KFKI-1989 38/G.I
PELLIONISZ P. GERÉB J.
AKUSZTIKUS EMISSZIÓS JELEK INTERPRETÁLÁSA SZILÁRDSÁGI NYOMÁSPRÓBA ÉRTÉKELÉSÉHEZ
Hungarian Academy of Sciences CENTRAL RESEARCH INSTITUTE FOR PHYSICS в и I) л I* a s т
KFKM989-38/G.I PREPRINT
AKUSZTIKUS EMISSZIÓS JELEK INTERPRETÁLÁSA SZILÁRDSÁGI NYOMÁSPRÓBA ÉRTÉKELÉSÉHEZ PELLIONISZ P., GERÉB J. Központi Fizikai Kutató Intézet 1526 Budapest 114. Pf. 49
HU I3SN 0368 6330
PeHlonisz P., Geréb J.: Akusztikus emissziós Jelek Interpretálása szilárdsági nyomáspróba értékeléséhez. KFKI 1989 38/G.I KIVONAT A tanulmány a paksi atomerőmű 2. blokkjának reaktortartályánál 1988 ban végrehajtott szilárdsági nyomáspróba akusztikus emisszós ellenőrzésével foglalkozik. A mérés során felvett és számítógépben tárolt mérési adatok sokirányú elemzésével, különböző összefüggések grafikus ábrázolásával, az eredmények interpretálásával kiegészíti III alátámasztja a mérés után készült első tanulmányt. Az elemzés jó példát ad nyomáspróbák során nyert akusztikus emissziós Jelek inter tretálására.
IL Пеллионис, Я. Гереб: Интерпретация результатов акустико-эмиссионных измерений при гидроиспытании сосуда давления. KFKI-1989.38/G,I АННОТАЦИЯ В работе анализируются результаты акустико-эмиссионного контроля корпуса реактора, проведенного при гидроиспытании не блоке ИГ2 АЭС Пакш в 1988 году. Мно госторонний анализ полученных в ходе измерений данных, хранимых в ЭВМ, графичес кое отображение зависимостей и функций, интерпретация результатов, позволили обосновать и дополнить первый знализ, сделанный непосредственно после проведения гидроиспытания. Анализ является хорошим примером интерпретирования результатов акустикоэмиссионных измерений, полученных при испытании сосудов давления.
P. Pelllonisz, J. Geréb: Interpretation of acoustic emission signals to the evaluation of pressure tests. KFKI 1989 38/G.I
AB8TRACT Ir. the paper mesuremenl data of acoustic emission monitoring the reactor vessel of unit 2 In nuclear power plant Paks, 1988 are investigated Data collected during the measurement and stored in computers are analysed, various functions arc graphically presented completing and supporting the first study made after the measurement The analysis can also be taken as a general example for Interpreting acoustic emission signals at pressure tests.
T A R T
1. Bevezetés
A L O M
1
2. Akusztikus emissziós jelek és mérésük 2 3. Akusztikus emissziós jelek értékelési módszerei.... 5 4. Akusztikus emissziós mérés a PAV 2. reaktortartály nyomáspróbájánál 7 5. A nyomáspróba akusztikus emissziós jeleinek kiértékelése 9 5.1. Akusztikus jelek a f elf ütés idején 9 5.2. Akusztikus jelek a házi nyomáspróba idején...12 5.3. Akusztikus jelek a £6 nyomáspróba során. 25 5.4. Akusztikus jelek a nyomáscsökkentés során....37 6. összefoglalás 42 7. Irodalom 44
1. Bevezetés Nyomástartó edények nyomáspróbái a vizsgált szerkezetek számára elvileg veszélyes túlterhelést jelentenek, mivel nem zárható ki, hogy éppen a nyomáspróba okoz maradandó károsodást. Nagy jelentőségűek ezért azok az ellenőrzési módszerek, amelyek kel a vizsgálat közben lehet jelezni az esetleg meginduló meg hibásodási folyamatokat. A roncsolásmentes vizsgálati módszerek között az elmúlt egy-két évtizedben polgárjogot nyert akusztikus emissziós /а.е./ módszer erre az ellenőrzésre nyújt lehetőséget. Б technika lényege abban áll, hogy a vizsgált szerkezeten elhelyezett ér zékeny piezoelektromos detektorok észlelik azokat a kisenergiáju, nagyfrekvenciás hangjeleket, amelyek mikrorepedések keletkezése kor, terjedésekor keletkeznek az anyagban az igénybevétel hatására. Ez a tanulmány annak az akusztikus ellenőrző vizsgálatnak a kapcsán született, amelyet a Központi Fizikai Kutató Intézet akusztikus emissziós kutatócsoportja a paksi atomerőműben a PAV és az ERŐKAR munkatársaival együtt hajtott végre 1988 novemberében. Az erőmű 2. blokkjának reaktortartályán végrehajtott, négyéves működtetést követő szilárdsági nyomáspróba akusztikus emissziós monitorozásáról átfogó kutatási jelentés készült CiL amelynek összefoglalója nemzetközi konferenciákon is ismertetésre került
[2] . L3] .
