Стартовая >> Архив >> Генерация >> Акустические измерения в ядерной энергетике

Применение АЭ для контроля состояния сверхпроводящих магнитов - Акустические измерения в ядерной энергетике

Оглавление
Акустические измерения в ядерной энергетике
Характеристики упругих колебания и волн
Нормальные волны и распространение упругих волн в волноводах
Возмущения колебаний систем действием внешних и внутренних факторов
Способы возбуждения и регистрации упругих волн
Преобразователи на основе пьезоактивных материалов
Преобразователь как элемент информационно-измерительной системы
Градуировка акустических преобразователей
Определение характеристик упругости и внутреннего трения
Определение динамической твердости
Определение длительной твердости материалов посредством возмущения резонансных колебаний
Установки для определения длительной твердости УЗ-методом
Определение длительной твердости материалов посредством возмущения колебаний
Определение анизотропии свойств материалов
Акустический метод определения изменения формы образцов материалов
Акустическая эмиссия в реакторной технологии
Феноменология акустической эмиссии
АЭ при коррозии под напряжением
Акустико-эмиссионная аппаратура и установки для испытаний
Чувствительность АЭ-аппаратуры и точность регистрации параметров дискретной АЭ
Методы повышения помехоустойчивости АЭ-аппаратуры
Ширина полосы частот усиления сигналов
Подстройка аппаратуры с помощью ее собственных электрических шумов
Регистрация акустической эмиссии при испытаниях
Исследования реакторных металлов и сплавов
Применение АЭ для контроля состояния сверхпроводящих магнитов
Резонансные методики и аппаратура
Методики и аппаратура пассивной регистрации акустических сигналов
Надежность акустического контроля изделия
Достоверность комплексного контроля изделий

Исследования показали, что АЭ-метод является полезным диагностическим методом для управления сверхпроводящими магнитами, особенно теми из них, которые чувствительны даже к незначительным механическим воздействиям. При работе сверхпроводящего магнита в режиме обычной проводимости в его обмотке возникает неоднородное поле температуры, создающее, в свою очередь, неоднородное поле механических напряжений в обмотке, которое может вызвать растрескивание эпоксидной заливки и даже смещение обмотки, причем в обоих случаях генерируются АЭ-сигналы. При отсутствии транспортного тока, например после полного разряда магнита, наличие АЭ-сигналов обусловлено неоднородным температурным полем в обмотке, что означает полную или частичную потерю сверхпроводимости. Отсутствие АЭ-сигналов непосредственно после разряда указывает на отсутствие температурных эффектов и сверхпроводящее состояние магнита [143].
При первичном нагреве обмотка генерирует большее количество сигналов, чем в последующих циклах нагрева, в которых АЭ лучше воспроизводится, что позволяет сделать заключение о преобладании процессов растрескивания в первом случае и трении берегов трещин — во втором. В любом случае возникновение АЭ-сигналов свидетельствует о повышении температуры обмотки по крайней мере до 30 К; при возвращении магнита в сверхпроводящее состояние АЭ исчезает.


Локализация дефектов с помощью локального воздействия на объект. Создание механических напряжений в ограниченной зоне контролируемого объекта позволяет активизировать имеющиеся и потенциальные дефекты в этой зоне и выявить их по возникающей АЭ, при этом появляется возможность определить местоположение дефектов, так как известна зона воздействия. Эффективный метод активизации дефектов — создание термических напряжений в области возможного их существования. Для этого применяется местный нагрев или охлаждение контролируемого объекта. При локальном нагреве объема контролируемого материала возникают преимущественно напряжения сжатия, которые способствуют закрытию микротрещин, вследствие чего АЭ возникает лишь в ограниченное количестве микродефектов. Более высокую чувствительность обеспечивает способ обнаружения и локализации дефектов описанный в [11], согласно которому контролируемое изделие подвергают предварительному механическому нагружению после чего осуществляют локальное охлаждение наиболее опасного участка изделий. На рис. 6.26 представлена структурная схема устройства для реализации указанного способа.
Испытуемое изделие 6 нагружают механически, при это возможно возникновение АЭ-сигналов, параметры которых регистрируются с помощью пьезопреобразователя 7 и электронной системы 8. После этого хладопровод 3 с насадкой 4 под водят к поверхности изделия в в зоне, где предполагается наличие дефектов (например, в зоне сварки), и накладываю прокладку 5 на поверхность изделия. Зона охлаждения определяется размерами прокладки, через которую дросселируется газообразный хладагент, причем вследствие малой скорости протечки хладагента через прокладку акустические шумы, сопровождающие истечение хладагента, становятся пренебрежимо малыми. Возникающие при охлаждении локальные термические напряжения инициируют движение потенциально опасных дефектов в зоне охлаждения, в результате чего возникают дополнительные АЭ-сигналы, которые могут быть зарегистрированы либо как изменение параметров АЭ-сигналов, наблюдавшихся в период времени, предшествующий охлаждению либо как процесс возникновения АЭ, если таковая отсутствовала до охлаждения.


Темп и степень охлаждения регулируют с помощью электронагревателя 2 таким образом, чтобы термические напряжения были достаточны для выявления дефектов заданной величины, но не представляли опасности для годного изделия. По зарегистрированным параметрам АЭ судят о наличии или отсутствии дефектов в изделии, например, путем сравнения интенсивности АЭ η разные моменты времени (рис. 6.27).
Возможно сканирование поверхности контролируемого изделия охлаждающим элементом при неподвижном пьезопреобразователе. Таким образом может быть проконтролирована вся поверхность изделия, причем пьезопреобразователь может быть размещен в зоне с условиями, отличными от условий, в которых находится контролируемый объект, что существенно расширяет область применения предлагаемого метода.
На основании результатов изучения АЭ при коррозии металлов под напряжением разработан метод обнаружения трещин в изделиях (5). Исследуемый объект погружают в слабый электролит, с помощью вспомогательного электрода пропускают через электролит ток в направлении, понижающем потенциал образца, в течение 0,5—1 мин и после выключения тока регистрируют АЭ-сигналы. В зависимости от наличия, количества и размеров имеющихся трещин АЭ после выключения тока проявляется в тон или иной степени или может отсутствовать (при отсутствии трещин). Указанный метод облегчает регистрацию развития трещин, хотя влияние электролита на динамику их последующего развития требует отдельною изучения.



 
« Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок АЭС   Анализ ошибок оперативного персонала в электрической части АЭС »
электрические сети