ДИПЛОМ. ДР ЛЕТУТА СЕРГЕЙ исправленнный. Дипломная работа специальность 5В070800 Нефтегазовое дело
 Скачать 0.7 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Республики Казахстан Некоммерческое акционерное общество «Торайгыров университет» ЛЕТУТА СЕРГЕЙ ДМИТРИЕВИЧ ДИПЛОМНАЯ РАБОТА Специальность 5В070800 – «Нефтегазовое дело» Павлодар Министерство образования и науки Республики Казахстан Некоммерческое акционерное общество «Торайгыров университет» Факультет Инженерии Кафедра «Механика и нефтегазовое дело» Допущен к защите ___ _______20___года Заведующий кафедрой ____________ Р. М. Дюсова (подпись) ДИПЛОМНАЯРАБОТА Современные методы акустико-эмисионной дефектоскопии сосудов и трубопроводов по специальности 5В070800 – «Нефтегазовое дело» Выполнил _______________ С. Д. Летута (подпись) Группа ДНГД-302(С) Научный руководитель к. х. н., ассоц. профессор _______________ А. Х. Мустафин (подпись) Нормоконтроль _____________ Г. К. Ахмедьянова магистр, ст. преподаватель (подпись) Павлодар 2021 Задание Ф МИ СМК 4.01.6/01 на выполнение ДР/П Министерство образования и науки Республики Казахстан Некоммерческое акционерное общество «Торайгыров университет» Факультет Инженерии Кафедра «Механика и нефтегазовое дело» Специальность «Нефтегазовое дело» ЗАДАНИЕ на выполнение дипломного проекта Обучающемуся Летута Сергею Дмитриевичу (фамилия, имя, отчество) Тема: Современные методы акустико-эмиссионной дефектоскопии сосудов и трубопроводов утверждена приказом по университету от 12апреля 2020г. № 3.1-05/811 Срок сдачи ДР/ДП 30 мая 2021г. Исходные данные к ДП: Перечень подлежащих разработке в ДР/П вопросов или краткое содержание выпускной работы (дипломного проекта/дипломной работы): Утверждаю Заведующий кафедрой МиНГД к. х. н., профессор ___________ Р. М. Дюсова ___ __________20 __года Задание Ф МИ СМК 4.01.6/01 на выполнение ДР/П Рекомендуемая основная литература:______________10______________ (общее количество наименований) ГРАФИК подготовки дипломной работы/проекта Наименование разделов, перечень разрабатываемых вопросов Сроки представления научному руководителю и консультантам Подп ись 1 раздел / Литературный обзор 12.04.2021 – 05.05.2021 2 раздел / Заключение 21.05.2021 – 24.05.2021 Подписи консультантов на законченный дипломный проект, с указанием относящихся к ним разделов ДП Наименования разделов Консультанты, Ф.И.О. (уч. степень, звание) Дата подписания Подпись Теоретическая часть А. Х. Мустафин, к.т.н. 05.05.2021 Нормоконтроль Ахмедьянова Г.К., магистр 25.05.2021 Научный руководитель ______________ А. Х. Мустафин (подпись) Задание принял к исполнению обучающийся ____________ С. Д. Летута (подпись) Дата 12апреля 2021года Содержание Нормативные ссылки Введение 3 1 Основы АЭ метода контроля 4 1.1 Характерные особенности АЭ метода контроля 5 1.2 Схема применения современных АЭ методов для трубопроводов и сосудов 6 1.3 2 Технология АЭ диагностики Аппаратура применяемая при современных методах АЭ контроля 11 13 3 Использования «ЮНИСКОП» в АЭ методах 16 Заключение 20 Список использованных источников 21 Нормативные ссылки В настоящей работе использованы ссылки на следующие стандарты: - ГОСТ 27655-88 Акстическая эмиссия.Термины,определения и обозначения. - ПБ 03-593-03 Правила организации и проведения акустико- эмиссионного контроля сосудов,аппаратов, котлов и технологических труповодов; - РД 03-300-99 Требования к преобразователям акустической эмиссии, применяемым для контроля опасных производственных объектов. - ГОСТ Р 52727-2007 Техническая даигностика.Акустико-эмиссионная диагностика. Общие требования. - РД 03-299-99 Требования к акустико-эмисионной аппаратуре , использумеой для контроля опасных производственных объектов 3 Введение Актуальность. Неразрушающие методы контроля качества нашли широкое применение в нефтегазовой промышленности. Большое значение приобретает задача разработки новых методов контроля, расширяющих область применения средств неразрушающего контроля. Акустикоэмиссионный метод контроля имеет ряд преимуществ: обеспечивает обнаружение только развивающихся дефектов; возможен контроль зон, недоступных для других методов; возможна оценка скорости развития дефектов; возможно определение мест течей. Применим при процесса сварки, мониторинге структурных превращений в материалах, при исследовании свойств материалов и в материаловедении. К основным недостаткам акустико-эмиссионного метода контроля можно отнести процессы типа ударов, трения, течей и другие, возникающие на фоне контроля развития трещин и коррозии, они становятся источниками нежелательных шумов. С