Пасивни методи
Най-често срещаните пасивни методи са: акустично-емисионен метод, вибрационно-диагностичен, шумо-диагностичен.
Този метод анализира параметрите на вибрациите на всяка част или възел, който е в действие, като използва приемници от контактен тип.
При този метод спектърът на шума на работещ продукт се изследва с помощта на микрофонни приемници. И по промените в шумовия спектър на целия продукт се оценява качеството на съставните му елементи.
Според честотната характеристика всички разглеждани методи могат да бъдат разделени на нискочестотни (до 20 kHz) и високочестотни или ултразвукови (над 20 kHz).
Метод на акустичната емисия.
Методът се основава на регистрацията на еластични вълни, възникващи в процеса на пренареждане на вътрешната структура на твърдите тела. Акустичната емисия се появява по време на пластична деформация, по време на появата и развитието на дефекти, например по време на образуването на пукнатини, по време на фазови трансформации, свързани с промяна на кристалната решетка, по време на рязане на метали.
Физическият механизъм на акустичната емисия е движението на дислокации и техните групи в веществото. Неравномерността и прекъсването на дислокационните процеси, свързани с отделянето на дислокациите от точките на закрепване, тяхното забавяне при препятствия, появата и разрушаването на отделни дислокации, е причината за изучаването на вълните на напрежението. Следователно акустичната емисия има експлозивен характер, тя е поток от импулси; продължителността на импулса може да бъде 10-810-4s, енергията на единичен импулс е от 10-9 до 10-5 J. Това съответства на трептенията на повърхността на пробата в рамките на 10-11-10-4 mm. Понякога тези сигнали са достатъчно силни и могат да се възприемат от ухото (например -2 - „викът на тенекия“, когато се деформира).
Сигналиакустичната емисия, разпространяваща се до повърхността на образеца, претърпява значителни промени поради дисперсията на скоростта на звука, трансформацията на видовете вълни при отражение, пречупване, затихване и др. (фиг. 12)
Ако интервалът между отделните актове на радиация е по-малък от времето на затихване, АЕ има характер на непрекъснато излъчване, като правило, нестационарно. Такова AE се наричанепрекъснато или непрекъснато.
Ако времето на затихване на сигнала и времето на преходните процеси в пробата е по-малко от интервала от време между излъчваните импулси, AE се възприема като последователност от импулси и се наричадискретенилиимпулс.
Дискретна АЕ се осъществява по време на образуването на пукнатини. Непрекъснат - процесът на рязане на метал.
Честотният спектър на AE сигналите е широк от звукови честоти до десетки и стотици MHz.
AE сигналите се получават върху повърхността на пробата с помощта на контактни сензори или безконтактни оптични виброметри.
При повечето методи върху пробата се прилага механично напрежение. AE сигналите се записват в процеса на увеличаване или намаляване на външния механичен стрес, приложен върху пробата. В този случай концентрациите на напрежение в близост до дефекти причиняват локална пластична деформация и поява на симптоми на AE.
Обемът на зоната на пластична деформация зависи от размера на дефекта и големината на приложеното напрежение.
Основните параметри на AE сигналите са:
- Общият брой импулси на дискретния АЕ за изследвания период от време, т.е.общо или интегралноE.
-Броят на превишаванияот AE сигнала на зададеното ниво, с изключение на интервала от време (фиг. 3.13).
-AE интензитетили броя пъти, в които AE сигналът надвишава зададеното ниво на единицавреме.
-АмплитудаAE или максималната стойност на AE сигнала за определен период от време.
-Нивото на AE сигналиили RMS сигнал за разглеждания период от време.
Методите на акустичната емисия се използват за ранно разпознаване на пукнатини по време на изпитване на якост на материалите, за откриване на дефекти на етапа на тяхното възникване, за локализиране на дефекти и изследване на кинетиката на развитие на пукнатини в заваръчните шевове и др.
Когато напрежението се повтаря, емисия не възниква, докато не се достигне максималното напрежение от предишния цикъл (ефектът на Кайзер).
Електрическата връзка между енергията на AE и параметрите на пукнатината има формата:
където: K е коефициентът на концентрация на напрежение при върха на пукнатината
E - модул на еластичност (модул на Йънг)
∆L – увеличение на дължината на пукнатината
Броят на използваните импулси е пропорционален на K4.