|
DOI: 10.14489/td.2021.01.pp.012-025
Елизаров С. В., Терентьев Д. А., Медведев К. А., Иванов В. И., Халимов А. Г., Бардаков В. В.
АКУСТИКО-ЭМИССИОННАЯ ДИАГНОСТИКА СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ТРУБ И ФИТИНГОВ
(c. 12-25)
Аннотация. Приведены результаты экспериментальных исследований, целью которых являлась разработка методики диагностирования стеклопластиковых трубопроводов в процессе их эксплуатации. В качестве основного метода неразрушающего контроля выбран метод акустической эмиссии, в качестве дополнительного – визуально-измерительный контроль. Определены акустические и акустико-эмиссионные свойства стеклопластиковых труб. Проведена серия нагружений объектов контроля до момента их разгерметизации в виде образования небольшой течи, которая в большинстве случаев происходила в области галтельных переходов при давлениях 2,2…3,0 от рабочего. Подтверждено, что метод акустической эмиссии позволяет выявлять дефекты на ранней стадии их развития. По данным акустической эмиссии выделены четыре основные стадии развития деградации стеклопластиковых труб. Визуально-измерительный контроль оказался информативен лишь на III – IV стадиях. Разработана методика контроля и определения срока безопасной эксплуатации стеклопластиковых труб и фитингов в процессе их эксплуатации, содержащая, в отличие от действующих на настоящий момент стандартов, конкретные численные значения величин, касающихся как организации и проведения контроля, так и классификации выявленных источников акустической эмиссии по степени опасности.
Ключевые слова: акустическая эмиссия, стеклопластиковые трубы и фитинги, срок безопасной эксплуатации, стадии деградации.
Elizarov S. V., Terentyev D. A., Medvedev K. A., Ivanov V. I., Halimov A. G., Bardakov V. V.
ACOUSTIC EMISSION TESTING OF FIBERGLASS PIPES AND FITTINGS
(pp. 12-25)
Abstract. Experimental studies was carried out. The purpose was to develop a method to test fiberglass pipelines in operating mode. The acoustic emission method was chosen as the main method of nondestructive testing, and visual and dimensional inspection was chosen as an additional method. Acoustic parameters and acoustic emission properties of fiberglass pipes were determined. It was found that acoustic emission sensors can be installed at distances of up to 9-18 m from each other. A series of loading tests was carried out to refine the methodology. Every loading case was performed until leakage registration. In most cases, leakage occurred near the fillet at pressures of 2.2…3.0 from the working pressure, which indicates a large margin of safety for fiberglass pipes. It is confirmed that the acoustic emission method allows early defect detection. Based on the acoustic emission data, 4 main stages of fiberglass pipes degradation were identified. Visual and dimensional inspection was informative only at stages III – IV. Stage IV in most cases corresponds to the leakage. Even early stage of depressurization was registered as continuous acoustic emission. Signals with amplitudes exceeding 60…80 dB were registered at all loading stages. The location map became informative after filtering events by acoustic emission parameters. A methodology for the testing of fiberglass pipes and fittings in operating mode was developed. It contains, in contrast to the currently valid standards, specific numerical values of various quantities related to both the preparation and carrying out of acoustic emission testing and the classification of the identified sources of acoustic emission according to the degree of danger and allows to evaluate the residual life of fiberglass pipelines. The most informative parameter was the activity of acoustic emission; therefore, it is recommended to carry out loading without holding the pressure. It is planned to carry out additional experiments to clarify the mechanisms of fracture acting at each of the 4 identified stages of degradation.
Keywords: acoustic emision, fiberglass pipes and fittings, residual life, stages of degradation.
