Вперше сформульовано та виконано універсальне рішення задачі прогнозу руйнівного навантаження та залишкового ресурсу за даними акустичної емісії (АЕ) для металевих матеріалів з накопиченими пошкодженнями. Підтверджено провідну роль пор у механізмі виникнення АЕ для пластичних металевих матеріалів на стадіях, які передують виникненню тріщин. Встановлено залежність між пошкодженістю матеріалів і зміною структурно-чутливих параметрів. Запропоновано критерій оцінки залишкового ресурсу матеріалів з експлуатаційним напрацюванням. Вперше формалізовано й успішно застосовано об'єктний підхід до розв'язання задачі. Створено й експериментально підтверджено математичну модель, яка пов'язує виникнення АЕ та зміну параметрів акустичних сигналів. Вдосконалено методику аналітичного розрахунку хвиль АЕ, які виникають від точкового джерела та розповсюджуються у матеріалі, шляхом розбиття сумарної хвилі на елементарні, які складаються за хвильовими числами та комплексними частотами.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л223-309-52

Рубрики:

Аміак

Шифр НБУВ: Ж14738 Пошук видання у каталогах НБУВ 

У число композитів, в тому числі які застосовуються все ширше в самих різних галузях техніки, входять, зокрема, склопластики. Їх використання вимагає розробки надійних неруйнівних методів оцінки стану як в процесі експлуатації, так і безпосередньо після виготовлення. Друге має не меншу важливість, так як надає можливість відбракувати матеріали з дефектами ще до того, як з них будуть виготовлені елементи конструкцій. Виконано оцінку можливості застосування методу акустико-емісійного (АЕ) сканування на базі апаратури типу ЕМА для зразків склопластику, виготовленого методом ручної викладки склотканини Aeroglass 280 і сполучного матеріалу Elan-tech EC157 + Elan-tech W152XLR. Виконано перевірку локації координат джерел АЕ на ненавантажених зразках. Показано, що матеріал, який досліджувався, є контролепригодним з точки зору методу АЕ, надає можливість визначати координати джерел АЕ з досить високою точністю за тестового прозвучу. Проведено численні досліди по скануванню зразків в подовжньому напрямку, за якого кожен із датчиків АЕ по черзі виступав як випромінювач тестових сигналів. З шести випробуваних зразків 3 містили вбудований по центру елемент, що імітує акустичний п'єзодатчик. Випробування показали, що, використовуючи АЕ сканування, можна без навантаження зразків відрізнити їх акустичні властивості за наявності та відсутності такого вбудованого концентратора і кількісно оцінити пошкодженість матеріалу з концентратором. Відзначено важливість отриманих результатів для створення методики контролю композитів із застосуванням технології АЕ сканування та забезпечення чітких критеріїв оцінки пошкодженості.

Розглянуто умови, в яких працюють елементи парових котлів, причини можливих аварій на барабанах котлів теплових станцій, методи проведення контролю і оцінки їх технічного стану. Наведено технологію діагностування барабана котла з використанням методу акустичної емісії. Проаналізовано результати впровадження даної технології безперервного акустико-емісійного моніторингу барабана котла ТГМ-96.

Розглянуто особливості проведення акустико-емісійного контролю на прикладі об'єкту станції розподілу повітря К-158 цеху водообробки ОПЗ під час проведення пневмовипробування. Даний об'єкт контролю складається з трьох поєднаних між собою посудин тиску, закритих зовні металевим корпусом, у зв'язку з чим доступ до кожної окремої посудини є обмеженим. Показано, як у такому випадку можливо провести акустико-емісійний контроль і отримати результати, придатні для прогнозування руйнівного навантаження. Відзначено, що застосування зонної локації за таких випробувань надає можливість без демонтажу зовнішнього корпусу вирішити проблеми оцінки стану недоступних для контролю поверхонь внутрішніх посудин. Розраховано на основі результатів двох етапів пневмовипробування руйнівне навантаження для кожного з об'єктів контролю. Показано, що їх поточний стан є задовільним і надає можливість подальшу експлуатацію. Рекомендовано враховувати отримані результати під час складання нормативних матеріалів щодо акустико-емісійного контролю.