целью исключения акустических помех и увеличения выявляемости дефектов предложен способ обнаружения и локализации дефектов методом акустико-эмиссионного контроля, путем создания в контролируемом изделии напряженно-деформированного состояния с помощью комбинированного локального низкотемпературного (парами жидкого азота) и механического воздействия. Предлагаемый метод значительно повышает выявляемость дефектов. Тем не менее использование сложных в получении паров жидкого хладагента требует специального оборудования, что ограничивает спектр контролируемых изделий и применяется преимущественно в лабораторных условиях и не отвечает условиям проведения оперативного диагностирования резервуаров. Также в отличие от традиционного метода акустикоэмиссионного контроля, в котором напряженное состояние материала получают путем нагружения всего контролируемого объекта, в усовершенствованном методе акустико- эмиссионного контроля исследуемый материал предлагается нагружать локально – на опасных участках объекта, что повысит производительность и снизит экономические затраты. Целью дипломной работы изучение современных методов акустико- эмиссионной дефектоскопии сосудов и трубопроводов, их проблемы, недостатки и преимущества. Задачи: - рассмотреть сущность АЭ метода контроля; - произвести обзор существуюших методов контроля и их преимущуства; - изучить современные методы АЭ контроля; Структура дипломной работы. Дипломная работа написана на 21 листах с применением литературных источников. Пояснительная записка содержит 8 рисунков и 2 таблицы. 4 1 Основы АЭ метода контроля Метод акустико-эмиссионного контроля основан на регистрации и последующей обработке акустических сигналов, относящихся к АЭ, возникающих в процессе пластической деформации и разрушения (роста трещин) контролируемых объектов [1]. Акустическая эмиссия реализуется в процессе активного нагружения контролируемого объекта. Для проведения АЭ- диагностики к объекту контроля должны быть приложены статические или динамические нагрузки повышением давления при гидравлических или пневматических испытаниях, либо должны быть созданы напряжения механическим нагружением объекта. Механизм контроля оборудования данным методом контроля представляет собой явление генерации волн напряжений, вызванных внезапной перестройкой в структуре материала. Классическими источниками акустической эмиссии является процесс деформирования , связанный с ростом дефектов , например, трещины или зоны пластической деформации . Внезапное движение источника эмиссии вызывает возникновение волн напряжений , которые распространяются в структуре материала и достигают преобразователя акустической эмиссии (ПАЭ). По мере роста напряжений , активизируются многие из имеющихся в материале объекта источников эмиссии. Электрические сигналы акустической эмиссии от источников, находящихся в материале объекта контроля, полученные в результате преобразования датчиком волн напряжений , усиливаются, регистрируются аппаратурой и подвергаются дальнейшей обработке и интерпретации. Целью акустико-эмиссионного контроля является обнаружение, определение координат и слежение (мониторинг) за источниками акустической эмиссии, связанными с несплошностями на поверхности или в объеме стенки объекта контроля, сварного соединения, изготовленных частей и компонентов. Все индикации, вызванные источниками акустической эмиссии, должны быть при наличии технической возможности оценены другими методами неразрушающего контроля. Акустико-эмиссионный метод может быть использован также для оценки скорости развития дефекта в целях заблаговременного прекращения испытаний и предотвращения разрушения изделия. Регистрация акустической эмиссии в работающем оборудовании при проведении исследования позволяет определить образование свищей, сквозных трещин, протечек в уплотнениях, заглушках и фланцевых соединениях. Основными источники АЭ являются: - процессы развития трещин, переход материала в пластическое состояние и т.п.; - процессы, связанные с наличием дефектов – трение берегов трещины, разрушение продуктов коррозии в полости трещины и пр.; 5 - турбулентные или кавитационные режимы движения рабочего вещества такие, как утечки через сквозные дефекты, разуплотненную запорную арматуру, фланцы или заглушки; - разрушение и отслоение шлаковых включений; - электрохимическая коррозия. 