С. В. Елизаров, Д. А. Терентьев (ООО «ИНТЕРЮНИС-ИТ», Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
К. А. Медведев (ООО «Научно-технический центр «ЭгидА», Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
В. И. Иванов (НИИИН МНПО «Спектр», Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
А. Г. Халимов (ООО «Татнефть-Пресскомпозит», Елабуга, Татарстан, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
В. В. Бардаков (ООО «ИНТЕРЮНИС-ИТ», Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
S. V. Elizarov, D. A. Terentyev (INTERUNIS-IT LLC, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
K. A. Medvedev (Research and Development Center “EgidA”, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. I. Ivanov (RII MSIA “SPECTRUM”, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. G. Halimov (Tatneft-Presscomposite LLC, Elabuga, Tatarstan, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. V. Bardakov (INTERUNIS-IT LLC, Russia, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Стеклопластиковые трубы, представленные на российском рынке // Композитный мир. 2010. № 1. С. 28 – 31. URL: https://techart.ru/files/publications/extracted_1-28_web.pdf
2. Федеральный закон № 116-ФЗ от 21.07.1997 г. О промышленной безопасности опасных производственных объектов (ред. от 29.07.2018).
3. ТУ 2296-001-30372160–2016. Трубы стеклопластиковые линейные, насосно-компрессорные, обсадные и фасонные изделия. Технические условия / ООО «Татнефть-Пресскомпозит». Елабуга, 2016. 29 с.
4. ГОСТ Р 53201–2008. Трубы стеклопластиковые и фитинги. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2010.
5. API RP 574–2016. Inspection Practices for Piping System Components. API recommended practice 574. 4th ed. / American Petroleum Institute. Washington, 2016.
6. ПБ 03-593–03. Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов. М.: ПИО ОБТ, 2003.
7. ASTM E1118/E1118M–2016. Standard Practice for Acoustic Emission Examination of Reinforced Thermosetting Resin Pipe (RTRP). West Conshohocken, РА, 2016.
8. ISO 18249–15. Non-destructive testing – Acoustic emission testing – Specific methodology and general evaluation criteria for testing of fibre-reinforced polymers. 2015.
9. Ramkumar S. Predicting Failure Strength of Randomly Oriented Short Glass Fiber-Epoxy Composite Specimen by Artificial Neural Network Using Acoustic Emission Parameters // J Fail. Anal. and Preven. 2016. V. 16. P. 225 – 234. URL: https://doi.org/10.1007/s11668-016-0072-7
10. Ono K., Gallego A. Research and Applications of AE on Advanced Composites // Proc. of the 30th Europ. Conf. on Acoustic Emission Testing & 7th Intern. Conf. on Acoustic Emission EWGAE 30 / ICAE 7, Granada, 12 – 15 September 2012. Granada, 2012. URL: https://www.ndt.net/article/ewgae2012/content/papers/34_Ono.pdf
11. Guo D., Mal A., Ono K. Wave theory of acoustic emission in composite laminates // J. Acoustic Emission. 1996. V. 14. P. S19 – S46.
12. Sause M. G. R., Horn S. Simulation of Lamb wave excitation for different elastic properties and acoustic emission source geometries // J. Acoustic Emission. 2010. V. 28. P. 142 – 154.
13. Crawford A., Ghazi Droubi M., Faisal N. Modal Acoustic Emission analysis of mode-I and mode-II fracture of adhesively bonded joints // Proc. of the 33rd Conf. of the Europ. Working Group on Acoustic Emission, Senlis, France, 12 – 14 September 2018. Senlis, 2018. URL: https://www.ndt.net/article/ewgae2018/papers/1.pdf
14. Potstada P., Rosini S., Mavrogordato M. et al. Combination of synchrotron computed tomography and acoustic emission measurements for cyclic loading of fibre-reinforced composites // Proc. of the 33rd Conf. of the Europ. Working Group on Acoustic Emission, Senlis, France, 12 – 14 September 2018. Senlis, 2018. URL: https://www.ndt.net/article/ewgae2018/papers/4.pdf
15. Hamstad M. A., O’Gallagher A., Gary J. Examination of the Application of a Wavelet Transform to Acoustic Emission Signals // J. Acoustic Emission. 2002. V. 20. P. 39 – 81.
16. Викторов И. А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966. 169 с.
17. Терентьев Д. А. Идентификация сигналов акустической эмиссии при помощи частотно-временного анализа // В мире неразрушающего контроля. 2013. № 2(60). С. 51 – 55.
18. Barat V., Terentyev D., Bardakov V., Elizarov S. Analytical Modeling of Acoustic Emission Signals in Thin-Walled Objects // Appl. Sci. 2020. V. 10. No. 1. P. 279. DOI: 10.3390/app10010279.
