Atomerőművi anyagvizsgálatok

Az előadások a következő témára: "Atomerőművi anyagvizsgálatok"— Előadás másolata:

1 Atomerőművi anyagvizsgálatok
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Atomerőművi anyagvizsgálatok Az akusztikus emisszió vizsgálata a műszaki diagnosztikában Dr. Gémes György András BME NTI

2 Anyagvizsgálati módszerek
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Anyagvizsgálati módszerek Roncsolásos metallográfia, kémia, szakító, Charpy-féle ütő, különböző technológiai vizsgálatok Roncsolásmentes radiográfiai, ultrahangos, mágnesezhető poros, folyadékbehatolásos, akusztikus emissziós vizsgálatok Dr. Gémes György András BME NTI

3 Az akusztikus emisszió keletkezése
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Az akusztikus emisszió keletkezése A szilárd testben tárolt energia felszabadulása közben keletkező és terjedő mechanikai hullám. Tehát ha a szilárd anyagban tárolt energia valamilyen külső vagy belső hatás következtében felszabadul, jelentkezik az akusztikus emisszió. Ilyen jelenséggel nem csak a fémek esetében lehet találkozni, hanem geológiai megfigyelések során is, de az élő fa növekedése esetében is megfigyelhető. Dr. Gémes György András BME NTI

4 Az akusztikus emissziós spektrum
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Az akusztikus emissziós spektrum A fent látható igen széles spektrumból a 100 kHz és 1MHz közötti tartományt szokás klasszikus értelemben az akusztikus emisszió területének tekinteni. Dr. Gémes György András BME NTI

5 Jelforrások osztályozása 1
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Jelforrások osztályozása 1 Ha az akusztikus emisszióról mint roncsolásmentes diagnosztikai eljárásról beszélünk, akkor figyelmünk az un. makroszkópikus források felé fordul. Ilyenek például: törés képlékeny-zóna növekedés a repedés terjedése nélkül repedés-növekedés Dr. Gémes György András BME NTI

6 Jelforrások osztályozása 2
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Jelforrások osztályozása 2 Ha tevékenységünket az anyagszerkezet-kutatás körében végezzük, akkor figyelmünket az un. mikroszkópikus források felé kell fordítani. Ezek lehetnek: diszlokáció-keletkezés, vándorlás kiválások létrejötte fázis átalakulások Dr. Gémes György András BME NTI

7 Jelforrások osztályozása 3
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Jelforrások osztályozása 3 A jelforrásokcsoporjában kell megemlítenünk a következő jelenségeket, bár nem tartoznak az akusztikus emisszió tárgykörébe, azonban az általuk generált hangjelenségeket az akusztikus emisszió apparátusával tudjuk vizsgálni. Ilyenek: súrlódás szivárgás elszabadult tárgyak felütődése áramlással összefüggő jelenségek (pl.: kavitáció) Dr. Gémes György András BME NTI

8 Az akusztikus emisszió mint mechanikai hullám
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Az akusztikus emisszió mint mechanikai hullám Általánosságban elmondható, hogy az akusztikus hullámok az anyag belsejében longitudinális és/vagy transzverzális formában terjednek. Dr. Gémes György András BME NTI

9 Longitudinális hullám
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Longitudinális hullám A közeg elemei csak a terjedés irányában mozdulnak el. A longitudinális hullám terjedési sebessége Dr. Gémes György András BME NTI

10 Transzverzális hullám
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Transzverzális hullám ahol: E – rugalmassági modulus [N/mm2] r – sűrűség [kg/m3] G – nyírási modulus [N/m2] m – Poisson-szám Dr. Gémes György András BME NTI

11 Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium
A vizsgálat célja Az anyagban keletkező hanghatás révén a kiváltó jelenséget minél pontosabban azonosítani. Ennek módszere, hogy az észlelt jelet igyekszünk minél pontosabban leírni megfelelően megválasztott paraméterekkel. Fontos tudni, hogy a mérőrendszer kimenetén megjelenő villamos jelek nemcsak a hangforrás, hanem a hangterjedési út, az érzékelő és a műszerek tulajdonságait is magukon viselik. Dr. Gémes György András BME NTI