- 2 -
E munka célja kettős. Egyfelől itt mutatjuk be azokat az analíziseket, görbéket, uj megfigyeléseket ill. további következtetéseket, amelyek a tanulmány 1988. decemberi el készülte után születtek. Másfelől ez a komplex, soklépéses nyomáspróba, amelyre a roncsolásmentes vizsgálatok lefolyta tása után, a reaktorban elhelyezett aktiv zónával együtt került sor, jó képet ad a kiértékelés céljára a KFKI-ban rendelkezésre álló szoftverlehetőségekről és metodikai tanulságokat is nyújt hat további vizsgálatokhoz. Megjegyezzük, hogy ez a tanulmány nem ad részletes leirást a mérés előkészítéséről, a felhasznált ill. a KFKI-ban rendelkezésre álló akusztikus emissziós műszerekről és magáról a mérés lebonyolításáról. A méréstechnikai alapokról, a mérés előkészítéséről és végrehajtásáról csak rövid összefoglalót adunk és a részletek vonatkozásában [l]-re ill. [f] -re utalunk. A munka célja elsősorban a mérés során felvett és számítógépi adatállományként tárolt akusztikus emissziós mérési adatok további feldolgozása és következtetések levonása.
2. Akusztikus emissziós jelek és mérésük Az akusztikus emissziós jelenség primer forrása fémekben mikrorepedések keletkezése és növekedése. Ezekben a folyamatokban széles frekvenciasávban keletkezhetnek hanghullámok, többnyire egyedi hangkitörések /események/ formájában. Szekunder forrást képezhetnek a repedések, törések következményei, mint pl. egymáson elmozduló törésfelületek, szivárgások, stb. Ezek szintén jelent hetnek egyedi hangeseményeket, de össze is folyhatnak folyamatos hangjellé. A keletkező hanghullámok - a hullámterjedés különböző módjai, a terjedési közeg anizotrop jellege, a komplex geometria folytán - bonyolult módon terjednek és a jelforma sok hatás következtében alaposan megváltozik /csillapodás, diszperzió, reflexiók, stb/. A feszültséghullámokat mérőátalakitók, többnyire
- 3 -
piezoelektromos érzékelők alakítják át elektromos jellé. Ezek az érzékelők általában a 100 KHz...800 kHz frekvencia sávon belül rendelkeznek rezonanciával; ez megkönnyíti az alacsony frekvenciájú, mechanikus eredetű kttls5 zajoknak a mérésből való kirekesztését. Az 1. ábra egy akusztikus emiszsziós »érés sematikus rajzát mutatja be, az a.e. jelek mérésre és tárolásra kerül5 f5 jellemzőivel együtt. A mechanikai vagy hő-igénybevételnek kitett szerkezet vizsgálatára a vizsgált terület méretétől függő számban alkal maznak érzékelőket. Az érzékelők jelei erősítőkön kérészül ke rülnek a mérőkészülékre, amely általában több érzékelő jeleinek fogadására képes és az a.e. jelek több jellemzőjét is méri. A Paksi Atomerőműben ÍOO kHz...400 kHz közötti frekvencia sávban érzékeny, О 9203 A tipusu érzékelőkkel dolgoztunk. Ezek nagyfrekvenciás, logaritmikus amplitúdó-karakterisztikájú erősítőkre csatlakoztak. А 90 dB dinamikával rendelkező erősítők után a jelek a KFKI által gyártott Defectophone-Plus-Expander mérőrendszerre kerültek 12. ábra/, amely egyszerre 16 a.e. mérő csatornán és 16 paraméter-csatornán képes jeleket fogadni C O . A rendszer az 1. ábrán feltüntetett jellemzőket, valamint az érzékelőkhöz időkülönbséggel érkező hangjelek DT időkülönbségeit mérte, a mérőcsatornák zajának AVR értékeivel és az egyik paraméter-csatornán /PAR/ fogadott nyomásjel értékével együtt. A mért adatok mind a mérőrendszer saját memóriájában, mind a hozzákapcsolt IBM-PC/AT kompatibilis számítógépben tárolásra kerültek.
