Москва, Россия
Москва, Россия
Знание предельной чувствительности метода акустической эмиссии (АЭ) полезно при исследованиях механизмов пластической деформации структуры, образовании и развитии микро-, мезо- и макротрещин, а также непрерывных процессов, таких как истечение жидкостей и газов, трения и ряда других. Проведён анализ литературных данных по оценке предельной чувствительности при выявлении источников АЭ. Показано, что при использовании стандартных резонансных пьезоэлектрических преобразователей с частотной полосой пропускания 30 ± 10 кГц предельная чувствительность составляет доли нанометра по смещению поверхности объекта и единицы микрон размера микротрещины при её образовании и скачкообразном развитии. При контроле промышленных объектов во многих случаях уровень внешних шумов существенно выше, выявляемость дефектов уменьшается и составляет доли миллиметра. Однако увеличение энергии и амплитуды сигналов АЭ по мере развития дефекта в подавляющем большинстве случаев приводит к тому, что при достижении трещиной размеров, начинающих угрожать прочности контролируемого объекта, сигналы АЭ достаточно надёжно обнаруживаются аппаратурой. Знание предельной чувствительности метода АЭ позволяет сравнивать его с другими методами НК по этому параметру.
акустическая эмиссия, чувствительность, размер дефектов, вероятность обнаружения, трещины, дислокации, пьезопреобразователи
1. Иванов В. И., Власов И. Э. Метод акустической эмиссии. Неразрушающий контроль / Справочник // Под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 7. Кн. 1. — М.: Машиностроение, 2005. — 340 с.
2. Иванов В. И., Барат В. А. Акустико-эмиссионная диагностика / Справочник. —М.: ИД «Спектр», 2017. — 368 с.
3. ASTM Nondestructive testing handbook. V. 5: Acoustic emission testing / Ed. P. McIntire. — Columbus, OH: American Society for Non Destructive Testing), 1987, р. 77–83.
4. Константинов В. Л., Лыков Ю. И., Панин В. И. Чувствительность пьезопреобразователей при измерении слабых сигналов эмиссии волн напряжений. — Дефектоскопия. 1974. № 3. С. 134–135.
5. Домаркас В. И., Кажис Р.-И. Ю., Яронис Э. П. Тепловые шумы на выходе пьезоэлектрических приемников звука. — Акуст. журнал. 1971. Т. 17. Вып. 1. С. 43–49.
6. Грешников В. А., Дробот Ю. И. Акустическая эмиссия. — М: Изд-во Стандартов, 1976. — 270 с.
7. Agarwal A. B. L., Frederick J. R., Felbeck D. K. Detection of plastic microstrain in aluminum by acoustic emission. — Metall. Trans. I. 1970. Р. 1069–1071.
8. Scruby C. B., Jones C., Titchmarsh J. M., Wadley H. N. G. Relationship between microstructure and acoustic emission in Mn-Mo-Ni A533B steel. — Metal Science. June 1981. P. 241–261.
9. Wadley H. N. G., Scruby C. R., Shrimpton G. Quantitative acoustic emission source charactezrisation during low temperature cleavage and intergranular fracture. — Acta Metallurgica. 1981. V. 29. Р. 399–414.
10. Scruby C. B., Wadley H. N. G. A calibrated capacitance transducer for the detection of acoustic emission. — J. Phys. D: Appl. Phys. 1978. V. 11. Р. 1487–1494.
11. Баранов В. М. Оценка предельной чувствительности акустико-эмиссионного метода. — Дефектоскопия. 1990. № 5. С. 49–54.
12. Dunegan H. L., Harris D. O. Acoustic Emission – A New Non-destructive Testing Tool. — Ultrasonic, 1969. No. 7. P. 160–166.
13. Wadley H. N. G., Scruby C. B., Lane P., Hudson A. Influence of Microstructure on Acoustic Emission during Deformation and Fracture of Fe-3,5Ni-0,21C Steel. — Metal Science. 1981. V. 15. Nov. – Dec. P. 514–524.
14. Scruby C., Wadley H., Sinclair J. E. The origin of acoustic emission during deformation of aluminum and an aluminum–magnesium alloy. — Philosophical Magazine A. 1981. V. 44. No. 2. P. 249–274.
15. Scruby C. B., Wadley H. N. G. An assessment of acoustic emission for nuclear pressure vessel monitoring. — Progress in Nucl. Energy. 1983. V. 11. No. 3. P. 275–297.
