Місця розміщення ПАЕ і кількість антенних груп, що визначаються конфігурацією об'єкта, повинні забезпечити контроль усієї поверхні. При цьому потрібно враховувати критичні місця об'єкта, зварні шви, зони високих напружень, патрубки тощо. При розміщенні ПАЕ мають виконуватися вимоги ДСТУ 4227-2003.
ПАЕ кріплять до об'єкта, використовуючи механічні пристосування, магнітні утримувачі або за допомогою клею.
Після встановлення ПАЕ і попередніх підсилювачів проводиться монтаж сигнальних кабелів на корпусі об'єкта та від об'єкта до місця розміщення апаратури. При цьому максимальна довжина сигнального кабелю не повинна перевищувати 150 м.
Перевірку роботоздатності ПАЕ проводять з використанням імітатора сигналів АЕ. Як імітатор застосовують п'єзоелектричний перетворювач або джерело Су-Нільсена відповідно до вимог ДСТУ 4227-2003.
8.3.6. Підготовка апаратури до роботи передбачає:
контроль правильності встановлення ПАЕ та функціонування апаратури;
калібрування апаратури, яке виконується за допомогою механічного або п'єзоелектричного імітатора сигналів АЕ. При цьому відхилення зареєстрованої амплітуди сигналу АЕ не має перевищувати 3 дБ від середнього значення для всіх каналів. Якщо сигнал перевищив вказане значення, необхідно усунути причину цього і провести повторний контроль.
У разі проведення гідравлічних випробувань апаратура настроюється після заповнення об'єкта водою. При цьому вода подається через патрубок, розміщений у нижній частині посудини нижче рівня рідини, що заповнює посудину.
Після проведення настройки апаратури і до виконання випробувань протягом 15 хв. перевіряється шумовий фон, який має бути нижчим, ніж встановлений пороговий рівень дискримінації апаратури. У разі якщо реєструються шуми, рівень яких перевищує пороговий, джерело шумів має бути виключено або слід призупинити випробування.
8.3.7. Випробування об'єкта пробним тиском проводиться відповідно до чинних нормативно-правових актів з охорони праці.
При цьому максимальне значення внутрішнього тиску (випробувальний тискPвипр) повинно на 5 - 10 % перевищувати робочий тиск (Pроб), але бути не вище від величини пробного тиску (Pпр), що визначається згідно з вимогами нормативно-правових актів з охорони праці щодо випробування пробним тиском.
Якщо максимальний випробувальний тиск менше ніжPпр, тривалість витримування об'єкта під тиском має становити не менше 10 хв.
Під час контролю об'єкта, експлуатація якого продовжувалася понад один строк, тривалість витримування об'єкта під тиском не повинна перевищувати 5 хв.
При призначенні максимального випробувального тиску потрібно враховувати механічні характеристики матеріалу, умови експлуатації об'єкта, температуру, а також передісторію його навантажування.
Навантажування потрібно здійснювати за допомогою спеціального обладнання, що забезпечує підвищення внутрішнього тиску за заданим графіком, який визначає швидкість навантаження, час витримки об'єкта під тиском і значення тиску.
Випробування об'єкта поділяють на попередні і робочі.
При попередніх випробуваннях перевіряють роботоздатність всієї апаратури, уточнюють рівень шумів і коригують пороговий рівень дискримінації апаратури, перевіряють якість опресовування заглушок і ущільнень, виявляють джерела АЕ випромінювання, пов'язані з тертям у точках кріплення в опорах, у конструкційних елементах жорсткості тощо.
Попередні випробування проводять при циклічному навантажуванні в діапазоні від 0 до 0,25Pроб. Для об'єктів без плакувального покриття чи ребер жорсткості число циклів навантажування має бути не менше двох, для всіх інших - не менше п'яти.
При робочих випробуваннях навантажування об'єкта слід проводити ступенями з витримками на рівнях 0,5Pроб; 0,75Pроб; 1,0Pроб іPвипр. Час витримування на проміжних ступенях має становити, як правило, не менше ніж 10 хв. Режим навантажування повинен відповідати графіку, зазначеному в програмі випробувань. Допускається відхилення від графіка навантажування, при цьому причини необхідних змін зазначаються у протоколі і висновках.
Навантажування об'єкта проводиться поступово зі швидкістю, що має відповідати зазначеній у технічній документації або в інструкції з монтажу та безпечної експлуатації. За відсутності таких вказівок швидкість навантажування має бути такою, щоб не виникали інтенсивні перешкоди. Рекомендується розраховувати швидкість підвищення тиску в межах:
Pвипр/60 -Pвипр/20 МПа/хв.