- 4 -
1. ábra Akusztikus emissziós jelek mérése /a = a vizsgált anyag, b = a.e. érzékelő, с •» 1 m-es kábel, d = erosito, e - kábel, f = a.e. mérőkészülék, g » RS-232 összeköttetés, h = számítógép, i = a.e. jel, j = demodulált a.e. jel és mért paraméterei/
2. ábra A KFKI-ban gyártott Defectophone-Plus-Expander akusztikus emissziós mérőrendszer
- 5 -
3. Akusztikus emissziós jelek értékelési módszerei Az akusztikus emissziós jelek értékelésénél több kérdésre, választ kell adni. Meg kell határozni, hogy a jel valóban akusz tikus emissziós eredetü-e vagy valamilyen más forrásból származik /külső akusztikus zaj, elektromágneses zavar, a mérőkészülék zaja, stb/, fényt kell deríteni az esetleges összefüggésre a befolyásod jellemző /pl, a nyomás/ változása és az akusztikus jellegzetességek között és meg kell határozni a hanghullámok körülbelüli kiindulási helyét /lokalizálás/, ahhoz hogy a jelenségeket értelmezni tudjuk. Az első feladatot részben hardver-eszközökkel /küszöbáram körök és különböző érvényességi feltételek vizsgálatára szolgá ló áramkörök/, részben az adatfeldolgozás során alkalmazott szoftver-eszközökkel oldják meg. A KFKI DEFPROC elnevezésű a.e. adatfeldolgozó szoftverjében különböző szűrések valósíthatok meg, amelyekkel bizonyos értékhatárokon kívüli jellemzőkkel rendelkező jelek a további feldolgozásból egyszerűen kirekeszthetők. Az a.e. adatfeldolgozó szoftver szinte korlátlan lehetőségeket ad a külön böző jellemzők közötti összefüggések ill. az idő szerinti válto zások grafikus megjelenítésére. Az a.e. források helyének meghatározására a DEFPROC program több lehetőséget biztobit. Két érzékelő között u.n. lineáris lokalizáció végezhető. Altalánosságban a sikon négy érzékelő szükséges az egyértelmű helymeghatározáshoz. Az érzékelők tetszés ezerinti helyre telepíthetők; az érzékelők koordinátáinak és a hang terjedési sebességének megadása után a rendszer a mért DT értékekből kiszámítja a forráehelyet.
- б -
Gyorsabb a lokalizációs számítás, ha az érzékelőket szimetrikusan, pl. egy négyzet sarokpontjaiban vagy egy egyenlőoldalu háromszög sarkaiban és súlypontjában helyezzük el: ekkor, szinunetria okoknál fogva, egyszerűbb képletek adódnak a hely meghatározás céljára. A paksi atomerőműben végzett, 1988. évi a.e. mérésnél még nem alkalmaztuk az u.n. továbbfejlesztett lokalizációs számitási eljárást, ahol a szoftver az érzékelök közötti különböző irá nyokban különböző terjedési sebességekkel dolgozik. Az akusztikus emissziós forráshelyek osztályozása és a veszélyesség megítélése komplex feladat. Eligazítást adhat p Q , amely /a/ nem aktiv, /b/ aktiv, /с/ kritikusan aktiv illetve /d/ intenzív, /e/ kritikusan intenzív forráshelyeket különböz tet meg. A /b/ esetében a befolyásoló mennyiség /pl. nyomás/ állandósága vagy növekedése esetén növekszik a forráshely akusz tikus aktivitása, a /c/ esetén pedig ennek deriváltja is nő. Aktiv forráshely esetén akkor beszélünk /d/-r51, ha az emissziók amplitúdója /energiája, hossza, stb/ lényegesen meghaladja az egyéb forráshelyekét, illetve /e/-ről, ha a befolyásoló mennyiség növekedésével az intenzitás is nő. A szabvány további roncsolásmentes vizsgálatot ir elő a /c/, /d/ vagy /e/ esetekben.
- 7 -
4. Akusztikus emlss 16s mérés a PAV 2. reaktortartály
nyomáspróbájánál
A paksi atomerőmű 2. blokkjának reaktortartályát négyévi üzemeltetés után, o. roncsolásmentes e Her őrző vizsgálatok meg történtét követően, 1988. novemberében szilárdsági nyomáspróbának vetették alÄ. A 191 har-os, 120°C-on végzett nyomáspróbára berakott zónával, a reaktor üzemkész állapotában került sor. A V-213 tipusu reaktortartály fő adatai: átmérő: 4270 mm, magasság: 11800 mm, falvastagság: 140 mm + 9 mm-es belső rozsdamentes bevonat, anyagminőség: 15H2MFA /C = 0,16%, Mo = 0,60%, Mn = 0,54%, Cr = 2,70%, V = 0,28%/, 6 primer hűtőkör /0 500 mm/, üzemi nyomás: 123 bar, üzemi hőmérséklet:290 °C. Az akusztikus emissziós ellenőrzés sematikus rajzát a 3. ábra mutatja. Az akusztikus emissziós vizsgálat a csonkzónára, valamint a reaktorpalást egyik hegesztési varratának környezetére terjedt ki. Az előbbinél a KFKI kutatói 12 a.e. érzékelőt /D 9202 A/ helyeztek a tartályra a csőcsonkok közelében, mágneses leszóritókkal, manuálisan és 3 db magas hőmérséklet türésü, sugár zásálló a.e. érzékelőt /D 9210 Ml/ egy-egy csővezetékre, bilincs csel. A hegesztési varrat övezetében a detektorokat az ultrahangos vizsgáló rendszer manipulátorkarjának segítségével helyezték el az ERŐKAR kutatói. /Ebben a tanulmányban ezekkel az érzékelőkkel nem foglalkozunk./ Az érzékelőktől néhány méterre helyezkedtek el a KFKI gyártmányú logaritmikus erősítők és a 15 detektor jelét feldolgozó Detectophone-Plus-Expander mérőkészülék. A készüléket a távoleső diagnosztikai laborban elhelyezett, IBM-PC/AT kompatibilis számitógéppel kétirányú real-time kommuni kációt megvalósító RS-232-C összeköttetés kapcsolta össze. Mind a mérőkészülék vezérlése, mind az adatok értékelése a diagnosz tikai laborban történt.