1.1 Характерные особенности АЭ метода контроля Характерными особенностями метода АЭ контроля, определяющими его возможности и область применения, являются такие как : метод АЭ-контроля обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов, что позволяет классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их опасности; метод АЭ-контроля обладает весьма высокой чувствительностью к растущим дефектам - позволяет выявить в рабочих условиях приращение трещины порядка долей мм. Предельная чувствительность акустико- эмиссионной аппаратуры по теоретическим оценкам составляет порядка 1*10 - 6 мм 2 , что соответствует выявлению скачка трещины протяженностью 1 мкм на величину 1 мкм; свойство интегральности метода АЭ-контроля обеспечивает контроль всего объекта с использованием одного или нескольких преобразователей АЭ- контроля, неподвижно установленных на поверхности объекта; метод АЭ позволяет проводить контроль различных технологических процессов и процессов изменения свойств и состояния материалов; положение и ориентация объекта не влияет на выявляемость дефектов; метод АЭ имеет меньше ограничений, связанных со свойствами и структурой материалов; особенностью метода АЭ, ограничивающей его применение, является в ряде случаев трудность выделения сигналов АЭ из помех. Это объясняется тем, что сигналы АЭ являются шумоподобными, поскольку АЭ есть стохастический импульсный процесс. Поэтому, когда сигналы АЭ малы по амплитуде, выделение полезного сигнала из помех представляет собой сложную задачу. При развитии дефекта, когда его размеры приближаются к критическому значению, амплитуда сигналов АЭ и темп их генерации резко увеличивается, что приводит к значительному возрастанию вероятности обнаружения такого источника АЭ.Метод АЭ может быть использован для контроля объектов при их изготовлении, в процессе приемочных испытаний, при периодических технических обследованиях, в процессе эксплуатации. Целью АЭ-контроля является обнаружение, определение координат и слежение (мониторинг) за источниками акустической эмиссии, связанными с несплошностями на поверхности или в объеме стенки объекта контроля, сварного соединения и изготовленных частей и компонентов. Все индикации, вызванные источниками АЭ, должны быть при наличии технической возможности оценены другими методами неразрушающего контроля. АЭ-метод 6 может быть использован также для оценки скорости развития дефекта в целях заблаговременного прекращения испытаний и предотвращения разрушения изделия. Регистрация АЭ позволяет определить образование свищей, сквозных трещин, протечек в уплотнениях, заглушках и фланцевых соединениях.АЭ- контроль технического состояния обследуемых объектов проводится только при создании в конструкции напряженного состояния, инициирующего в материале объекта работу источников АЭ. Для этого объект подвергается нагружению силой, давлением, температурным полем и т.д. Выбор вида нагрузки определяется конструкцией объекта и условиями его работы, характером испытаний и приводится в "Программе работ по АЭ контролю объектов". 1.2 Схема применения современных АЭ методов для трубопродов и сосудов Метод АЭ относится к интегральным методам НК, то есть при его проведении контролируются сразу все участки трубопровода от начала и до конца, включая все элементы, запорную и регулирующую арматуру, а также состояние фланцевых и сварных соединений. Контроль осуществлялся с применением акустико-эмиссионной системы A-LINE 32D (DDM) представленной на рисуноке 1. Рисунок 1 – Акустико-эмисионный комплекс A-LINE 32D При подготовке к проведению данной работы необходимо обычно решить ряд задач, основной из которых бывает установка преобразователе акустической эмиссии на трубопровод. Для проведения АЭ контроля использовался стандартный АЭ-преобразователь с рабочей температурой до 7 110°С. Для решения этой задачи был рассчитан волновод (рис. 2, а), изготавливаемый из металлической трубы и пластины, и устанавливаемый посредством сварки на трубопровод пара. Места установки были выбраны таким образом, чтобы обеспечить контроль всей протяженности паропровода (рис. 2, б). Применение волновода позволило использовать стандартные преобразователи, т.к. температура в верхней его части не превышала 70 °С.