У число композитів, в тому числі які застосовуються все ширше в самих різних галузях техніки, входять, зокрема, склопластики. Їх використання вимагає розробки надійних неруйнівних методів оцінки стану як в процесі експлуатації, так і безпосередньо після виготовлення. Друге має не меншу важливість, так як надає можливість відбракувати матеріали з дефектами ще до того, як з них будуть виготовлені елементи конструкцій. Виконано оцінку можливості застосування методу акустико-емісійного (АЕ) сканування на базі апаратури типу ЕМА для зразків склопластику, виготовленого методом ручної викладки склотканини Aeroglass 280 і сполучного матеріалу Elan-tech EC157 + Elan-tech W152XLR. Виконано перевірку локації координат джерел АЕ на ненавантажених зразках. Показано, що матеріал, який досліджувався, є контролепригодним з точки зору методу АЕ, надає можливість визначати координати джерел АЕ з досить високою точністю за тестового прозвучу. Проведено численні досліди по скануванню зразків в подовжньому напрямку, за якого кожен із датчиків АЕ по черзі виступав як випромінювач тестових сигналів. З шести випробуваних зразків 3 містили вбудований по центру елемент, що імітує акустичний п'єзодатчик. Випробування показали, що, використовуючи АЕ сканування, можна без навантаження зразків відрізнити їх акустичні властивості за наявності та відсутності такого вбудованого концентратора і кількісно оцінити пошкодженість матеріалу з концентратором. Відзначено важливість отриманих результатів для створення методики контролю композитів із застосуванням технології АЕ сканування та забезпечення чітких критеріїв оцінки пошкодженості.

Розглянуто умови, в яких працюють елементи парових котлів, причини можливих аварій на барабанах котлів теплових станцій, методи проведення контролю і оцінки їх технічного стану. Наведено технологію діагностування барабана котла з використанням методу акустичної емісії. Проаналізовано результати впровадження даної технології безперервного акустико-емісійного моніторингу барабана котла ТГМ-96.

Розглянуто особливості проведення акустико-емісійного контролю на прикладі об'єкту станції розподілу повітря К-158 цеху водообробки ОПЗ під час проведення пневмовипробування. Даний об'єкт контролю складається з трьох поєднаних між собою посудин тиску, закритих зовні металевим корпусом, у зв'язку з чим доступ до кожної окремої посудини є обмеженим. Показано, як у такому випадку можливо провести акустико-емісійний контроль і отримати результати, придатні для прогнозування руйнівного навантаження. Відзначено, що застосування зонної локації за таких випробувань надає можливість без демонтажу зовнішнього корпусу вирішити проблеми оцінки стану недоступних для контролю поверхонь внутрішніх посудин. Розраховано на основі результатів двох етапів пневмовипробування руйнівне навантаження для кожного з об'єктів контролю. Показано, що їх поточний стан є задовільним і надає можливість подальшу експлуатацію. Рекомендовано враховувати отримані результати під час складання нормативних матеріалів щодо акустико-емісійного контролю.

На основі проведених досліджень сформульовано гіпотезу, яка показує, що акустична емісія (АЕ) є дзеркальним відображенням, і, отже, акустичним паспортом характеристик матеріалів, що змінюються в процесі експлуатації, і, зокрема, їх механічних властивостей. Використання цієї гіпотези перевірено на практиці і надає можливість прогнозувати руйнівне навантаження матеріалу без зупинки експлуатації та без необхідності попереднього знання початкових значень механічних властивостей матеріалів. Відповідно до наведеної гіпотези, АЕ відображає не самі властивості матеріалу, а їх зміну, та автоматично адаптується до таких змін, незалежно від типу матеріалу. Експерименти, проведені з численними матеріалами, що відрізняються своїми фізичними характеристиками, в тому числі сталями різних класів, алюмінієвими сплавами, бетонами і композитами, показали, що граничне навантаження у процесі руйнування цих матеріалів за даними АЕ визначається за однаковим алгоритмом із похибкою, пов'язаною лише з технічними особливостями засобів вимірювання. Накопичений досвід надав можливість перейти до створення інтелектуальної технології оцінки стану матеріалів конструкцій під час їх експлуатації і АЕ систем на її основі. Такі системи вже отримали широке застосування за безперервного моніторингу стану конструкцій за виробничих умов.

Сталі 09Г2С, 14ХГС і сталь 20 входять до переліку найбільш застосованих для виготовлення будівельних конструкцій. Більшість газопроводів також виготовлені саме з цих сталей. Представляє значний інтерес зміна властивостей цих матеріалів за різноманітних умов експлуатації з урахуванням часу та порушення експлуатаційних умов. Дослідження показують, що середовище та умови експлуатації, а також продукт, який транспортується трубопроводом, грають досить істотну роль у зміні їх властивостей із плином часу. Найбільш тонкі службові характеристики цих матеріалів можуть допомогти виявити технологію, засновану на акустичній емісії. Наведено дослідження щодо застосування акустичної емісії для цих цілей.

