Таблица 6
Класс источников АЭ
|
Описание источника АЭ
|
А
|
Незначительный источник, регистрируется для учета в будущих испытаниях
|
В
|
Источник регистрируется для учета в будущих испытаниях, осматривается поверхность объекта для выявления поверхностных дефектов, вида коррозии, питтинга, трещин и др.
|
С
|
Источник свидетельствует о наличии дефекта, требующего последующего анализа данных АЭ контроля, повторного АЭ контроля или контроля с использованием других методов
|
D
|
Источник свидетельствует о наличии значительного дефекта, требующего последующего контроля с использованием других методов
|
Е
|
Источник свидетельствует о наличии большого дефекта, требующего немедленного прекращения нагружения и контроля другими методами
|
Диаграмма классификации источников АЭ в технологии MONPAC
П3.7. Критерий непрерывной АЭ
Регистрация непрерывной АЭ, уровень которой превышает пороговый уровень системы контроля, свидетельствует о наличии течи в стенке контролируемого объекта. По критерию непрерывной АЭ ситуация классифицируется следующим образом:
I-отсутствие непрерывной АЭ;
IV-регистрация непрерывной АЭ.
_________________
1>
Достарыңызбен бөлісу: |