Во время проведения диагностических работ эксплуатирующие организации могут временно остановилать подачу в контролируемый трубопровод, а затем возобновилять ее вновь. В результате проведениях таких работы может быть выявлен активный источник акустической эмиссии . Рисунок 2 – Эскиз волновода (а) и места установки аппаратуры на трубопроводе (б) Такая проведѐнная работа соверменными методами АЭ позволяет сделать однозначный вывод : - акустико-эмиссионный контроль на рабочих параметрах оборудования позволяет выявлять дефекты и определять потенциально опасные участки оборудования; - применение интегрального АЭ-контроля позволяет контролировать объект на всей его протяженности, что исключает возможный пропуск опасных развивающихся дефектов; - диагностика во время эксплуатации позволяет выявить потенциальные дефекты, проявляющие себя только рабочем, так называемом «горячем» 8 режиме, зарегистрировать негерметичность отдельных узлов трубопроводов и запланировать их замену или ремонт в очередной останов; - периодическое проведение АЭ диагностики трубопроводов на рабочих параметрах без вывода оборудования из эксплуатации предотвращает развитие дефектов до критических параметров и осуществляется без нарушения нормального режима функционирования оборудования, без дополнительных затрат на остановы, разогревы и пуски оборудования. Объект контроля - вертикальный сосуд, расположенный в одном корпусе с другим сосудом. Сосуды разделены плоской сплошной перегородкой (Рис.3). АЭ контроль сопровождал гидроиспытания верхнего сосуда. Материал – углеродистая сталь с плакировкой. В результате эксплуатационных нагрузок в нескольких точках по периметру перегородки произошла ее перфорация: в сварном шве между корпусом и пергородкой появились сквозные трещины. Эти трещины раскрывались только в результате воздействия внутреннего давления и поэтому не были обнаружены традиционными методами контроля во время остановки сосуда. Применение АЭ во время гидроиспытаний сосуда позволило выявить данные дефекты. Импульсные характеристики сигналов некоторых датчиков из нижнего пояса имели вид, характерный для сигналов, регистрирующих утечки (некоторые импульсные характеристики представлены на Рис.4). Однако, визуально - с внешней стороны корпуса – утечки отсутствовали. Кроме того, предварительный контроль другими методами сварных соединений перегородки и корпуса дефектов не обнаружил. Дополнительная информация для решения проблемы была получена при помощи функций визуализации формы сигнала, которые были использованы для качественной оценки типа источника АЭ по форме сигналов. 9 Рисунок 3 - Схема объекта контроля (два вертикальных сосуда, разделенных перегородкой) Рисунок 4 - Некоторые графические формы для импульсных параметров,которые были использованы при анализе данных 10 На Рисунке 5 представлен пример регистрации типичных сигналов для двух разных датчиков от источников разной природы. Датчик #4 находился возле участка сварного шва с небольшими коррозионными дефектами. Датчик #3 был расположен возле перегородки и регистрировал периодические утечки через сквозные трещины соединительного шва.Надо заметить, что нижний сосуд также был заполнен водой (подготовлен к гидроиспытаниям). Это факт внес дополнительные особенности в характер регистрируемых данных: вода, нагнетаемая насосом в верхний сосуд, повышала в нем давление до тех пор, пока напряжение в месте перфорации не превысило значение, нужное для раскрытия трещин. В результате через трещины вода из верхнего сосуда поступала в нижний и повышало в нем давление до того же значения, что и в верхнем сосуде. Это обстоятельство внесло дополнительные возмущения в структуру данных.Однако, использование АЭ для решения подобных проблем, возможно, является оптимальным. Во всяком случае, в рассмотренном примере удалось успешно определить тип всех дефектов и место их расположения. Рисунок 5 - Примеры сигналов, зарегистрированны от утечки и от коррозионного растрескивания Эффективность АЭ высока для больших сосудов с труднодоступными участками. Для таких сосудов наиболее эффективным является использование комбинации различных локационных алгоритмов, предоставляемых системой 11 AMSY5. Например, для контроля сферического сосуда хорошие результаты были получены при сочетании сферической и зональной локации. 1.3 Технология АЭ диагностики Работы по АЭ диагностике прводстя по программе , которая разрабатывается индивидуально на каждый обследумеый объект и регламентирует все этапы проведедния АЭ контроля исполнитель должен тщательно изучить объект конрроля с целью получения данных для разработки конкретной технологии АЭ контроля данного объекта с применением современной аппаратуры и методов [4]. Испытания объекта разделяют на два этпап: предварительный и рабочий. Предварительные испытания проводят при циклическом нагружении в диапозоне давления 0-1/4 рабочего давления с целью исследования объекта конртроля как акустического канала, устранения исчточников шумов и установления уровная дискриминации, расстановки преобразователей , проверки чувствительности используемых каналов аппаратуры , опрессовкизаглушек