Дозволяється випробування з меншою швидкістю навантаження. У такому разі проміжні зупинки можна не проводити.
Для зменшення рівня шумів під час проведення контролю мають бути призупинені усі сторонні роботи на самому об'єкті і поблизу нього. Ходіння персоналу по ділянках обслуговування, переміщення автотранспорту, робота підіймально-транспортних механізмів, а також проведення зварювальних і монтажних робіт, які можуть проводитися поруч, мають бути забороненими.
8.3.8. У процесі контролю здійснюється оперативне накопичення і опрацювання даних у вибраній системі класифікації джерел АЕ. Вибір системи класифікації і рівень класу джерел АЕ, за якими відповідно до програмного продукту настроюється апаратура, здійснюється згідно з рекомендаціями ДСТУ 4227-2003. Система контролю має забезпечувати реєстрацію і сигналізацію джерел АЕ в реальному масштабі часу при неперервному спостереженні на екрані монітора оглядової картини акустико-емісійного випромінювання об'єкта.
Класифікацію джерел АЕ виконують залежно від значень параметрів АЕ. Програма опрацювання АЕ інформації повинна визначати місце розташування джерел АЕ або за часом приходу сигналів ПАЕ, або за амплітудою і відображати їх положення у вигляді індикації джерела на дисплеї.
Після опрацювання прийнятих сигналів результати контролю представляють у вигляді ідентифікованих і класифікованих джерел АЕ.
При прийнятті рішення за результатами АЕ контролю використовують дані, що містять відомості про всі джерела АЕ, їх класифікацію, відомості щодо джерел АЕ, параметри яких перебільшують допустимий рівень (його встановлює виконавець при підготовці до АЕ контролю об'єкта).
Класифікація джерел АЕ відповідно до рекомендацій ДСТУ 4227-2003 базується на використанні таких параметрів:
активності сигналів АЕ;
амплітуди (амплітудного розподілу) сигналів АЕ за кожним каналом за час навантаження;
сумарного числа імпульсів АЕ і амплітуди сигналів АЕ під час зупинок навантаження та витримування об'єкта під тиском;
енергетичного параметра;
швидкості розрахунку АЕ тощо.
Виявлені та ідентифіковані джерела АЕ поділяють на чотири класи:
а) I клас - пасивне, при реєстрації якого аналізується динаміка його подальшого розвитку;
б) II клас - активне, при реєстрації якого ведеться спостереження за його поведінкою і надаються рекомендації щодо використання додаткового контролю іншими методами;
в) III клас - критично активне, при реєстрації якого ведеться спостереження за його поведінкою і вживаються заходи щодо можливого скидання тиску;
г) IV клас - катастрофічно активне, при реєстрації якого необхідно негайно скинути тиск до нуля або до величини, за якої джерело АЕ знизиться до рівня II чи III класу. Після цього необхідно провести огляд об'єкта й іншими методами неруйнівного контролю уточнити розміри та характер дефекту.
Кожний вищий клас джерела АЕ передбачає виконання всіх дій, визначених для усіх джерел нижчого класу.
Якщо інтерпретація результатів АЕ контролю невизначена, доцільно використати додаткові види неруйнівного контролю. У такому разі остаточна оцінка допустимості виявлених джерел АЕ виконується з використанням виміряних параметрів дефекту на основі нормативних методів механіки руйнування, методик розрахунку конструкцій на міцність тощо.
8.3.9. Критерії оцінки технічного стану об'єкта базуються на використанні вибраної системи класифікації джерел АЕ. До таких критеріїв належать:
амплітудний;
інтегральний;
локально-динамічний;
інтегрально-динамічний.
Допускається застосування інших критеріїв.
8.4. Оформлення результатів випробування з АЕ контролем:
8.4.1. Результати АЕ контролю оформляються у вигляді протоколу та висновку.
Протокол, складений згідно з вимогами ДСТУ 4046-2001, містить:
а) основні відомості про об'єкт контролю - назву, заводський та реєстраційний номери, назву власника обладнання, назву виробника, дати виготовлення та введення в експлуатацію; дату проведення випробувань; технологічні характеристики об'єкта, а саме: робочий тиск, температуру, місткість, робоче середовище; дозволені параметри роботи; матеріал основних елементів; відомості з контролю якості, гідравлічних або пневматичних випробувань під час виготовлення;
б) відомості про використану АЕ апаратуру - тип і загальну характеристику АЕ апаратури, кількість використаних ПАЕ і схему їх розміщення на об'єкті;
в) відомості про фахівців, які виконували контроль, - прізвища, імена та по батькові, номери посвідчень експерта технічного та/або фахівця неруйнівного контролю;
г) результати АЕ контролю - графік фактичного режиму навантаження, основні параметри контролю, а саме: коефіцієнт підсилення по каналах, рівень дискримінації, калібрування, використаний частотний діапазон, фоновий шум об'єкта; зазначення зміни параметрів контролю під час випробувань, якщо таке відбувалося; опис характеру сигналів АЕ, графічний матеріал за результатами опрацювання даних випробувань; відомості про інші методи, обсяги і результати дефектоскопічного контролю у разі його проведення;
ґ) опис розмірів, форми і розташування виявлених дефектів.