19. Листвин А. В., Листвин В. Н. Рефлектометрия оптических волокон. М.: ЛЕСАРарт, 2005. С. 90 – 92.
20. ГОСТ Р 57069–2016. Трубы и детали трубопроводов из реактопластов, армированных стекловолокном. Методы получения гидростатического проектного базиса и расчетного значения давления. М.: Стандартинформ, 2016.
21. ASTM D2992–12. Standard Practice for Obtaining Hydrostatic or Pressure Design Basis for “Fiberglass” (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting-Resin) Pipe and Fittings. West Conshohocken, PA, 2012.
22. ISO 14692-2–2017. Petroleum and natural gas industries – Glass-reinforced plastics (GRP) piping – Part 2: Qualification and manufacture. Brussels, 2017.
23. ГОСТ Р 52727–2007. Техническая диагностика. Акустико-эмиссионная диагностика. Общие требования. М.: Стандартинформ, 2007.
24. ГОСТ Р 55045–2012. Техническая диагностика. Акустико-эмиссионная диагностика. Термины, определения и обозначения. М.: Стандартинформ, 2019.
25. Иванов В. И., Барат В. А. Акустикоэмиссионная диагностика: справочник. М.: Издательский дом «Спектр», 2017. 368 с.
26. 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 // Proc. of the 32st Conf. of the Europ. Working Group on Acoustic Emission, Prague, 7 – 9 September 2016. Prague, 2016. URL: https://www.ndt.net/article/ewgae2016/papers/55_paper.pdf
27. Иванов В. И., Белов П. А., Насибуллин Т. С. Виды источников акустической эмиссии в композиционных материалах // Контроль. Диагностика. 2016. № 10. С. 14 – 20.
28. Матвиенко Ю. Г., Васильев И. Е., Иванов В. И. Акустикоэмиссионная диагностика процесса разрушения структуры композита при растягивающих, сжимающих и циклических нагрузках // Дефектоскопия. 2016. № 8. С. 30 – 46.
1. Fiberglass pipes on the Russian market. (2010). Kompozitniy mir, (1), pp. 28 – 31. Available at: https://techart.ru/files/publications/extracted_1-28_web.pdf [in Russian language]
2. On industrial safety of hazardous production facilities. Federal Law No. 116-FZ. [in Russian language]
3. Fiberglass linear pipes, tubing, casing and fittings. (2016). Technical Conditions No. TU 2296-001-30372160–2016. Elabuga: OOO «Tatneft'-Presskompozit». [in Russian language]
4. Fiberglass pipes and fittings. Technical conditions. (2010). Ru Standard No. GOST R 53201–2008. Russian Federation. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
5. Inspection Practices for Piping System Components. (2016). API Recommended Practice No. 574-2016. 4th ed. Washington: American Petroleum Institute.
6. Rules for the organization and conduct of acoustic emission control of vessels, apparatus, boilers and process pipelines. (2003). Safety regulations No. PB 03-593–03. Moscow: PIO OBT. [in Russian language]
7. Standard Practice for Acoustic Emission Examination of Reinforced Thermosetting Resin Pipe (RTRP). (2016). ASTM International Standard No. E1118/E1118M–2016. West Conshohocken, PA.
8. Non-destructive testing – Acoustic emission testing – Specific methodology and general evaluation criteria for testing of fibre-reinforced polymers. (2015). International Standard No. ISO 18249–15.
9. Ramkumar S. (2016). Predicting Failure Strength of Randomly Oriented Short Glass Fiber-Epoxy Composite Specimen by Artificial Neural Network Using Acoustic Emission Parameters. Journal of Failure Analysis and Prevention, Vol. 16, pp. 225 – 234. Available at: https://doi.org/10.1007/s11668-016-0072-7
10. Ono K., Gallego A. (2012). Research and Applications of AE on Advanced Composites. Proceedings of the 30th European Conference on Acoustic Emission Testing & 7th International Conference on Acoustic Emission EWGAE 30. CAE 7. Granada. Available at: https://www.ndt.net/article/ewgae2012/content/papers/34_Ono.pdf
11. Guo D., Mal A., Ono K. (1996). Wave theory of acoustic emission in composite laminates. Journal of Acoustic Emission, Vol. 14, pp. S19 – S46.