- 8 -
3. ábra A paksi atomerőmű 2. blokki reaktortartályának akusztikus emissziós monitorozása. /A = reaktor, üzemkész állapotban/ В = 12 a.e. érzékelő a paláston, 3 a csőcsonkokon, С » 8 a.e. érzékelő a paláston,. D • az ultrahangos vizsgáló rendszer robotkarja, E = manipulátor az érzékelők elhelye zéséhez, F = 2 db Defectophone a reaktortartály alatti tér ben, G = 1 db Defectopbone-Plus-Expander a csőcsonkoknál, Я «= RS-232-C szerinti összeköttetés a diagnosztikai laborral, J » IBM-PC/AT kompatibilis számítógép a diagnosztikai laborban./
- 9 -
5. A nyomáspróba akusztikus emissziós jeleinek kiértékelése Az értékelés a csőcsonkok övezetében elhelyezett 15 db a.e. érzékelővel mért jelekre terjed ki. A reaktortartály teljes nyomáspróbája négy szakaszra osztható. Az első szakasz a felfütés időszaka /0 13400 s/, amikor a reaktortartály kb 28 bar nyomás alatt volt és a főkeringtető szivattyúk működtetésével növelték ». tartály hőmérsékletét. A második szakasz az u.n. házi nyomáspróba ideje /13400... 19900 s/, amikor a nyomást mintegy 10 perces időtartamra kb. .123 bar-ra emelték. Б két időszakban mért adatokat a MEASZ.DAT file tartalmazza a számitógépen. A harmadik szakasz a főellenőrzés volt /MEAS3.DAT, 0...10500 s/, amelyben a nyomást előbb 143 bar-ra, ezután 157 bar-ra, majd 193 bar-ra növelték, végül pedig fokozatosan 141 bar-ig lecsökkentették. A negyedik szakasz a végső nyomáscsökkentés fázisa volt /az adatokat 130 és 114 bar között a MEAS4.DAT adatállomány, 47 és 27 bar között a MEAS5.DAT file tartalmazza/. A továbbiakban az egyes fázisokban mért eredmé nyekből azokat emeljük ki, amelyekből konkrét következtetések vonhatók le a vizsgált szerkezetre ill. magára a vizsgálatra nézve, továbbá azokat a feldolgozásokat, amelyek többé-kevésbé általános mintának tekinthetők nyomáspróbák akusztikus emissziós monitorozási adatainak értékelésére. Ez a dolgozat tehát korántsem tartalmazza a feldolgozás során készült, százat meghaladó számú görbét, eloszlást, forrástérképet; ezek közül a legtöbb £1~} -ben megtalálható. 5.1. Akusztikus jelek a felfütés idején A főkeringtető szivattyúk megindítása a zajszint /AVR/ azonnali megnövekedésével járt, amint azt a 4. ábra mutatja.
-
10 -
Et)
x: и:
Ki.
ms2.M
UM
ПП
Da.
• zm | я
T2: i w ItlKi it Hi»t«r
pi Й- ' a П. :
1* ДО*
4. ábra Az akusztikus zaj átlagértéke /AVR/ valamint az akusztikus események összegezett száma a felfutás időszakában
9
0"o o *o'*o ( У ^ С Г С Л 0 з,
o:° оЦо о 0'\;'0 o*í 1AdB
И
^
Í
VdB
I
AVR
XeOET.