16. Eitzen D. G., Wadley H. N. G. Acoustic Emission: Establishing the Fundamentals. — J. Research of the NBS. 1984. V. 89, No. 1.
17. Heiple C. R., Carpenter S. H. Acoustic Emission Produced by Deformation of Metals and Alloys — A Review: Part I. — J. Acoustic: Emission. 1987. V. 6. No. 3. P. 177–204.
18. Gillis P. P., Hamstad M. A. Some fundamental aspects of the theory of acoustic emission. — Mater. Sci. & Eng.. 1974. V. 14. P. 103—108.
19. Fisher R. M., Lally J. S. Microplasticity detected by an acoustic technique. — Can. J. Phys. 1967. V. 45. P. 1147–1159.
20. Wadley H. N. G., Scruby C. B., Speake J. H. Acoustic emission for physical examination of metals. — Internat. Metals Rev. 1980. V. 25. No. 1. P. 41–64.
21. Данюк А. В., Афанасьев М. А., Мерсон Д. Л., Виноградов А. Ю. Анизотропия сигнала акустической эмиссии при царапании монокристалла алюминия. — Письма о материалах. 2019. Т. 9. № 1 (33). С. 130–135.
22. Данюк А. В., Мерсон Д. Л., Виноградов А. Ю. Идентификация локальной деформации при скрайбировании поликристаллической меди. — Вектор науки Тольяттинского гос. ун-тета. 2013. № 3 (25). С. 144–147.
23. Vinogradov A., Vasilev E., Seleznev M. et al. On the limits of acoustic emission detectability for twinning. — Mater. Lett. 2016. No. 7. P. 63–70.
24. Wadley H. N. G., Scruby C. B. Cooling rate effects on acoustic emission microstructure relationships in ferritic steels. — J. Materials Sci. 1991. V. 26. P. 5777–5792.
25. Scruby C. B., Wadley H. N. G., Rusbridge K. L. Origin of Acoustic Emission in Aged Al-Zn-Mg Alloys II: Cooper-containing Quaternary Alloys. — Materials Sci. & Eng. 1983. V. 59. P. 169–183.
26. Cousland S. McK., Scala C. M. Acoustic Emission and Microstructure in Aluminum alloys 7075 and 7050. — Ibid. P. 609–614.
27. Иванов В. И. О чувствительности приборов акустико-эмиссионного контроля. — В кн.: Труды Всесоюзной акустической конф. — М.: 1983, c. 75—77.
28. Brunner A. J. Correlation between acoustic emission signals and delaminations in carbon fiber-reinforced polymer-matrix composites: a new look at mode I fracture test data. — In: Proc. 32nd Conf. of the European Working Group on Acoustic Emission. —Prague: 07-09 September 2016.
29. Baensch F., Zauner M., Sanabria S. J. et al. Damage evolution in wood: synchrotron radiation micro-computed tomography (SRμCT) as a complementary tool for interpreting acoustic emission (AE) behavior. — Holzforschung, 2015. Bd 68, H. 8. Z. 1015–1025.
30. Lord A. E. Jr. On the sensitivity of the acoustic Barkhausen/magnetomechanical acoustic emission effect. — J. Acoustic Emission. 1982. V. 1. No. 3. P. 193–194.
31. Fȯrli O. Development and optimization of NDT for practical use – Optimal NDT efforts and use of NDT results. In: 5 Nordiska NDT Symposiet Esbo, Finland. IIW Report Number IIW-V-968-91, 1990. Р. 46.
32. Борейко Д. А., Быков И. Ю., Смирнов А. Л. Чувствительность метода акустической эмиссии при обнаружении дефектов в трубных изделиях. — Дефектоскопия. 2015. № 8. С. 24–33.
33. Hoeppner D. W., Krupp W. E. Fracture Mechanics Application in Material Selection Fabrication Sequencing and Inspection. — J. Aircraft, F01. 1973. V. 10. No. 11. P. 682–688.
34. Pollock A. A., Thompson D. O., Chimenti D. E. A POD model for acoustic emission — discussion and status. In: AIP Conf. Proc. / AIP Rev. of Progress in Quantitative NDE. — Kingston (Rhode Island), 26–31 July 2009, v. 29, p. 1927–1933.
35. Pollock A. Probability of detection for acoustic emission. — J. Acoustic Emission. 2007. V. 25. P. 231–237.
