Способ определения зоны расположения источников сигналов акустической эмиссии в цилиндрических оболочках

 

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано при контроле ответственных участков трубопроводов, haпример , на атомных электростанциях. Целью изобретения является повьштение точности определения зоны расположения удаленных , источников сигналов акустической эмиссии (АЭ) за счет учета изгибной составляющей акустического сигнала в цилиндрических оболочках. На поверхности цилиндрической оболочки вдоль ее образующей располагают не менее двух rpjTin преобразователей, по четыре преобразователя в каждой группе, расположенных наравных расстояниях один от другого. Во время нагружения оболочки принимают сигналы АЭ, вьщеляют ; продольную и изгибную составляющие акустического сигнала в каждой группе преобразователей и по разности их времен определяют зону расположения источника сигналов АЭ. Для повышения крутизны переднего фронта изгибной составляющей вдоль образующей оболочки располагают не менее трех групп преобразователей, отстоящих одна от другой на расстоянии, величину которого расчитывают. I з.п. ф-лы, I ил. (9 (Л 00 Ч оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111 (51! 4 С 01 И 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ(ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4196408/25-28 (22) 17,02.87 (46) 07.02.89.Бюл. У 5 (71) Киевский государственный университет им.Т.Г.!!!евченко (72) О.Н!.Жарий, Е.И.Мицкевич и К,М.Радченко (53) 620.179.16 (088.8) (56) Акустическая эмиссия и ее при менение для неразрушающего контроля в ядерной энергетике ° /Под ред.

К.Б.Вакара. — М.: Атомиздат, 1980, с.!0?-.109.

Красильников Д.П., Нисельсон А.Л.

Шемякин. Локализация источников акустической эмиссии. — В сб.:Диагностика и прогнозирование разрушения сварных конструкций. — К.: Наукова думка, 1985, !(- 1, с.51-52. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ В ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКАХ (57) Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано при контроле ответственных участков трубопроводов, йаИзобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано при контроле ответственных участков трубопроводов, например на атомных электростанциях.

Целью изобретения является повышение точности определения зоны расположения удаленных источников сигналов акустической эмиссии за пример, на атомных электростанциях.

Целью изобретения является повьппение точности определения эоны расположения удаленных источников сиг налов акустической эмиссии (АЭ) за счет учета изгибной составляющей акустического сигнала в цилиндрических оболочках. На поверхности цилиндрической оболочки вдоль ее образующей располагают не менее двух групп преобразователей, по четыре преобразователя в каждой группе, расположенных на. равных расстояниях один от другого. Во время нагружения оболочки принимают сигналы АЭ, выделяют продольную и изгибную составляющие акустического сигнала в каждой группе преобразователей и по разности их времен определяют зону расположения источника сигналов АЭ. Для повышения крутизны переднего фронта изгибной составляющей вдоль образующей оболочки располагают не менее трех групп преобразователей, отстоящих одна от другой на расстоянии, величину которого расчитывают. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

2 счет учета изгибной составляющей акустического сигнала в цилиндрических оболочках.

На чертеже показана схема расположения преобразователей на цилиндрической оболочке для реализации способа.

Способ определения зоны расположения источников сигналов акустичес3 1456873 кой эмиссии в цилиндрических оболочках реализуется следующим образом.

На основе известных геометрических размеров и механических характе5 ристик материала оболочки определяют значения С- .скорости распростране- о о ния продольной составляющей, группо- r вой С и фазовой С скоростей рас3 э пространения изгибной составляющей 10 р акустической волны в цилиндрической р оболочке о частоты Q., соответствующее стационарному значению групповой скорости иэгибных воли.

Вдоль образующей цилиндрической болочки располагают не менее двух рупп преобразователей, Каждая иэ тих групп состоит из четырех преобазователей, расположенных на напавляющей окружности цилиндрической о болочки через 90 . Во время нагружения оболочки регистрируют сигналы акустической эмиссии и преобразовыва15 ют их в электрические сигналы на вы- ходе преобразователей, Для каждой группы преобразователей определяют времена прихода продольной и иэгибной составляющих акустического сигна20 ла, Момент прихода продольной составляющей к преобразователям данной группы соответствует первому электрическому импульсу на выходе преобразоват телей. Для выделения изгибной состав25 ляющей на выходе преобразователей каждой группы проверяют условие

/U< -11,1+ !U,-U,/

) А, ф,+ U )+ (U,+ Ut — а ()/

d 5

Е где

1—

Q,=

ag (Я) ЗО с коэффициентами

-3 (Э + 1) ;

c 1+ (3-21) Я +

3-24

О (9 +1)