'
7.7d6
9Л» 12.3dB
5. ábra Átlagértékek és mért eseményszámok a cs6csonkoknál elhelye zett érzékelőkön a felfutás időszakában
- 11 -
A kb. 10-15 dB között fluktuáló zajszint-átlag mellett a 40 dB-es küszöbértéket elérő akusztikus impulzusokból 518-at észleltünk: a magas zajszint tehát nem akadály az erős hang impulzusok észlelésénél! Ebből arra lehet következtetni, hogy üzemelő reaktor esetén, amikor a zajszint magas, nem kell lemondani a min. 40-60 dB amplitúdójú akusztikus események észlelésének lehetőségéről. Látható az is, hogy nincs köz vetlen kapcsolat az alapzaj és az eseményszám között: 4-5 dB változás az AVR értékben nem jár változással az eseményszámban. Az 5. ábrán a palást kiteritett rajzát ábrázoltuk a csőcscnkok környezetében az elhelyezett detektorokkal együtt, feltüntetve az egyes érzékelők által mért átlagértékeket és az akusztikus események számát. /A nyilaknál jelölt eseményszámo kat az illető csőcsonkra szerelt külön érzékelők mérték/. Meg kell jegyezni, hogy a felfütés időszakában öt szivattyú műkö dött, a 6. hurokban lévő nem volt bekapcsolva. Az ábrát szem ügyre véve látható, hogy az átlagértékek - bár nem egyforma' mértékben - de jól mutatják a szivattyumüködés által keltett alapzajt. Nem működő szivattyú esetén az illető hurok csendes, mutatva a mérőrendszer kis alapzaját és a többi hurokról át szűrődő zaj kis mértékét. Megfigyelhető, hogy az átlagértékek és a mért eseményszámok között nincs korreláció: esetenként magas alapzajt mérő érzékelőnél alig jelentkeznek események /í'l. a 3 vagy 8 jelű érzékelők/, illetve kis átlagérték mellett nagy eseményszámot kaptunk /pl. 6 és 7 detektorok/. Ez is arra utal, hogy az események nem az alapzaj kiugró csúcsaiból származ nak, hanem más okuk van. Látható az is, hogy a csővezetékekre szerelt, magas hőmérséklet álló, ezért kevésbé érzékeny detek torok is jelztek eseményeket, igaz, kis számban. Az akusztikus események oka tehát nem a szivattyuzaj, nem is a nyomás által kiváltott esetleges repedésterjedés /a nyomás állandó és kisértékű volt/. A mérés ideje alatt a reaktortartály körül még volt mozgás, nem zárhatók ki tehát a különböző mechanikai zajok, de lehetséges a hőtágulásból
- 12 -
eredő súrlódásos eredetű zajforrás is. A 6. ábra az észlelt jelek lokalizációs térképét mutatja, amely minden irányban azonos terjedési sebesség feltételezésével és a több érzékelő höz egyszerre érkező jelek /feltehetőleg zavarok/ kiszűrésével készült. A lokalizáció pontossága kérdéses, mivel sem a terje dési sebesség, sem a hullámterjedés /a csőcsonkok jelenléte miatt/ a valóságban nem tekinthető izotropnak. Mindenesetre kisszámú és bizonytalan forrású eseményről van szó, amelyek főként az 1, hurok melegága és а 6. hurok hidegác,a környékére lokalizálhatok. 5.2. Akusztikus jelek a házi nyomáspróba idején A házi nyomáspróba nyomásgörbéjét és az akusztikus jel átlagértékének változását a 7. ábra mutatja. Látható, hogy a zaj-átlag kb. 60 bar nyomásértéktől kezdve arányosan nőtt a nyomással, egészen kb. 110 bárig, ahol lényegében állendóvá vált a nyomás újbóli csökkentéséig, amikor is újra arányos változás indult és ez kb 40 bar-ig tartott. Ez a nyomással arányos zaj jellemzően szivárgás, áteresztés esetén figyel hető meg! A nyomáspróba idején nemcsak az átlagérték növekedett meg, hanem akusztikus események is jelentkeztek /8-a. ábra/. A nyomásgörbével együtt ábrázolt impulzusok jól mutatják, hogy a nyomáspróba idején csak a nyomásnövelés és nyomáscsökkentés időszakában volt akusztikus aktivitás /amit itt sem fedet': el a 7. ábrán ábrázolt megemelkedett alapszint!/, a nyomástartás idején nem detektáltunk hangimpulzusokat. Ez a megfigyelés azt mutatja, hogy a rendszerben biztosan nincs kritikusan aktiv forráshely. A 8-b és 8-c ábrán egymást követő adatszüréseket alkalmaztunk, hogy csak a lényeges impulzusokat lássuk.
- 13 -
Ф*» '^>(Ь чЬ
Ф?°
^фи <*Ф*Ф -to 4i
*Ь Ф
ф—*Ф^-$ Г
Ml Ups 1Э.1
ЕЁ В ft*-wl
Jelilt tsrtwá я в Ш Д О ы а klsdb, п Ы « *
6. ábra A felfütés időszakában észlelt akusztikus jelek forrástérképe a több detektorhoz egyszerre érkező jelek kiszűrésével
Pressure ИШ ftarl 218 4
ймегадеОв IdN 21
138
18
171.
16
156
И
138
11
KI
18
98
8
71
6
58
*
38
2
W
5
7
9 l'l 13 15 17 19
hmtlH^
7. ábra Nyomásgörbe /pontozott vonal/ és a 8. érzékelővel mért zaj átlagértéke a felfütés és a házi nyomáspróba idején
- 14 (a)
frmvt Mfori li
П
71
ÖI
S3
a a
st €
in
%
*
V
л
Я
3 31
I 1
(b)
ТТТТТТТТТЙЖЕЙ' •КИП
81
Itarl 2111 1 IM
72
171
S3
a
54
138
45
HI
X
IB
я
fcisMim
27
71
И
SI 38
5 7 9 li 13 IS d b k l M J (с)
Mkarli
mim
TTTTTTTIl-iai 8. ábra Akusztikus emissziós események és a nyomásgörbe a felfü és és a házi nyomáspróba idején, különböző adatszürésekkel: /a/ nincs szűrés, /b/ egyszerre érkezett jelek kiszűrve, /с/ а /Ь/-Ь61 csak a 40 dB-nél nagyobb impulzusok.
- 15 -
(a)
htggv
ям
« CT Я Ш Ш 1 Я
я й
(b)
|
M U U i
ht^rr» Mtei
WbiwM taifapl!