и уплотнений. На рабочем этапе происходит сбор информации контроля. При контроле методом АЭ на конструкции устанавливаются несколько стационарных датчиков , повзоляющих контролировать объѐм в пределах сферы из действий. Точность определения координат дефектных мест крупногабаритных объектов составляет порядок толщины стенки объекта контроля, что часто не позволяет определять глубину залегания дефектов в толстостенных конструкциях. Однако этот недостаток покрываестся возможностью определения степени опасности растущих дефектов самых малых размеров. Кроме того, если требуется определять координаты дефектов с большей точностью, можно провести более детальную инспекцию другими методами[1]. Выбор схемы расстановки преобразователей осущствляется исходя из задач контроля и возможностей аппаратуры. Определение координат источников АЭ просиходит по разности времени прихода сигнала на группу датчиков. Схемы расстановки датчиков показана на рисунке 5 определяется задачей контроля, требуемой точностью локации источников АЭ. Типы локации разделяются на локальную и пространственную. Существуют следующие схемы локации: - независимое размещение - зональное размещение - линейное размещение - прямоугольное размещение - треугольное размещение После расстановки преобразователей производится проверка их чувствительности и калибровка системы локации. 12 Рисунок 5 - Схема расположений датчиков (приѐмников) на трубопроводе Калибровка системы осуществляется при помощи дачика иммитатора, если такой входит в состав системы, или взлома графитового стержня карандаша (источник Су-Нильсена) [4]. В Аэ системах обрабокта и анализ акустических сигналов осуществляется в следующем порядке: - одновременно с оцифровкой поступающего сигнала АЭ локализуется пространственное положение источника АЭ и обрабатываются ложные сигналы; - импульсы, местоположение которых может быть точно локализировано , поступают в ходе обработки в блок спектрально анализа и в блоки определения параметров АЭ. После испытаний обработка данных производится с помощью набора специальных программ. Определяется локализация источников, оценка уровня опасности .С развѐртки места локации источники АЭ переносятся на эскиз объекта контроля и определяются места нарушения. Сигнал АЭ может быть зарегистрирован на любой чистоте , но амплитуда регистрируемого сигнала убывает пропорционально частоте. По этой причине очевидно стремление к регистрации АЭ сигналов на низких частотах, тем более что затухание упругих волн существенно возрастает при увеличении частот. Однако с уменьшением частоты возрастают аустические помехи преобразователя АЭ сигналов и электронной аппаратуры . В следствии этого на современную регистрируемую аппаратуру , методы обработки и анализ данных налагеются жѐсткие требования. Также кроме собаственных шумов аппаратуры тракты приѐма и обработки информации могут быть подвержены внешним 13 шумам, для снижения уровня шумов широкое распространие получили активные и пассивные способы подавления помех [1]. 2 Аппаратура применяемая при современных методах АЭ контроля Для регистрации параметров акустической эмиссии ,а также для записи формы сигналов и их длительности применяют специальную аппаратуру, которая обеспечивает приѐм слабых сигналов эмиссии на фоне шумов, обладает необходимых быстродействием (интенсивность эмиссии меняетсяв пределах от 0 до 10 5 ипмульсов в секунду) и малыми собственными шумами .В качестве приѐмников колебаний в большинстве случаев используют пьезокерамические преобразователи.Сигналы с датчиков колебаний усиливают и подвергают дальнейшей обработке с помощью электронной аппаратуры. Обычно рабочий диапозон рабочей аппаратуры 10 4 Гц - 10 7 Гц [1]. Для лучшего понимания того, как работают акустико-эмиссионные комплексы, можно проследить на основные «звенья» цепи, по которой проходит сигнал от условной трещины до оператора: - приѐмник (АЭ-датчик) продемонстрированные на рисунке 6. Регистрируют упругие акустические колебания. Они могут возникать не только в результате коррозионного либо усталостного растрескивания, трения «берегов» трещины друг о друга и пр. Акустическая активность также возникает в результате воздействия на объект сильного ветра, града, дождя и даже снега. Если не настроить должным образом чувствительность приѐмника и отфильтровать лишние сигналы, то в этом потоке помех и шумов будет крайне трудно, а то и вовсе нереально распознать события-артефакты; - предварительные усилители. Они либо устанавливаются рядом с датчиками, либо изначально встроены в их корпус. Потребность в такой