12 Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium
Egyedi hangesemény Dr. Gémes György András BME NTI

13 Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium
Jelfeldolgozás Érzékelő Jelfeldolgozás Mérőáramkörök Értékelés, tárolás Az akusztikus emissziós méréstechnikában több csatornával és sokcsatornás készülékkel dolgozunk amelyek az egyes detektorok által vett jelek közötti összefüggéseket is mérik. Dr. Gémes György András BME NTI

14 Akusztikus emissziós érzékelő
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Akusztikus emissziós érzékelő Fizikai elv szerint lehetnek: elektromágneses kapacitív elven működő fotoakusztikus hatáson alapuló piezorezisztív Dr. Gémes György András BME NTI

15 Piezoelektromos érzékelők
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Piezoelektromos érzékelők Elve: bizonyos keramikus anyagok a mechanikai alakváltozás alatt polarizációs irányban, két párhuzamos fémelektródán elektromos töltésváltozást hoz létre. A töltésváltozás a deformáció mértékével arányos. Dr. Gémes György András BME NTI

16 Az érzékelő felépítése
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Az érzékelő felépítése Jellemzők: reciprocitás érzékelési frekvencia érzékenység Dr. Gémes György András BME NTI

17 Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium
Mérőáramkörök Mérőáramkörök Rezgésszám Rezgés számláló Átlag érték Átlag mérő Óragenerátor Burkoló görbe Komparátor Idő Számláló Esemény szélesség Esemény időtart. Számláló Felfutás Csúcs- detektor Amplitúdó RMS RMS mérő Jel-processz. Paraméter Egy egycsatornás készülék általánosított blokkdiagramja. Dr. Gémes György András BME NTI

18 Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium
Lokalizáció Az akusztikus eseményeket több érzékelővel észleljük. A mérőeszköz és a jelfeldolgozás vonatkozásában együtt kezelt érzékelőcsoportot vizsgáljuk. Az elsőként megszólaló érzékelőhöz képest mérjük azokat az időkéséseket, amelyekkel a kiválasztott érzékelőcsoport tagjai megszólalnak. A hanghullám terjedési sebessége és az elrendezés geometriája ismeretében kiszámítható a forráshely pontos koordinátája. Dr. Gémes György András BME NTI

19 Lokalizációs modellek 1
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Lokalizációs modellek 1 Zóna – lokalizálás Folyamatos jelek Dr. Gémes György András BME NTI

20 Lokalizációs modellek 2
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Lokalizációs modellek 2 Keresztkorrelációs lokalizálás folyamatos jelek függvény csúcshelyzete Dr. Gémes György András BME NTI

21 Lokalizációs modellek 3
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Lokalizációs modellek 3 Esemény lineáris lokalizálása egyedi hangesemények mérendő Dt (vagy ismert) Dr. Gémes György András BME NTI

22 Esemény síkbeli lokalizálása
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Esemény síkbeli lokalizálása Egyedi események Módszer (hiperbola, kör) Dr. Gémes György András BME NTI

23 Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium
Kaiser - effektus Kaiser - effektus Dr. Gémes György András BME NTI

24 Akusztikus emissziós jelek értékelése
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Akusztikus emissziós jelek értékelése Dr. Gémes György András BME NTI

25 Alkalmazási területek 1
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Alkalmazási területek 1 Tartály vizsgálat Dr. Gémes György András BME NTI

26 Alkalmazási területek 2
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Alkalmazási területek 2 Atomerőművi reaktortartály vizsgálat Dr. Gémes György András BME NTI

27

28 Alkalmazási területek 3
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Alkalmazási területek 3 Szivárgásdetektálás Dr. Gémes György András BME NTI

29 Alkalmazási területek 4
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Alkalmazási területek 4 Gyártmány felügyelet Dr. Gémes György András BME NTI

30 Alkalmazási területek 5
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Alkalmazási területek 5 Kutatás, anyagszerkezeti vizsgálat Dr. Gémes György András BME NTI

31 Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium
VÉGE Dr. Gémes György András BME NTI