Ü&
IA
um мм im NM
IM
%/»*11
(с)
i M H U i l ttehitttbi 8n ff cmtf£CI (tt
n M
s« «I XI 271
IN N
" i V к Л А & * я WbiiMÜ 9, ábra összegzett paraméterek a házi nyomáspróba időszakában a 8-b-b61: a £A é* ЕС görbék azt mutatják/ hogy ezekre a nyemáscsökkentés hatása kisebb.
- 16 -
A nyomáspróba összegezett jellemzőit együtt ábrázolva /9. a-b-c ábra/ jól látható, hogy az események összegzett számához / T. E/ képest mind az eseroény-csucsamplitudók / IA/, mind az eseményenként! oszcillációk / EC/ összegezet száma jobban mutatja, hogy a nyomásemelés nagyobb akusztikus emiszsziós hatással járt, mint a nyomáscsökkentés. Egyetlen sebességértékkel /v = 2500 m/s/ és izotróp hangterjedéssel számolva készitettük el a házi nyomáspróba kőzelitő hangforrástérképeit. A 10-a térkép adatszürés nélkül készült, a Ю - b képen azokat az eseményeket nem vettük tekin tetbe, amelyeknél impulzust egyszerre érzékelt több detektor /feltehetően zavarok/, a 10-c kép pedig ezek közül csak azokat ábrázolja, amelyek amplitúdója eléri a 40 dB-t. A 10-d ábrán a 10-c szerinti adatszüréssel készült térképet v = 3000 m/s terjedési sebességre újból átszáuoltuk. Látható, hogy a sebes ségérték változása a lokalizálást csak kevéssé változtatja meg. Mivel lokalizálható impulzusok szinte csak a 7. és 8. érzékelők között jelentkeztek, /11. ábra/, a 8-c szerint szűrt eseményeket tovább szűrtük és a 12. ábrán csak azokat ábrázoltuk, amelyek a 7. és 8, között keletkeztek /FIRST CH = 7,8/. Az ábra azt mutatja, hogy lényeges akusztikus aktivitás csak a nyomásemelés időszakában volt. Az összes 23 eseményből 15 esett a 7. és 8. érzékelők közé, érdemes lehet tehát ezeket a hang jelenségeket alaposabban megvizsgálni. A 13. ábra a 2. detek torcsoportban bekeretezett cluster-ben mutatja az eseményeket. Az események mellett feltüntettük a fontosabb jellemzőket /csucsamplitudó, eseményenkénti oszcillációk száma ill. az esemény sorszáma/. A 14. ábra a nyomásemelkedés idején észlelt hangesemények időpontjait és amplitúdóit mutatja. E feldolgozások különösebb szabályszerűséget sem a megjelenési időpontok, sem az amplitúdók, sem az oszcillációk tekintetében nem mutatnak.
- 17
(a)
(b)
. "О О О.
и
.•" • ' • • * . ••
о оо ЗА
"HÜ
(c)
0:|0
Г
(Ш
town t T f Blf1
wI
WO » -од
•;
О -О \ >
\j
О
m
+
cf *o o o*' ни ü
Г
n
О
niВ
it
»
• COD
•
j
K0
•
.•
• ' «
О ОО 'НОТ *iw(*
t
2000
rV ' W tO О*' •W»
\j
1
2ВВ
OiO wl
ww
10. ábra A hangforrások lokalizációs tárképe a házi nyomáspróba Idején /a/ adatszürés nélkül, /b/ az egyidejű impulzusok kiszűrésével /zavarok/, /с/ а 40 dB alatti amplitudójuak további kiszűrésé vel/ /d/ 2500 m/s helyett 3000 m/s hangsebességgel számolva.
- 18 -
im
«lue;
CttM
folid #
4P хи
Щ tóid ?Ю ОД «I МИ W №li22 xu О iju О Cluster етешя Wtettr 23
+
+
+
+
WW
-ш •ш
ш
о Ä ж 4
_
-ш
5Б2 2 2
-1100
teiUÍ-qrwíUi (о); х и 3130 Шн
3110
11. ábra A hangforrástérképek négyes detektorcsoportonkónt külön-külön ábrázolhatóak /a/, illetve a térkép az esemény-sorszámok és hely-koordináták listájával ellátható /b/.
- 19 -
(а)
МсагШчЫтМГ
Pressure Nil
72
«
64
171
5В
В* 131
« «
г*-
111 91 71 58 31
ri
iMÚtíváa
32 24 IS В I
(b)
i
7
к ii 13 is fi
fceswre Pfffilbarl 211 191.
S n of events 3B
и
Г
171. 151,
IE
21
131
я
HI
15
91
•
-
12
71
:
.
9 e
58 31 11
5
7
1 ft 13 15 17 18
ilmtlliúh)
12. ábra A 7. és 8. érzékelök között keletkezett hangjelenségek ampli túdói a nyomásgörbével együtt ábrázolva /a/ ill. az események összegezett száma/b/.