аппаратуре обусловлена тем, что на выходе преобразователя импульсы отличаются низким уровнем и широким динамическим диапазоном. Предусилители улучшают соотношение сигнал-шум, и акустико-эмиссионной системе проще регистрировать полезные сигналы; - частотный фильтр. Вообще, помехозащищѐнность – одна из «болевых точек» в методе акустической эмиссии. Какие только разработки не направлены на еѐ повышение. Анализ Фурье, пороговая и беспороговая регистрация данных, кластерный анализ, всевозможные адаптивные алгоритмы… Частотный фильтр – один из первых «рубежей», на котором отсекаются посторонние шумы; - блок обработки. Отвечает за оцифровку электрических сигналов, выделение их отдельных характеристик, математическую обработку данных и отображение результатов на экране ПК. Измеряя время прихода АЭ-сигналов, комплекс также определяет координаты источников – то есть локализует местонахождение обнаруженных дефектов. 14 Наряду с мобильными (переносными) акустико-эмиссионными системами встречаются стационарные комплексы. Первые, как правило, применяются для периодического технического диагностирования и экспертизы промышленной безопасности опасных производственных объектов. Для особо ответственных сооружений, постоянно находящихся под нагрузкой, используются комплексы интегрального мониторинга. С их помощью контроль технического состояния осуществляется в непрерывном режиме 24/7. Отметим также, что современная аппаратура для акустико-эмиссионного контроля проектируется и изготавливается таким образом, чтобы максимально упростить еѐ интеграцию с другими решениями для промышленной безопасности на предприятии . Рисунок 6 - Пример расположения считывающих датчиков (приѐмников) на сосуде В зависимости от двух основных факторов современные комплексы для контроля методом акустической эмиссии способны: - записывать только те сигналы, которые превышают заданный порог чувствительности; - фиксировать точное время возникновения акта акустической эмиссии; - автоматически калибровать датчики и запускать протокол самодиагностики; - оценивать скорость развития дефектов; - измерять напряжѐнно-деформированное состояние объектов, следить за величиной и характером нагружения (в режиме тензометра); - выявлять утечку рабочей среды (жидкой или газообразной) и давать им количественную оценку. Акустико-эмиссионные системы в режиме 15 течеискателя широко применяются для контроля за герметичностью запорно- регулирующей арматуры, резервуаров, теплообменных и прочих устройств. Для более точного определения координат дефектов может быть предусмотрена объѐмная и зонная, планарная и линейная локация. Даже если объект имеет сферическую, коническую либо цилиндрическую форму - с современными инструментами визуализации это не помешает вычислению точного местоположения дефектов; - оценивать уровень вибрации, проводить еѐ статистический и спектральный анализ (в режиме виброметра); - наглядно отображать на экране элементы исследуемых конструкций - корпуса резервуаров, патрубки, сварные соединения и прочее; - регистрировать текущие технологические параметры – при обследова - нии объектов, находящихся в эксплуатации; - автоматически вести журнал событий, включая приѐм сигналов акустической эмиссии и команды от оператора. Информация от акустико- эмиссионной системы может в режиме реального времени передаваться в центр мониторинга и диагностики технического состояния опасного производственного объекта; - автоматически отбраковывать ложные источники АЭ-сигналов; - отображать данные в режиме осциллографа, строить наглядные цветные графики и гистограммы; - исключать несанкционированный доступ посторонних лиц крезульта – там контроля – благодаря персональным паролям; - экспортировать готовые отчѐты в форматах, совместимых с другим профессиональным ПО для статистического и математического анализа при проведении экспертизы промышленной безопасности. На рынке стран СНГ имеется довольно большое кол-во предложений по АЭ- системам. Основные из них: - Малахит АС-12А,АС-15А; - A-Line 32D; - Многоканальные АЭ системы серии DiSP и Samos; - Портативные АЭ комплексы серии «Эксперт» ; - система акустической эмиссии AMSY 6; - Акустико-эмиссионные приборы серии Локус; - Акустико-эмиссионные приборы серии СДС 1008 Важными харакетристиками при выборе АЭ систем явлюятся : - количество каналов в блоке - быстродействие,скорость обработки АЭ-импульсов - диапазоны регистрируемых параметров – длительности импульсов, фронта, числа выбросов, амплитуды, энергии и других; - интерфейс подключения к ПК (обычно USB или ECP); - особенности исполнения (вес, размеры, прочность корпуса, допустимая для эксплуатации температура). 