8.4.2. Висновок за результатами випробувань з АЕ контролем містить:
а) викладення підстав для проведення випробування на міцність з АЕ контролем;
б) викладення мети проведення випробування на міцність з АЕ контролем;
в) відомості про спеціалізовану організацію і фахівців, що проводили АЕ контроль;
г) загальні відомості про об'єкт контролю, у тому числі короткі відомості про попередні обстеження об'єкта з АЕ контролем, якщо вони проводилися;
ґ) програму випробувань і схему розміщення ПАЕ;
д) відомості про використану АЕ апаратуру;
е) відомості (найменування, шифри) про організаційно-методичні, нормативно-правові акти з охорони праці й інші НД, за якими виконувався АЕ контроль;
є) результати АЕ контролю при випробуванні на міцність;
ж) рішення про можливість безпечної експлуатації об'єкта (за дозволеними чи обмеженими значеннями технологічних параметрів) у межах установленого строку;
з) зазначення терміну наступного випробування.
8.4.3. Висновок і протокол готуються у двох примірниках. Один примірник передається роботодавцю і зберігається разом з паспортом, другий залишається в організації, що виконувала АЕ контроль.
8.5. Вимоги безпеки при проведенні АЕ контролю:
8.5.1. Розміщення АЕ апаратури у виробничих приміщеннях або на відкритих майданчиках має забезпечувати зручність і безпеку роботи, а також можливість вжиття оперативних заходів під час випробувань.
8.5.2. При монтажі ПАЕ на високих об'єктах необхідно користуватися пасками безпеки.
8.5.3. Контрольовані посудини та трубопроводи повинні бути обладнані регулювальною арматурою, призначеною для аварійного скидання тиску у разі виявлення критичних та катастрофічно активних джерелАЕ під час навантаження.
8.5.4. На час випробувань необхідно огородити небезпечну зону попереджувальними знаками, а персонал, що безпосередньо не пов'язаний з проведенням випробувань, на період робіт слід вивести за межі небезпечної зони на відстань не менше 30 м.
IX. Порядок металографічного дослідження реплікацією структури
9.1. Загальні положення:
9.1.1. Метод реплікації структури передбачає дослідження зліпка (репліки) з поверхні об'єкта в лабораторних умовах на стаціонарних металографічних мікроскопах.
9.1.2. Процедура металографічного дослідження реплікацією структури включає:
а) приготування шліфа на поверхні контролю;
б) травлення шліфа;
в) отримання репліки з поверхні шліфа;
г) дослідження репліки в лабораторних умовах;
ґ) оформлення результатів дослідження.
9.1.3. Зображення структурованого негатива, отриманого на зліпку унаслідок заповнення усіх заглиблень рельєфу матеріалом репліки, має бути якісним і не повинно поступатися безпосередньому мікроскопічному зображенню.
9.1.4. Для приготування шліфа на поверхні об'єкта, а також зліпка поверхні необхідно мати:
діацетатну плівку чи полістирол або целулоїд;
дрібнозернисті абразивні круги;
шліфувальні шкурки або порошки (М40, М28, М14, М2);
алмазні еластичні полірувальні диски або алмазні полірувальні пасти чи порошки: 63/50, 14/40, 3/2; пасту "ГОІ";
повсть, велюр, фетр, бязь, вату, ганчір'я, фільтрувальний папір;
воду дистильовану; спирт, бензин, ацетон; кислоти "ч" або "чда", бензол;
скляні ємності, скляні палички;
пристосування для закріплення шліфувального матеріалу (шкурки, фетр, велюр, алмазні еластичні полірувальні круги);
шліфувальну машинку;
електрополірувальний пристрій;
переносний мікроскоп зі збільшенням у 90 - 100 раз.
9.2. Приготування шліфа:
9.2.1. Визначене для контролю місце слід очистити від окалини, іржі чи фарби скребачкою або металевою щіткою. Після цього абразивним кругом обробити плоску ділянку розміром приблизно 30 х 50 мм. Обробка проводиться з метою видалення наклепаного шару, а також поверхневих дефектів. Розміри ділянки коригуються залежно від геометрії виробу.