20 -
Ш ami яп /cmri мапН
-i
О
ЧЛ/ÉSU : Jm
мцим /т
шуту m пл/ия /nt »»tun /m
шншит
-ш
Ué»IU*»l éíf H't/w'/m.
-200S
-2000
М -И
№00
2000
13. ábra Hangforrástérkép a 2. érzékelőcsoportban az események fo adntainak f e l t ü n t e t é s é v e l PejkftnpliMeAHPLUl]
es* 72
WJ 56 48 -í
Mt ***#( Я»
(ft
«•
4B 32 24 16 S 0
'13.3713.Í513!75 lá.92 '
ЙюЙШШ
14. ábra A nyomásemelkedés ideje alatt észlelt események sorszáma és amplitúdói /szűrés: DT 2 1 us, FIRST CH « 7,8, AMPL *40 dB/
- 21 -
A házi nyomáspróba idején észlelt impulzusokat érdemes lehet a különböző paraméterek mint valószínűségi jellemzők tekintetében analizálni. A 15. ábra az események csucsaraplitu dó szerinti /a/ és felfutási id5 szerinti /b/ sűrűségfüggvényét mutatja. Az események viszonylag csekély száma miatt nehéz érdemi következtetéseket levonni. Az /a/ ábrából gyanítható, hogy különböző eloszlások együttesét észleljük, a /b/ ábrából pedig a tipikus felfutási időre 60-80 usec-et kapunk. /Ez persze valószínűleg a nagyszámú, kis amplitúdójú eseményre jelleuzó./ Hasonlóan kis, 1 ms alatti jellemző érték figyelhető meg sok esemény hosszára nézve /15-d ábra/ . Az események oszcillációszámának sűrűségfüggvényét a 15-c ábra mutatja. Fel kell hivni itt a figyelmet arra, hogy mivel e paraméter mérése logaritmikus jellegű számábrázolással történik, ezt a kép értékelésénél tekintetbe kell venni! A 16. ábrán az események időtartama és az eseményenként! oszcilláció-szám összefüggését mutatjuk be. Látható, hogy a két jellemző között lineáris az összefüggés: az oszcilláció peri ódusideje кь. 3 - 3 , 5 us, összhangban az a.e. érzékelő kb. 300 kHz körüli rezonanciafrekvenciájával. Ez az eredmény egyben azt is mutatja, hogy a mért események az érzékelőből származnak, azaz egyértelműen akusztikus eredetűek. A házi nyomáspróba eredményeit értékelve összefoglalóan megállapíthatjuk, hogy kb. 60 bar nyomásnál szivárgás /visszaeresztés/ indult meg, amely 40 bar nyomás felett végig fennma radt. A házi nyomáspróba alatt 705, akusztikus eredetű eseményt mértünk, amelyek szinte teljes számban a nyomásváltozások idején keletkeztek. Feltételezhető, hogy a plattirozás és az alapfém közötti tapadási hibák /esetleg repedések/ a nyomásváltozásból eredő elmozdulás hatására, mint szekunder akusztikus források emittálnak kisamplitudóju jeleket. Néhány nagyobb amplitúdójú jel a nyomásemelés időszakában keletkezett. A lokalizálható források száma kicsi/ kritikusan aktiv, intenzív forráshely nem volt. A lokalizációhoz használt adatokat a 17. ábra mutatja.
- 22 -
Kwiber of events
/a/
зев 278. 240. 210. 180 • 150'
la st' BS'
30'
..I
~r
.111,.!
ii.u.
I.lllllllllll.lll.llin.
9 18 27 ti Ú S\
ё
U*
UtudeldBI
U i s t r . K i « Tine
/ь/
34 42 36 'Л 24
Ulli
ie 12
0
0 0,2 0,4 0,6 0 Í 1.Í 1.'2 1,'4 Й к Й м Ь » )
15. ábra Az események csucsamplitudó szerinti sűrűségfüggvénye /a/ és felfutási idő szerinti sűrűségfüggvénye /b/ a házi nyomáspróba idején.
(с)
23 -
D.distr.cctmts 4M 36 32 J 28 24 28
16 12 8 4
м I II ! I I
В 1—г
в
1
i
4 k 5 i 1
Counts[xI
266 188 166 146 128
166-1
ее 68 26
в
í
'4 8 1Й 16 2é 24 15.
I
. 1 . J,.,..I ?
Event «tdtbtnsl
ábra
Az események időtartam ezerinti sűrűségfüggvénye /c/ fes oszcilláció-számainak sűrűségfüggvénye a házi nyomáspróba
idején /d/
-
IfcConts Hámi «ÍM hi! №•.
24
ШиШш»
-
Fiit мне: пийМ
H».
I
n:
bilis tt pUter X : 2548 f i : 11138 М и ; 752 Selected filters:
Hie П. Км П.