16 3 Использования «ЮНИСКОП» в современных методах АЭ метода Рассмотрим один из множества современных прибороров неразрущающего контроля который применяется при АЭ методе контроля . Он предназначен для измерений напряжения переменного тока, напряжения и силы постоянного тока, регистрации и обработки формы сигналов, поступающих от внешних датчиков, с целью анализа характеристик упругих колебаний при неразрушающем контроле. Принцип действия приборов основан на аналогово-цифровом преобразовании входных сигналов, поступающих от внешних датчиков, с последующей обработкой, отображением и сохранением полученных данных. Прибор «ЮНИСКОП» включает в себя основной приборный блок семейства «ЮНИСКОП» и подключаемые к нему внешние устройства. «UNISCOPE» имеет два измерительных аналоговых канала, к которым могут подключаться пьезоэлектрические преобразователи со встроенным или внешним предусилителем, согласованные по частотному диапазону, напряжению питания и выходному сопротивлению с характеристиками аналоговых каналов ОПБ «ЮНИСКОП». В качестве внешних предусилителей могут применяться предусилители акустической эмиссии семейства «UNP» . Конструктивно «ЮНИСКОП» выполнен в виде моноблока, имеющего на лицевой стороне цветной графический дисплей для визуализации информации, клавиатуру для реализации различных функций и настроек, светодиодные индикаторы состояния электропитания и заряда батарей. На боковой стороне «ЮНИСКОП» имеются коаксиальные разъемы аналоговых каналов, многоконтактные разъемы цифровых каналов, выключатель электропитания, отсек разъемов, закрываемый заглушкой, содержащий разъемы электропитания и интерфейсов передачи данных: SD- карты, USB, Ethernet. «ЮНИСКОП» имеет в каждом аналоговом канале программно переключаемые частотные диапазоны. По каждому каналу прибор может осуществлять цифровую обработку, включающую цифровую фильтрацию и вычисление параметров сигналов в реальном времени. «ЮНИСКОП» позволяет записывать, отображать графически и передавать на внешние носители информации параметры сигналов, форму сигналов, Фурье-спектры сигналов. ОПБ «ЮНИСКОП» имеет два цифровых канала для подключения внешних согласующих блоков. К каждому цифровому каналу может быть подключен один внешний согласующий блок семейства «UNE». Внешний согласующий блок параметрических измерений «UNE-P» предназначен для измерения силы и напряжений постоянного тока, формируемых внешними первичными или вторичными преобразователями. Блок «UNE-P» имеет два универсальных параметрических входа. Каждый вход может работать в одном из нескольких режимов, осуществляя измерения силы постоянного тока в токовой петле и напряжений постоянного тока в различных диапазонах, а также имеет встроенные источники питания для подключаемых внешних устройств. 17 Общий вид приборов «ЮНИСКОП» показан на рисунке 7 , а его лицевая часть на рисунке 8. Рисунок 7 – Общий вид приборов «ЮНИСКОП» (1 – клавиатура; 2 – дисплей; 3 – кнопка «ВКЛ/ВЫКЛ»; 4а – разъем канала №1 регистрации аналоговых сигналов; 4б – разъем канала №2 регистрации аналоговых сигналов; 5 – заглушка отсека интерфейсных разъемов; 6а – разъем цифрового канала №1; 6б – разъем цифрового канала №2) Рисунок 8 Лицевая панль приборов «ЮНИСКОП» (1 – панель кнопок управления; 2 – панель кнопок настройки; 3 – индикатор заряда батарей; 4 – индикатор состояния электропитания). Приборы имеют встроенное программное обеспечение. Встроенное ПО предназначено для обеспечения нормального функционирования приборов и 18 управления интерфейсом. Оно является метрологически значимым. Идентификационные данные встроенного ПО приведены в таблице 1 Таблица 1 - Идентификационные данные встроенного ПО Идентификационные данные (признаки) Значение Идентификационное наименование ПО Акустико-эмиссионная система Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже 1.4.3 Цифровой идентификатор ПО - Уровень защиты встроенного ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений – «средний» в соответствии с рекомендациями Р 50.2.077-2014. Основные метрологические и технические характеристики приборов приведены в таблицах 2 Таблица 2 – Основные метрологические и технические характеристики ОПБ «UNISCOPE» Наименование характеристики Значение Количество аналоговых каналов, шт. 2 Количество цифровых каналов, шт. 2 Переключаемые частотные диапазоны, кГц от 0,0005 до 30 от 1 до 100 от 30 до 1000 Допускаемое отклонение граничных частот переключаемых частотных диапазонов от номинальных (за исключением значения 0,0005 