Наведено узагальнені результати застосування систем безперервного акустико-емісійного моніторингу після проведення модернізації обладнання та відповідного програмного забезпечення на високотемпературних елементах енергетичного обладнання, потенційно небезпечних об'єктах хімічної промисловості, що сприятиме їх надійній безаварійній експлуатації.

Все більш актуальним стає питання оцінки поточного стану промислових об'єктів різного призначення і умов їх експлуатації, зокрема резервуарів - сховищ для зберігання нафти, зрідженого газу, рідкого аміаку та ін. Запропоновано для діагностування об'єктів підвищеної небезпеки технологію акустичної емісії (АЕ) моніторингу підвищеної акустичної активності в матеріалі конструкції з наступною оцінкою (класифікацією) стану об'єкта з застосуванням традиційних методів. Наведено результати аналізу даних систем АЕ моніторингу резервуарів та їх використання для визначення першочергових місць для додаткового контролю при проведенні технічних оглядів і ремонтних робіт.

Більшість існуючих конструкцій містить зварні з'єднання (ЗЗ). Представляють значний інтерес відмінності акустичної емісії для різних типів ЗЗ і зміна властивостей матеріалів діючих конструкцій, що мають зварні елементи, після тривалої експлуатації з урахуванням часу та ймовірного порушення експлуатаційних умов. Дані випробувань зразків із таких матеріалів показують високу чутливість методу акустичної емісії типу ЗЗ і до змін службових характеристик зварних швів.

Більшість існуючих конструкцій містить зварні з'єднання. Розглянуто питання контролю службових характеристик зварних з'єднань із використанням методу акустичної емісії. Увагу приділено зміні властивостей матеріалів діючих конструкцій, що мають зварні елементи, після тривалої експлуатації з урахуванням часу та ймовірного порушення експлуатаційних умов. Розглянуто приклади оцінки зміни характеристик матеріалів зварних конструкцій за даними акустичної емісії, визначення їх пошкодженості та залишкового ресурсу.

Наведено результати застосування методу АЕ на прикладі моніторингу та контролю сховищ аміаку в цеху перевантаження аміаку, окремих ліній та агрегатів у цеху виробництва аміаку, а також об'єктів станції розподілу повітря цеху водообробки. Показано, що результати АЕ моніторингу можуть бути використані за якісної оцінки стану теплоізоляційного покриття. Наведено схеми встановлення датчиків АЕ на об'єктах АЕ моніторингу та конфігурації локаційних антен. Наведено результати АЕ моніторингу об'єктів за поточний рік.

Забезпечення безаварійної роботи конструкцій і споруд є вкрай важливою та актуальною задачею. Тому увага науковців приділяється розробці нових методів, обладнання та методичних матеріалів для їх реалізації у промисловості. Увага приділяється стану матеріалу конструкцій і споруд для своєчасного прийняття рішень і недопущення аварійних або нештатних ситуацій. Проводиться дослідження змін параметрів акустичної емісії (АЕ) на різних етапах випробування зразків матеріалів. Наведено розробку підходів до аналізу розподілу параметрів подій АЕ. На підставі аналізу даних багаточислових досліджень різних матеріалів попередньо визначено інформативні параметри, розподіл яких потребує дослідження. Розроблені алгоритми та визначені засоби налаштування аналізу розподілу параметрів подій АЕ впроваджено у робочій частині та візуальному інтерфейсі програми ЕМА-3.92. Установлено, що зміни параметрів АЕ мають певні закономірності, що показано на результатах випробувань зразків зі сталі 17ГС, та можуть бути використані для оцінки стану матеріалів у процесі проведення АЕ контролю та моніторингу.

Розглянуто принципові питання сучасної діагностики конструкцій відповідно до нового ДСТУ 9118:2022 "Технічна діагностика. Діагностування технічного стану матеріалів конструкцій. Загальні вимоги". Обгрунтовано теоретичні та практичні складові, необхідні для побудови сучасних діагностичних систем. Основний акцент зроблено на необхідності комплексного використання фундаментальних та інженерних досліджень. Указано на наявність ще не вирішених проблем на прикладі акустико-емісійної діагностики та окреслено напрями подальшого розвитку та вдосконалення теоретичних основ технології оцінки стану конструкцій.