9.2.2. Поверхню ділянки необхідно шліфувати в чотири етапи зі зміною напрямку обробки до видалення рисок від попередньої операції:
грубе шліфування;
тонке шліфування;
механічне полірування;
доводка механічним поліруванням.
Якщо на поверхні наявні раковини або вибоїни, початкову обробку проводять крупнозернистим кругом до повного видалення дефектів. При заміні кругів оброблювану ділянку ретельно промивають бензином або іншим розчинником.
Грубе шліфування здійснюється за допомогою абразивів (шліфувальних кругів) з розміром зерна 150 - 75 мкм на глибину 0,25 - 2,0 мм з метою видалення слідів деформації після різання.
Тонке шліфування абразивними кругами із розміром зерна 84 - 28 мкм і 40 - 7 мкм на глибину до 75 мкм здійснюється з метою видалення слідів грубого шліфування.
Для механічного полірування застосовують тонкодисперсні абразиви з розміром частинок 10 - 3 мкм, а також алмазні пасти 5 - 0,25 мкм, "ГОІ" або з розміром зерна 0,25 - 5,0 мкм.
Закінчують механічне полірування за допомогою суспензії окису хрому у воді або пастами "ГОІ", які наносяться на повсть, фетр, велюр або цупкий креслярський папір.
9.2.3. Полірування має виконуватися у декілька етапів, при яких послідовно використовують абразивні матеріали з розмірами частинок М63, М14, МЗ, МІ. При цьому перед заміною абразивних матеріалів оброблювана поверхня промивається спиртом-ректифікатом.
Під час полірування поверхні абразивним матеріалом однієї фракції напрямок руху абразивного інструмента має бути змінений не менше трьох разів. При цьому стан поверхні слід контролювати переносним мікроскопом при збільшенні не менше ніж у 100 разів. Зміна напрямку руху інструмента відбувається тільки у разі відсутності рисок від попередньої обробки.
Одноманітна поверхня шліфа без будь-яких помітних тріщин і рисок свідчить про її достатню підготовку.
9.2.4. При виготовленні шліфа необхідно додержуватися таких правил:
натискання на зразок має бути мінімальним для забезпечення рівномірного контакту поверхні, що обробляється, з абразивом; запобігати припіканню, викришуванню твердих складових структури, а також потраплянню частинок абразивної речовини в поверхневий шар;
на стадії шліфування кожному номеру абразиву відповідає переважний напрямок обробляння, який змінюється на 90 град. із зміною номера абразиву після видалення рисок попереднього обробляння. На двох останніх стадіях полірування зразок безперервно повертають навколо своєї осі;
зміна абразиву від крупнішого до меншого здійснюється поступово, при цьому залишки попереднього абразиву мають бути змиті струменем води;
у разі приготування зразків з м'якої сталі, твердих сплавів, а також за наявності твердих включень у м'якій основі чи м'яких включень у твердій основі обов'язковим є використання алмазних паст або алмазних еластичних дисків, застосування яких передбачає обмеження тривалості самого процесу полірування до 20 - 25 хв.;
готовий шліф промивають водою, потім етиловим спиртом, висушують гігроскопічним тонковолокнистим папером, а за необхідності тривалого зберігання консервують шаром обезводненого вазеліну або лаковим покриттям; для неруйнівного контролю зберігають шар пасти "ГОІ" до останньої стадії полірування.
9.3. Травлення шліфа:
9.3.1. Мікроструктуру металу виявляють шляхом електролітичного або хімічного травлення в реактивах, що рекомендовані ОСТ 34-70-690-84. Травлення шліфа вуглецевих та низьколегованих сталей здійснюється за допомогою 3 - 4 % розчину азотної кислоти в етиловому спирті. Для нержавіючих сталей застосовується реактив, який складається з трьох частин соляної кислоти, однієї частини азотної кислоти ("царська горілка") та чотирьох частин гліцерину.
Якщо температура навколишнього середовища менше ніж 10° C, спиртовий розчин кислоти слід підігріти до температури 30 - 40° C, для цього можна використати водяну баню.
Після травлення залишки реактиву з поверхні шліфа необхідно змити дистильованою водою, використовуючи грушу, протерти поверхню ватою, змоченою у спирті, та просушити її фільтрувальним папером.
9.3.2. Якщо необхідно отримати кращий результат підготовки поверхні, процеси полірування і травлення можуть бути повторені декілька разів. У такому разі знімається тонкий шар наклепу, який викривлює мікроструктуру металу.
