Акустический метод (АМ) неразрушающего контроля (НК) применяется для диагностики различных материалов, таких как трубы, бетон, рельсы и металлы. Этот метод позволяет точно измерять геометрические параметры, оценивать физико-механические свойства и выявлять дефекты, включая неоднородности, коррозию, а также проблемы, связанные с качеством сварки и склейки.
Что такое акустический неразрушающий контроль
Акустический контроль — это метод неразрушающего контроля, основанный на использовании упругих волн, возникающих в исследуемом объекте. С помощью этого анализа можно точно, эффективно оценить состояние материалов или изделий, не нанося им повреждений.
Для контроля с использованием акустической эмиссии применяются два основных метода:
- звуковой (ЗАМ) используется для обнаружения дефектов на поверхности крупных объектов и охватывает частоты в диапазоне до 20 кГц. Он эффективно выявляет трещины и нарушения структуры при умеренных механических нагрузках;
- ультразвуковой (УЗАМ), работающий на частотах более 20 кГц, способен обнаруживать более мелкие дефекты, такие как микротрещины в материалах с высокой прочностью. Он применяется в таких областях, как авиация, энергетика, для проведения точной диагностики.
Выбор метода зависит от материала, типа дефектов и глубины проникновения волн.
Принципы и акустические методы неразрушающего контроля
Методы акустического контроля разделяют на виды в зависимости от:
- Характера взаимодействия физических полей с объектом контроля: теневой (зеркально-теневой) — основан на затенении сигнала дефектами объекта, эхо-импульсный — регистрирует отраженные импульсы, возникающие при взаимодействии волн с дефектами, резонансный — выявляет дефекты за счет анализа резонансных колебаний, импедансный — исследует акустический импеданс объекта, метод свободных колебаний — анализирует затухание свободных колебаний, акустико-эмиссионный — фиксирует волны, возникающие при разрушении материала.
- Характер регистрации первичного информативного параметра: амплитудный (оценивает амплитуду волны), частотный (измеряет частотные изменения сигнала), спектральный (анализирует спектральные характеристики колебаний).
Методы регламентируются государственными стандартами (ГОСТ):
- 52731-2007 — определение механических напряжений;
- 52889-2007 — измерение усилия затяжки резьбовых соединений;
- 52890-2007 — оценка напряжений в материале трубопроводов;
- 53204-2008 — анализ переменных механических напряжений;
- 55805-2013 — изучение текстуры листового проката;
- 55806-2013 — проверка прочности сцепления слоев биметалла;
- 55807-2013 — диагностика состояния внутренней трубной цилиндрической резьбы;
- 56665-2015 — определение остаточных напряжений в ободьях железнодорожных колёс.
Применение АМ испытаний позволяет проводить детальный анализ состояния различных объектов, фиксировать итоги в официальных документах. В результате проведения работ оформляются:
-
Протокол – документ, содержащий подробную информацию о проведенных испытаниях, включая:
-
предмет испытаний (например, материал, изделие или конструкция);
-
использованные приборы и средства АМ (с указанием моделей, технических характеристик);
-
условия проведения испытаний, включая температурный режим, влажность, давление, другие параметры окружающей среды;
-
данные эксперта, проводившего обследование (ФИО, квалификация, номер аттестата).
-
-
Экспертное заключение — это аналитический документ, который включает интерпретацию результатов, выявление дефектов или подтверждение соответствия изделия установленным требованиям.
-
Аттестация лаборатории — оценка её готовности к применению АМ испытаний. Процедура аттестации включает проверку:
-
соответствия лаборатории техническим регламентам;
-
наличия и исправности необходимого оборудования;
-
квалификации специалистов.
-
-
Заключение о соответствии — итоговый документ, подтверждающий, что предмет прошёл испытания, соответствует заявленным требованиям.
Применение АМ является универсальным решением для определения механических напряжений, диагностики дефектов и анализа структурных изменений в материале. Это особенно актуально для промышленных изделий, резьбовых соединений, трубопроводов, других технически сложных систем.
Процесс выполнения акустического метода контроля
Процедура проведения проводиться согласно алгоритму:
- На первом этапе разрабатывается программа работ, в которой определяются объем работ, цели, задачи, особенности использования метода в конкретных условиях. Важно заранее определить объекты анализа, особенности возможных дефектов, подобрать необходимое оборудование.