12. Sause M. G. R., Horn S. (2010). Simulation of Lamb wave excitation for different elastic properties and acoustic emission source geometries. Journal of Acoustic Emission, Vol. 28, pp. 142 – 154.
13. Crawford A., Ghazi Droubi M., Faisal N. (2018). Modal Acoustic Emission analysis of mode-I and mode-II fracture of adhesively bonded joints. Proceedings of the 33rd Conference of the European Working Group on Acoustic Emission. Senlis. Available at: https://www.ndt.net/article/ewgae2018/papers/1.pdf
14. Potstada P., Rosini S., Mavrogordato M. et al. (2018). Combination of synchrotron computed tomography and acoustic emission measurements for cyclic loading of fibre-reinforced composites. Proceedings of the 33rd Conference of the European Working Group on Acoustic Emission. Senlis. Available at: https://www.ndt.net/article/ewgae2018/papers/4.pdf
15. Hamstad M. A., O’Gallagher A., Gary J. (2002). Examination of the Application of a Wavelet Transform to Acoustic Emission Signals. Journal of Acoustic Emission, Vol. 20, pp. 39 – 81.
16. Viktorov I. A. (1966). Physical foundations of the application of Rayleigh and Lamb ultrasonic waves in technology. Moscow: Nauka. [in Russian language]
17. Terent'ev D. A. (2013). Identification of acoustic emission signals using time-frequency analysis. V mire nerazrushayushchego kontrolya, 60(2), pp. 51 – 55. [in Russian language]
18. Barat V., Terentyev D., Bardakov V., Elizarov S. (2020). Analytical Modeling of Acoustic Emission Signals in Thin-Walled Objects. Applied Sciences, Vol. 10, (1). DOI: 10.3390/app10010279.
19. Listvin A. V., Listvin V. N. (2005). Reflectometry of optical fibers, pp. 90 – 92. Moscow: LESARart. [in Russian language]
20. Pipes and pipeline parts made of thermosetting plastics reinforced with fiberglass. Methods for obtaining hydro-static design basis and calculated pressure value. (2016). Ru Standard No. GOST R 57069–2016. Russian Federation. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
21. Standard Practice for Obtaining Hydrostatic or Pressure Design Basis for “Fiberglass” (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting-Resin) Pipe and Fittings. (2012). ASTM International Standard No. D2992–12. West Conshohocken, PA.
22. Petroleum and natural gas industries – Glass-reinforced plastics (GRP) piping – Part 2: Qualification and manufacture. (2017). International Standard No. ISO 14692-2–2017. Brussels.
23. Technical diagnostics. Acoustic emission diagnostics. General requirements. (2007). Ru Standard No. GOST R 52727–2007. Russian Federation. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
24. Technical diagnostics. Acoustic emission diagnostics. Terms, definitions and designations. (2019). Ru Standard No. GOST R 55045–2012. Russian Federation. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
25. Ivanov V. I., Barat V. A. (2017). Acoustic emission diagnostics: a handbook. Moscow: Izdatel'skiy dom «Spektr». [in Russian language]
26. Brunner A. J. (2016). Correlation between acoustic emission signals and delaminations in carbon fiber-reinforced polymer-matrix composites: a new look at mode I fracture test data. Proceedings of the 32st Conference of the European Working Group on Acoustic Emission, Prague. Prague. Available at: https://www.ndt.net/article/ewgae2016/papers/55_paper.pdf
27. Ivanov V. I., Belov P. A., Nasibullin T. S. (2016). Types of acoustic emission sources in composite materials. Kontrol'. Diagnostika, (10), pp. 14 – 20. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2016.10.pp.014-020
28. Matvienko Yu. G., Vasil'ev I. E., Ivanov V. I. (2016). Acoustic emission diagnostics of the process of destruction of the composite structure under tensile, compressive and cyclic loads. Defektoskopiya, (8), pp. 30 – 46. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 450 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2021.01.pp.012-025
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 450 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2021.01.pp.012-025
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»