Метод акустико-эмиссионного контроля (МАЭ)

МАЭ основан на регистрации упругих импульсных колебаний, возникающих в объекте в местах дефектов и распространяющихся от них при нагружении объекта. В основу метода положено явление эмиссии упругих волн твердым телом при локальных динамических перестройках его структуры. Возникновение акустической эмиссии связано с микропроцессами необратимого разрушения и деформирования материала.

В качестве источника информации этот метод использует шум работающего агрегата и его элементов, при диагностике объектов определяет появившиеся в процессе эксплуатации новые источники шума и по ним оценивается состояние объекта. Наличие посторонних шумов, сложность расшифровки результатов контроля затрудняет выделение «нужных» сигналов.

Акустико-эмиссионный метод обнаруживает и регистрирует только развивающиеся дефекты или способные к развитию под действием механической нагрузки (квалифицирует дефекты не по размерам, а по степени их опасности во время эксплуатации). Метод имеет высокую чувствительность к росту дефектов – обнаруживает увеличение трещины на (1...10) мкм, причём измерения, как правило, проходят в рабочих условиях при наличии механических и электрических шумов.

Акустико-эмиссионный метод позволяет диагностировать:

· разнообразные дефекты, места эрозионного износа, коррозию, развивающиеся трещины;

· герметичность корпусных конструкций с целью выявления утечек, неплотностей соединений, сквозных дефектов;

· качество сварных соединений;

· места повышенной напряженности и перегрузки конструкции объекта.

Реализация этого метода осуществляется с помощью акустико-эмиссионных систем (A-LINE 32D, АМS44, СДС1008, и т.д.). Преимущество акустико-эмиссионные системы возможность диагностировать трубопроводы, резервуары без вывода объекта из эксплуатации. АЭ системы A-LINE 32D, рис…. позволяют контролировать объекты общей протяжённостью до 5 км от одной портативной системой.

Рис. Акустико-эмиссионные системы A-LINE 32D

1 – центральный блок сбора и обработки данных на базе индустриального компьютера;

2 – центральная приемо-передающая станция (ЦППС). Предназначена для приема данных с модулей АЭ и управления ими;

3 – приемо-передающая станция (ППС);

4 – модуль АЭ;

5 – преобразователь АЭ.

Параметрические методы диагностирования

Параметрическая диагностика – это контроль нормируемых параметров оборудования, обнаружение и идентификация их опасных изменений. Она используется для аварийной защиты и управления оборудованием, а диагностическая информация содержится в совокупности отклонений величин этих параметров от номинальных значений. Системы параметрической диагностики включают в себя несколько каналов контроля различных процессов, в том числе и вибрационную диагностику.

Вибрационная диагностика

Методы вибродиагностики направлены на обнаружение дефектов агрегата, которые влияют на его вибрацию: дефектов ротора, опорной системы и т.д. За последние десять лет вибродиагностика стала основой контроля и прогноза вращающегося оборудования.

Вибрационная диагностика базируется на приведённых ниже понятиях.

Вибрация – это вид механического колебания, совершаемого контролируемой точкой агрегата с достаточно высокой частотой относительно некоторого нейтрального положения. Вибрация (колебания) отдельной точки во времени представляет собой физический сигнал, периодически меняющийся во времени. При помощи стандартных математических операций исходные вибрационные сигналы преобразуются в основные диагностические параметры (виброперемещение, виброускорение, виброскорость).

Виброперемещение показывает максимальные границы перемещения контролируемой точки и характеризуется двойной амплитудой. измеряется в мкм.

Виброскорость показывает максимальную скорость перемещения контролируемой точки, измеряется в мкм/с.

Виброускорение характеризует цифровое воздействие в агрегате, которое вызвало данную вибрацию, измеряется в мм/с².

Механические колебания (вибрация) оборудования могут меняться не только вследствие возникновения дефекта, но и при переходе агрегата на другой режим работы. Для достоверного диагностирования дефекта необходимы закономерности изменения диагностических параметров на различных режимах работы агрегата.

При диагностировании оборудования датчики вибрации генерирует электрический сигнал, пропорциональный мгновенным значениям основных диагностических параметров в соответствующей точке. Этот сигнал непосредственно или после обработки аналоговыми средствами передаётся в измерительный блок, где производится его обработка, более детально обработка сигналов производится в универсальных ЭВМ. Получаемые сигналы оцифровываются при помощи специальных устройств, т.е. электрические сигналы заменяются набором чисел (выборкой).

Вибродиагностика позволяет контролировать техническое состояние агрегатов в режиме непрерывного действия. В настоящее время вибрационная диагностика позволяет решать следующие задачи:

- разделение множества возможных состояний агрегата на два подмножества: исправных и неисправных;

- постановка диагноза;

- прогнозирование развития дефекта во времени;

- определение оптимального режима эксплуатации агрегата;

- определение оптимальной технологии восстановления работоспособности агрегата.

Современным техническим обеспечением вибрационной диагностики являются высокоточные средства измерения вибрации и цифровой обработки сигналов. Самыми совершенными средствами вибродиагностики автоматические и автоматизированные системы (АСКВД). В состав этих систем входит измерительная аппаратура, средства преобразования и передачи данных, компьютерные средства, средства сигнализации и визуализации.

На рис… представлена функциональная схема анализа и измерения вибрации.

Рис… Функциональная схема системы измерения и анализа вибрации насосных агрегатов:

1. вибродатчик, 2. измерительный магнитофон, 3. двухканальный следящий фильтр, 4. генератор управления, 5. диагностическая система; 6 – принтер.

Для вибродиагнистики насосов применяется система портативная 2-х канальная вибродиагностическая система ДСА – 2001. "ДСА-2001" представляет собой компьютерную переносную диагностическую систему, предназначенную для автоматизированной диагностики оборудования в процессе его эксплуатации. Решает также задачи контроля вибрации, балансировки. Очень эффективна при проведении виброметрических испытаний на заводских стендах и промышленных объектах. Диагностическое программное обеспечение включает базу данных "АРМИД", предназначенную для хранения и обработки результатов измерений.

Средства вибродиагностики подразделяются на контрольную, диагностическую и балансировочную виброизмерительную аппаратуру [].

Контрольная виброаппаратура используется для измерения параметров интенсивности вибрации в контролируемых точках, контрольно-сигнальная – для отключения машины по предельным значениям этих параметров.

Диагностическая виброаппаратура предназначена для специальной обработки и хранения полученного вибрационного сигнала.

Балансировочная виброаппаратура предназначена для измерения амплитуды и частоты вращения ротора.

Относительная выявляемость дефектов различными методами дефектоскопии в % от общего числа дефектов

Метод контроля	Поверхностные трещины	Неметаллические включения	Раковины	Непровары
по скосам	в корне шва
Просвечивание рентгеновское
Просвечивание гамма-лучами
Ультразвуковой
Магнитопорошковый
Капиллярный (цветной)

Окончательное решение о выборе метода контроля необходимо проводить с учётом следующих факторов:

1. современные методы неразрушающего контроля применимы только для определённого типа материалов;

2. существуют различия в модификации методов в зависимости от их предназначения: измерение геометрических размеров, исследование химического состава и структуры, поиск объёмных или поверхностных дефектов и т.д.

3. условия проведения диагностики

Как правило, используют совокупность нескольких методов контроля, и эта совокупность является составной частью экспертизы, которой периодически должны подвергаться ИС в целях безопасной эксплуатации его […].

Экспертиза система ИС должна проводится в соответствии с требованиями нормативных документов Ростехнадзора. В зависимости от конкретной ситуации существуют следующие виды работ по экспертизе ИС: