Аспекти прикладного застосування методу акустичної емісії

Застосування акустичної емісії як методу неруйнівного контролю цілісності конструкцій і окремих їх вузлів безпосередньо під час виробництва, періодичних випробувань та за робочих режимів експлуатації пов’язано з необхідністю подолання низки серйозних перешкод, обумовлених інтенсивними виробничими завадами; значними втратами інформативності під час проходження сигналу акустичної емісії у великогабаритних конструкціях; багатоканальною апаратурою для локації дефектів на об’єктах великої протяжності; розробкою ефективних алгоритмів локації джерел акустичної емісії і обробки даних для кожного типу конструкції, що мають часто дуже складну геометричну форму, зварні шви, різні з’єднання тощо. Крім того, нерідко буває так, що апаратура акустичної емісії дає збої під час довготривалих експериментів чи неруйнівного контролю. Наприклад, не існує надійних первинний перетворювачів сигналів акустичної емісії, придатних для роботи в різних агресивних середовищах, за підвищених температур і тиску, вібраціях тощо. Тому первинні перетворювачі сигналів акустичної емісії вимагають додаткових технічних удосконалень для умов роботи і підвищення термінів служби. Необхідна також розробка високошвидкісних і надійних засобів обробки інформації, зареєстрованої первинними перетворювачами, і представлення результатів, що дозволило б також скоротити чисельність обслуговуючого персоналу. Значною мірою ці труднощі пов’язані і з відсутністю достовірних даних про природу поширення тріщин за різних умов навантаження та в агресивних середовищах, що зустрічаються на практиці.

Не дивлячись на вказані труднощі, накопичені дані свідчать, що метод акустичної емісії дозволяє знаходити і оцінювати місце розташування, стадії субкритичнго росту тріщин у великогабаритних конструкціях, які працюють у промислових умовах.

Специфіка тривалого акустично-емісійного контролю на об’єктах промислового призначення

Сигнали акустичної емісії, спричинені поширенням тріщин у металах, можна розділити на два типи. Перший тип ‒ безперервна емісія, обумовлена лавиноподібним рухом дислокацій і утворенням стабільних мікротріщин під час розвитку пластичної зони. Другий ‒ дискретна акустична емісія, спричинена просуванням фронту тріщини в пластичну зону, а також коалісценцією мікропор в області вершини тріщини.

За випробувань великогабаритних конструкцій методом акустичної емісії загалом через значне затухання сигналів вдається зареєструвати сигнали акустичної емісії, викликані просуванням фронту тріщини. Ці сигнали за субкритичного зростання тріщини, зазвичай, мають вид коротких імпульсів значної амплітуди і випромінюються впродовж деякого часу, коли фронт тріщини зростає, а потім протягом декількох днів, а іноді і тижнів акустична емісія може бути дуже незначною або взагалі відсутньою. Середня тривалість періодів низької активності акустичної емісії зі збільшенням ступеня напруженого стану, як правило, зменшується.

З цієї причини контроль акустичної емісії необхідно вести тривалий час. Тоді накопичується велика кількість даних, тому система контролю акустичної емісії повинна мати значну інформаційну ємність, а також можливість виділяти і кількісно обробляти інформацію, пов’язану з відносно короткими періодами зростання тріщини, зі сукупністю даних контролю акустичної емісії, накопичених за період спостереження, що може тривати по декілька тижнів або місяців. У таких системах також слід передбачити можливість обліку параметрів агресивних середовищ і інших особливостей технологічного процесу, що сприяють утворенню та підростанню тріщин.