- На этом этапе осуществляется настройка, выбор параметров для АМ. Подбираются преобразователи акустической эмиссии, определяется подходящий способ крепления и схема размещения датчиков. Важные параметры, такие как амплитуда, частота и энергия выбросов, оказывают существенное влияние на точность результатов. Также необходимо учитывать особенности объекта, чтобы обеспечить максимальную чувствительность, точность.
- Участки, на которых будут установлены датчики, тщательно подготавливаются. С поверхности удаляются старые покрытия, чтобы обеспечить качественное соединение датчиков с объектом. Это позволяет повысить точность регистрации сигналов, минимизировать влияние внешних факторов.
- На стадии диагностики измеряются амплитуда, частота выбросов, энергия, другие параметры сигналов. Проводится проверка на наличие помех, шумов для обеспечения высокой точности данных. Далее осуществляется обработка поверхности объекта, фильтрация помех и шумов для получения чистых сигналов, которые могут служить основанием для анализа состояния объекта.
- В отчете фиксируются выявленные дефекты и данные по каждому измерению. Документ включает информацию о применяемых приборах, результатах измерений и обнаруженных отклонениях. Это служит основой для дальнейшей обработки информации.
- На основании отчета составляется акт, в котором оценивается состояние объекта и дается заключение о возможности его дальнейшей эксплуатации. В акте указываются результаты работы, выявленные дефекты, необходимые данные. К акту прилагается отчет, подтверждающий результаты испытаний.
- Если работы проводятся в рамках экспертизы промышленной безопасности, результаты оформляются в виде заключения экспертизы. Этот документ включает данные примененных методов, включая акустический, и передается в Ростехнадзор для регистрации в реестре.
- Если работы выполняются в рамках технического освидетельствования, оформляется акт освидетельствования, который подписывается экспертом и представителем эксплуатирующей организации. Этот акт сохраняется на предприятии в качестве официального документа, подтверждающего безопасность и техническое состояние объекта.
Процесс акустического контроля представляет собой системную процедуру, включающую подготовку, диагностику, составление протоколов и актов, а также принятие решений о дальнейшей эксплуатации объекта на основании полученных данных.
Оборудование для акустического контроля
Для проведения АМ требуется специализированное оборудование, обеспечивающее высокую точность, надежность результатов. В число необходимого ультразвукового оборудования входят:
- дефектоскоп — устройство для обнаружения и анализа дефектов в материалах, работающее на основе ультразвуковых волн;
- толщиномер — прибор для измерения толщины материалов, что важно для оценки их состояния, обнаружения скрытых дефектов;
- преобразователи — элементы, преобразующие электрический сигнал в ультразвуковые волны и обратно, обеспечивая передачу информации о состоянии объекта.
Могут использоваться другие приборы, в зависимости от особенностей проводимого контроля, типа объекта. Всё это оборудование необходимо для обеспечения точности, достоверности, эффективности испытаний.
Преимущества и ограничения акустических методов контроля
Акустический метод НК имеет несколько явных преимуществ, таких как отсутствие необходимости демонтировать или разрушать объект, что особенно важно в условиях промышленного производства. Современные приборы компактны, мобильны, что позволяет проводить диагностику даже на эксплуатируемых изделиях. Он позволяет контролировать как целые предметы, так и отдельные их участки, что особенно полезно для мониторинга уязвимых мест. Непрерывный контроль, например, на АЭС, позволяет выявлять дефекты вовремя, не повреждая исследуемое оборудование. Среди других преимуществ — высокая скорость исследований, мгновенная выдача результатов, возможность использования на различных материалах, проведение анализа с одной стороны объекта.
Однако у этого анализа есть и ограничения. Для получения точных результатов необходим хороший контакт между поверхностью, преобразователем. Если дефекты расположены параллельно ультразвуковым лучам, они могут остаться незамеченными. Для правильной интерпретации данных требуется соответствующая квалификация, а приборы нуждаются в регулярной настройке, поверке.
Для проведения АМ контроля обращайтесь в сертификационный центр «Ростест Урал». Мы обеспечим ряд услуг: организуем экспертизу, окажем содействие в оформлении СУТСИ, проведём поверку и калибровку средств измерений (СИ), разработаем технологический регламент и инструкцию, а также поможем в оформлении документов по экспертизе промышленной безопасности (ЭПБ), получении сертификатов промышленной безопасности. Мы гарантируем профессионализм, надежность на каждом этапе!
Заполняйте заявку. Консультации бесплатны.