9.3.3. При виявленні мікроструктури металів травленням необхідно додержуватися таких правил:
тривалість травлення зразка залежить від подальшого застосування збільшення: для великого (500 - 1000 крат) збільшення - короткотривале травлення впродовж 5 - 10 с, для меншого (100 крат) збільшення - додаткове травлення впродовж 10 - 40 с. Ознакою протравлення вуглецевих і низьколегованих сталей, а також металів, що мають негомогенну структуру, є потьмяніння полірованого шліфа під дією розчину. Для металів, що зберігають блискучу поверхню у травленому вигляді, тривалість травлення підбирають дослідним шляхом, послідовно проглядаючи травлений шліф із різною тривалістю під мікроскопом. Для неруйнівного контролю тривалість травлення зразка має бути збільшена у 1,5 - 2 рази;
якщо зразок недотравлений або зберігає сліди деформації при поліруванні, його піддають додатковому травленню. Між травленнями шліф повторно полірують протягом 1 - 3 хв.;
при виявленні ряду структур жароміцних сталей мартенситного, феритного, аустенітного, аустенітно-феритного класів, а також марганцевистих сталей потрібне багаторазове полірування з травленням. Однократне полірування з травленням застосовується для структур, які мають складові, що різко відрізняються за твердістю, тому можливе утворення рельєфу і роз'їдання границь фаз;
для отримання чистої травленої поверхні попередню і остаточну обробку зразка проводять чистим етиловим спиртом.
9.3.4. Для виявлення границь зерен проводять попереднє травлення за ГОСТ 5639-82 з використанням реактивів, рекомендованих ОСТ 34-70-690-84.
9.3.5. Залежно від класу сталі складовими мікроструктури основного металу і зварних з'єднань, що виявляються більш тривалим чи інтенсивним травленням реактивами, рекомендованими ОСТ 34-70-690-84, є ферит, цементит, перліт, бейніт, мартенсит, аустеніт.
9.4. Отримання репліки із шліфа:
9.4.1. Із діацетатної плівки чи полістиролу або целулоїду вирізають заготовку (пластинку) під репліку розміром 10 х 20 мм.
У разі застосування заготовки з полістиролу її слід попередньо нагріти в печі до температури від 65° C до 85° C, витримати при цій температурі впродовж 2 - 3 годин та охолодити у печі.
9.4.2. Безпосередньо перед використанням пластинку необхідно розм'якшити шляхом нанесення декількох крапель ацетону на діацетатну заготовку чи бензолу, толуолу або хлорметану на полістирольну заготовку.
9.4.3. Пластинку розм'якшеною поверхнею притискають до місця обстеження на 2 - 3 с, після чого витримують під вагою металевого бруска для затвердіння: впродовж 20 - 30 хв, якщо пластинка із діацетатної плівки; 2 години, якщо з полістиролу.
Готова репліка, на якій зафіксований рельєф досліджуваної поверхні, маркується, укладається у заздалегідь підготовлений конверт та направляється в лабораторію для подальших металографічних досліджень.
9.5. Дослідження репліки:
9.5.1. Металографічні дослідження репліки в лабораторних умовах полягають у:
кількісному і якісному визначеннях неметалевих вкраплень, вивченні їх розподілу згідно з ГОСТ 1778-70;
вивченні макро- і мікроструктури основного металу та різних зон зварного з'єднання, визначенні розміру зерен згідно з ГОСТ 5639-82, ГОСТ 22838-77;
визначенні бала структурних складових згідно з ГОСТ 8233-56;
оцінці характеру розподілу карбідів;
визначенні величини зневуглецьованого шару згідно з ГОСТ 1763-68.
9.5.2. Дослідження мікроструктури проводиться на стаціонарних металографічних мікроскопах при 100- і 500-кратному збільшенні.
Експозиція при фотографуванні мікроструктури з репліки при будь-якому збільшенні має бути в 5 - 10 разів тривалішою, ніж при фотографуванні металевого шліфа, коли вона складає від 1 до 3 хв.
9.5.3. Якщо репліка забруднена, її слід промити спиртом і просушити фільтрувальним папером.
Довгострокове зберігання репліки можливе тільки за умов, якщо відсутні механічні й температурні впливи на неї.
9.5.4. Результати металографічних досліджень оформлюються у вигляді науково-технічного звіту, складеного відповідно до вимог ДСТУ 3008-95. До звіту долучають графічні матеріали (фотографії, рисунки, графіки, таблиці тощо) для унаочнення встановленої мікроструктури металу і її характерних особливостей. У звіті також зазначаються відомості про фахівців, які виконували контроль, і номери їх посвідчень.