кГц), % ±10 Неравномерность АЧХ в установленном частотном диапазоне, дБ от -3 до +1 Максимальное измеряемое пиковое напряжение переменного тока, В: - для ОПБ «UNISCOPE» исполнения V5 - для ОПБ «UNISCOPE» исполнения V6 - для ОПБ «UNISCOPE» исполнения V9 - для ОПБ «UNISCOPE» исполнения V24 0,5 1 1 1 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения пикового напряжения переменного тока на среднегеометрической частоте установленного частотного диапазона, мВ ±(1 + 0,05-U) Допускаемое отклонение синхронизации аналоговых каналов, мкс ±1 19 Продолжение таблицы 2 Напряжение питания постоянного тока внешних устройств аналоговых каналов, В: - для ОПБ «UNISCOPE» исполнения V5 - для ОПБ «UNISCOPE» исполнения V6 - для ОПБ «UNISCOPE» исполнения V9 - для ОПБ «UNISCOPE» исполнения V24 4,7 6 9 24 Допускаемое отклонение напряжения питания постоянного тока внешних устройств аналоговых каналов, В ±0,1 Интерфейс передачи данных по цифровым каналам RS485 Напряжение питания встроенные АКБ Li-Ion 7,2 B 8 Ач Максимальная потребляемая мощность (совместно с подключаемыми устройствами), Вт 10 Время автономной работы, ч, не менее 8 Габаритные размеры (длина,ширина,высота), мм, не более 325x170x75 20 Заключение В дипломной работе были рассмотренны такие вопросы, как технология проведения современных методов АЭ методов контроля, его приницип работы , его положительные и отрицательные стороный, также применение АЭ метода при дефектоскопии сосудов, так и трубопроводов. Технология акустико - эмиссионного контроля современными методами демонстрирует собой, что с каждым годом совершенствуется и не стоит на месте за счѐт технического развития, так и в следствии того, что метод явлется одним из самых молодых в дефектоскопии, и с кажым поколением новых АЭ систем, и прилежащего к нему обороудования различные дефекты становится проще обнаружить, и своевременно устранить. АЭ систем и приборов контроля сущестувет множество на данный момент, которые используются при современных методах АЭ дефектоскопии. В работе была рассмотрена также аппаратура, применяемая при АЭ методе такая, как A-LINE 32D и «ЮНИСКОП». На основе всего исследованного и расмотренного стоит сказать, что даже при наличии некоторых недостатков, как и сам метод АЭ контроля так, и оборудование, которое для него используется довольно перспективны, и доказывают это на протяжении всего времени использования, как в нефтегаозовой отрасли, так и в других немаловажных отраслях. 21 Список использованных источников 1Семашко Н.А., Шпорт В.И., Марьин Б.Н. Акустическая эмиссия в кэсперементальном материаловедении, Машиностроение. - 2002. - 240 с. 2 Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. - М.: Изд.Стандаротов , 1976. - 272 с. 3 Бырин В.Н Проблемы акустико-эмиссионного контроля // Безопасность турад в промышленности. - №1. - 2000. - С.62. 4 ПБ 03 - 593 - 03 Правила орагнизации и проведения акустико-эмиссионных контроля сосудов,аппаратов, котлов и технологических трубопроводов 2002 г. №77 5 Филоненко С. Ф. Акустическая эмиссия. Киев. 1999. 6 Сухоруков В.В. и др. Неразрушающий контроль: в 5 кн. / Под ред. В.В.Сухорукова. — М.: Высшая школа, 1992. 7 Клюев В. В. и др. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник /Под ред. В.В. Клюева. — М.: Машиностроение, 2003. 8 Иванов В. И., Белов В. М. Акустико-эмиссионный контроль сварных соединении. М.: Машиностроение, 1981. 9 Бородин Ю.П., Харебов В.Г., Шапарев В.А. Основные принципы комплексного диагностического мониторинга / В мире неразрушающего контроля. – 2003. № 4. – С. 16-18. 10 Неразрушающий контроль. Справочник: в 7т. Том 7. Книга 1. Метод акустической эмиссии. Под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 2005. 11 Харебов В.Г., Попков Ю.С. Автоматизированные системы комплексного коррозионного мониторинга и перспективы применения метода АЭ в их составе / В мире неразрушающего контроля. – 2008. № 3 12 Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Науменко А.П. Комплексный мониторинг состояния оборудования опасных производств нефтегазохимического комплекса / Химическая техника. – 2008. № 9. 13 Кузьмин А.Н., Жуков А.В. и др. Совершенствование методики диагностики трубопроводов с применением метода акустической эмиссии. // В мире НК. 2009, №4 14 Диагностика объектов транспорта методом акустической эмиссии / А.Н. Серьезнов, Л.Н. Степанова, В.В. Муравьев и др.; Под ред. Л.Н. Степановой, В.В. Муравьева. М.: Машиностроение, 2004. 15 Афанасьев В. Б., Чернова Н. В. Современные методы неразрушающего контроля // Успехи современного естествознания. — 2011. — № 7 |