Спосіб визначення координат дефектів методом акустичної емісії

Спосіб визначення координат дефектів методом акустичної емісії (АЕ), який полягає у реєстрації хвиль акустичного діапазону, генерованих досліджуваним об'єктом під впливом зовнішньої енергетичної дії, за допомогою скорельованих акустичних давачів та визначенні різниці часу надходження переднього фронту хвилі, утвореного у МІСЦІ розташування дефектоутворювальної неоднорідності у матеріалі об'єкту, обчисленні координат джерела реєстрованого АЕ випромінювання на основі виразу, що повязує час надходження сигналу на давачі, швидкість поширення зареєстрованої акустичної хвилі у матеріалі об'єкту та віддалі між давачами та джерелом АЕ, який відрізняється тим, що для визначення координат дефектів у сферичних об'єктах використовують шість давачів, три групи давачів по два в кожній групі розміщуються на поверхні об'єкту на трьох взаємно перпендикулярних осях, що перетинаються у центрі сферичного об'єкту, по два давачі на кожній осі, АЕ-давачі рівновіддалені один від одного, для кожної групи давачів визначають різницю часу надходження на ВІДПОВІДНІ два давачі, а координати АЕ-джерела визначають, використовуючи три незалежні різниці часу надходження кожної групи Винахід відноситься до області методів визначення місцеположення дефектів, а саме до визначення місцеположення дефектів методом акустичної емісм(АЕ) Відомий спосіб визначення координат джерел акустичної емісії [1] полягає втому, що на поверхні контрольованого об'єкта розташовують групу прийомних перетворювачів(давачів) акустичних хвиль, що підключені до електронної апаратури, приймають сигнали акустичної емісії, визначають моменти прибуття імпульсів акустичної емісії на кожен із прийомних перетворювачів і, використовуючи зв'язок між різницею часу приходу сигналів на давачі, швидкістю хвилі в матеріалі об'єкта і відстанню від давачів до джерела сигналів, визначають координати джерела акустичної емісії Недоліком відомого способу є те, що при визначенні місцеположення(локаціі) джерел АЕ використовується N-1 різниць часу приходу, де N КІЛЬКІСТЬ прийомних перетворювачів Такий алгоритм роботи тягне за собою складний математичний процес обчислення координат, в результаті чого необхідно застосовувати наближені обчислення, що в свою чергу веде до зменшення точності локації В основу винаходу поставлена задача прин ципового спрощення та підвищення точності визначення координат дефектів у сферичних об'єктах, наприклад у судинах високого тиску Поставлена задача досягається тим, що реєструють хвилі акустичного діапазону, генеровані досліджуваним об'єктом під впливом зовнішньої енергетичної дії, за допомогою скорельованих акустичних давачів та визначають різниці часу надходження переднього фронту хвилі, утвореного у МІСЦІ розташування дефектоутворювальої неоднорідності у матеріалі об'єкту, обчислюють координати джерела реєстрованого АЕвипромінювання на основі виразу, що пов'язує час приходу сигналу на давачі, швидкість поширення зареєстрованої акустичної хвилі у матеріалі об'єкту та віддалі між давачами та джерелом АЕ Згідно запропонованого винаходу для визначення координат дефектів у сферичних об'єктах використовують шість давачів, три групи давачів по два в кожній групі розміщуються на поверхні об'єкту на трьох взаємно перпендикулярних осях, що перетинаються у центрі сферичного об'єкту, по два давачі на кожній осі, АЕ-давачі рівновіддалені один від одного, для кожної групи давачів визначають різницю часу приходу на ВІДПОВІДНІ два давачі, а координати АЕ-джерела визначають, вико 00 ю З 51981 ристовуючи три незалежні різниці часу приходу На АО де АО- довжина хорди, Кут у = 2 • arcsin фіг 3 представлені локалізаційні карти, отримані у 2-R процесі діагностики ємності кулеподібної ПАГЗ2 2 2 1800-32 23 01 000 №12656724 що дорівнює y(xO-R) +yO +zO Схема комплексу для реалізації способа виАналогічно підставивши значення дуг DO та значення координат дефектів методом акустичної FO , система прийме вигляд емісії у сферичних об'єктах представлена на фіг 1 Для реєстрації та обробки сигналів АЕ використовуються три модифіковані двохканальні АЕреєстратори(типу АФ-15) та персональний комп'ю7t*R-4*R*arcsm2*R тер як пристрій реєстрації та обробки інформації Сигнали АЕ, прийняті давачами А, В, С, D, Е та F jt*R-4*R*aresm(4) підсилюються у попередніх підсилювачах D1-D6 4(zOДля вирішення задачі локалізації АЕ-джерел в jt*R-4*R*arcsmдекартових координатах використовуються просторова система координат xyz Давачі А, В, С, D, Е та F розміщуються на поверхні сфери на осях ко4*R' ординат х, у та г(фіг 1') Шість давачів розділені на (5) три групи, кожна група контролює відповідну вісь 4*R' координат Центр координат співпадає з центром сфери Таке розташування давачів дозволяє знач4 4 К но спростити процес математичної обробки сигнавраховуючи, що х02 + y0 + z0 2 = R2, отримаєм лів АЕ Координати давачів ВІДОМІ За алгоритмом роботи, кожен з приладів АФ-15 фіксує різницю 4 4*R часу приходу(РЧП) х : та х 2 сигналів на свою пару -2*R' (6) 4 4*R давачів Ці РЧП дають інформацію про різницю ! -)-2*R відстаней від джерела сигналів АЕ(точка О) до 4 4*R звідси, отримуємо ВИХІДНІ формули для обчислення координат АЕ-джерела ВІДПОВІДНИХ давачів BO-AO = t , * c 4 4*R 4 4*R U) 4*R Тут A6,B6,CO,D6,E6,F6 - довжини дуг, що з'єднують місце АЕ-джерела з ВІДПОВІДНИМИ АЕдавачами, х : - РЧП сигналів АЕ до давачів А та В, х 2 - РЧП до давачів С та D, х3 - РЧП до давачів Е та F, с - швидкість поширення ультразвуку в матеріалі досліджуваного об'єкту Додавши та віднявши у обидві частини першого рівняння АО , другого рівняння DO та третього рівняння FO, отримаємо, (2) Враховуючи, що (3) Довжина дуги АО = R-y АО = R * у , Де кут у центральний кут сектора(фіг 2) Результати локації представляються у вигляді двомірних акустограм(локалізаційних карт), що представляють собою аксонометричні проекції сфери, на яких показані локалізовані сигнали АЕ Приклад виконання Спосіб було опробувано при акустико-емісійній діагностиці ємностей кулеподібних ПАГЗ-2800-32 23 01 000 пересувного автомобільного газозаправника ПАГЗ-2800-32 АЕдіагностику проводили згідно методичних вказівок застосування методу акустичної емісії для контролю посудин тиску та трубопроводів [2] після попереднього контролю ультразвуковим та капіллярним методами, згідно чого посудини навантажували гідравлічно Внутрішній тиск піднімали за допомогою електричного масляного насосу до значення 1,25 від робочого, що становить 400атм При ПІДНЯТТІ тиску посудини №12656724 при значенні робочого тиску 320атм зафіксована безперервна акустична емісія, характер якої вказував на виникнення течи Локація показала, що сигнали ідуть з місця заглушки у нижній частині посудини(фіг 3) Наступний візуальний осмотр виявив течію в заглушці, що була недостатньо зажата Течія була усунена Переваги способу Запропонований спосіб дозволяє підвищити точність та суттєво спростити визначення координат АЕ-активних дефектів тестованого сферичного об'єкту під навантаженням Джерела інформації 1 А с №1539652 В Н Бачегов, Г А Кали 51981 нов, О Н Пустовой Способ определения координат источников акустической эмиссий Бюл №4, 1990г 2 Расчет и испытания на прочность Приме нение метода акустической эмиссии для контроля сосудов, работающих под давлением, и трубопроводов Методические рекомендации МР 204-86 М ВНИИНМАШ, 1986 в Ш у* А А Щ ФІГ1 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул СІМІХОХЛОВИХ 15 м Київ 04119 Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ Міжнародний науковий комітет вул Артема 77 м Київ 04050 Україна (044)216-32-71