1-1 а (Я) 2 2

+ (< + ) ) +

45

Са д с ь = --- — -, 1 2

С б

h R- r толщина стенки оболочки; радиус срединной поверхности оболочки;

50 наружный и внутренний радиусы оболочки: безразмерная постоянная распространения; значение постоянной расз5 пространения, при котором групповая скорость

С максимальна; значение безразмерной а (R+r) /2

R, r 5 = <<(«з) модуль Н)нга; плотность материала оболочки; коэффициент Пуассона; первая ветвь дисперсионных кривых изгибных волн в оболочке, определяемая как наименьший по модулю положительный корень дисперсионного уравнения

3 -9 г. а (g) -1 — — — (h +1)

< 2 а () = 2 — ((1- ) h + (> + ) J

1-4 Г г 4 l 41

3 = /12 ; где U U> и U, U4 — уровни.напряжений на выходе диаметрально противоположных преобразователей данной группы; А — константа, принимающая значения в диапазоне 5-10 и определяемая экспериментально путем моделирования источника сигналов . акустической эмиссии в исследуемой оболочке.

Расстояние L вдоль образующей цилиндрической оболочки от источника сигналов до каждой группы преобразователей рассчитывают .по зависимости где Ай — разность времен прихода продольной и изгибной сос-. тавляющих акустического сигнала к преобразователям данной группы.

Зону расположения источнйка сигна-. лов АЭ определяют с учетом рассчитан-, ных расстояний для различных групп преобразователей. При этом выбирают такую группу преобразователей, 73 6 поверхности оболочки располагают преобразователи, во время нагружения оболочки регистрируют сигналы акустической эмиссии, определяют времена прихода сигналов на преобразователи и по последовательности этих времен и геометрическому расположению преобразователей определяют зону распо .

I ложения источника сигналов акустической эмиссии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения зоны расположения удаленного источника сигналов sa счет учета изгибной составляющей акустического сигнала в цилиндрической обоопределяют скорость распростя продольной и групповую скоизгибной составляющих акустичесигнала, вдоль образующей оборасполагают не менее двух групп азователей по четыре преобтеля в каждой группе, размещена равных расстояниях один от о, для каждой группы преобралей определяют времена прихода ьнай и изгибной составляющих еского сигнала, а зону распоя сигналов акустической эмисределяют с учетом измеренных на л лочке

В с ранени

2295(1 C ) pocTh

20 кого с

Таким образом, способ определения лочки зоны расположения источников сигналов преобр акустической эмиссии в цилиндрических .разова оболочках предусматривает расчет рас- ных н стояния до источника вдоль образую- 25 другог щей оболочки с учетом изгибной сос- зовате тавляющей акустического сигнала, продол имеющей по сравнению с компонентами акустич шума более длительный закон затуха- ложени ния амплитуды с ростом расстояния от ЗО сии оп источника сигналов до .преобразовате- величи лей. Тем самым способ позволяет поI высить точность определения зоны расположения удаленных источников сигналов АЭ в цилиндрической оболоч35 ке ° Кроме того, размещение не менее трех групп преобразователей на определенном расстоянии одна от другой вдоль образующей оболочки обеспечивает прием изгибной составляюI щей с наиболее крутым передним фронтом, по крайней мере двумя группами преобразователей, что повышает точность определения момента времени прихода к ним изгибной составляющей 45 где а и более точное определение расстояния до источника сигналов АЭ вдоль образующей цилиндрической оболочки.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что определяют фазовую скорость распространения изгибнай составляющей акустического сигнала, а вдоль образующей оболочки располагают не менее трех групп преобразователей, расстояние В между которымн выбирают из .соотношения и а

В

29 (1- — -)

С

С

С и С

5 14568 расстояние от которой до источника сигналов минимально. Направление на источник относительно выбранной группы преобразователей определяют исходя из условий согласованности

5 рассчитанных значений расстояния от источника сигналов АЭ до различных групп преобразователей, Для более надежного выделения (1б изгибной составляющей акустического сигнала вдоль образующей цилиндрической.оболочки располагают не менее трех групп преобразователей, отстоящих одна от другой на расстояние В, определяемое из соотношения

Формула изобретения!. Способ определения зоны расположения источников сигналов акустической эмиссии в цилиндрических оболочках, заключающийся в том, что на т — радиус срединной поверхности оболочки; — групповая и фаэовая скорости распространения из" гибной составляющей акустического сигнала; значение постоянной распространения, при котором групповая скорость изгибной составляющей макси мальна.

1456873

Составитель E.Èëüè÷åâ

Редактор В.Бугренкова Техред, M.Ходанич Корректор М,Самборская

Заказ 7547/43 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4