: Ш М к
,4
/ • I I — I — I
. I,
Cents
16. ábra Az a.e. események időtartama és az eseményenkénti oszcillációszám közötti összefüggés a házi nyomáspróba idején
ГПТ7
Nunber of groups, пах: 3 Propagation velocity n/si Ш "frw: Type of array: Oriw of array (x,y) m : Hunber of detectors: Side length detl-2 m\ Detector positions m :
и
, ix,y 4 (x,y> Border around detectors m:
I
Locating algoritm: r i i » лксэш н*9 шш/Л I O I I I First hösuríní section; Ltst neasufine Mction!
npreved h 1 . list
Ый ШЬШШПИ Drwinj aljorithn: finale ii9h
17. ábra A csonkzőna övezetében elhelyezett detektorok koordinátái és egyéb, a lokalizációs számításhoz használt adatok
- 25 -
5.3. Akusztikuf jelek a fő nyomáspróba során A fő nyomáspróba nyomásgörbejét a 18. ábrán mutatjuk be. /Megjegyezzük, hogy műszertechnikai okokból a nyomásgörbék 4 bárral nagyobb értéket mutatnak a ténylegesnél./ A nyomást először 137 bárra növelték - tömörségi nyomáspróba - majd a 153 bar-os bejárás következett. Már a kezdeti szakaszban, kb. 110 bar értéknél megindult a zaj-átlagértékek növekedése, amelyek előbb emelkedtek, azután süllyedtek és a nyomás állan dóvá válásakor általában megszünek. Ez a jelenség az érzékelők többségénél fellépett. Két érzékelőnél a 19. ábra mutatja a jelenségét. A 20. ábrán látható, hogy a 153 bar-os tömörségi nyomáspróbát megelőzően egyes átlagszintek tartósan megemel kedtek. A 18. ábra azt is mutatja, hogy a kb. háromnegyed órás ellenőrzés alatt a magárahagyott rendszerben mintegy 10 bar-os nyomásesés következett be: az érzékelők megemelkedett zajszintje is szivárgást, áteresztést jelzett.
Pressure .FAXlbirl
n J
158 Ш 178 \
/
m 15B 148 138 128 118 108
I "-^.J
/
r
*
N
\
N
Í&1,Ь 2.5 3 Í 4.Í J.á 6.'5 7Ä íir» ÚlltÚi] 18. ábra A fő nyomáspróba nyomásgörbéje
- 26 -
Ша&Щ
lilt мм: ms3.fci
nun u.
um aa
кlilies it ptiiter t t X: 1371
в: 1 Ми; Щ •iEX. : На ET. :
Ins
T
1
1
Г
-*i—г—г* i—i—r—r Elapsti Timl t 1
19. ábra A kezdeti nyomásemelés végső fázisában bizonyos érzékelőkön megnövekedett az átlagos zajszint.
Й В &da Шми вши ваю* j Ni«. J u . x: m им ti:
12:
•
в
ie
w
File мм: mü.iii
Un TZU!
flwigiOB
АкмкОИ T—i—i—i—i—i—r—r
tlwiWií
20. ábra A 153 bar-os bejárást megelőzően a z a j s z i n t megemelkedett és szinten maradt.
- 27 -
A 21. ábrán a nyomásgörbe mellevt az a.e. események összegezett számát is feltüntettük. Látható, hogy az események szániának növekedése együtt haladt a nyomás növekedésével. Az ábra mutatja, hogy a nyomástartások vagy nyomáscsökkenések idején csekély vagy semmilyen akusztikus aktivitás nem volt észlelhető. Ez mindenesetre arra utal, hogy a szerkezetben kritikusan aktiv akusztikus forráshely nincs. A végső nyomás csökkentés utolsó szakaszától eltekintve, mindenhol jól észlel hető az un. Kaiser-effektus, az a jelenség, hogy az akusztikus emissziós effektus egészen addig szünetel, amig az igénybevétel a korábbi maximumot el nem éri. A 22. ábrában a fő nyomáscsúcs körüli szakaszt mutatjuk be példaként: az akusztikus aktivitás a korábbi igénybevételi maximum elérésekor indul meg /A, C/, és állandó vagy csökkenő nyomásnál /B/ szünetel. A 23. ábra a fő nyomáscsúcs időszakában mutatja az akusz tikus események csucsamplitudóit: látható, hogy a legnagyobb aktivitás a nyomásemelés idején mutatkozik. A 24. ábrán a felfutó szakaszban mért események csucsamplitudóit jobb idő felbontással ábrázoltuk. Különösebb szabályosság nem fedezhető fel, eltekintve a küszöbszintnek megfelelő arcpiitudóju impulzu sok nagy számától /ezt a mérőműszer beállítási hibája okozta, amellyel a rövid, küszöbérték körüli amplitúdókat a küszöbérték kel azonosította/. A 25. ábrában az akusztikus események összegezett szániát /a/, ill. az oszcillációk összegezett számát /b/ mutatjuk be a fő nyomáscsúcs környezetében. Látható, hogy a nyomásesés alatt nem észleltünk akusztikus eseményeket /ugyanakkor a szivárgásra, áteresztésre utaló zaj-átlag több érzékelőnél magas volt/, és az akusztikus események jórésze a nyomásemelés idején keletke zett. A EC görbéből még inkább látható a nyomásemelés idejéről származó események döntő súlya.
- 28 -
Pressure Ibarl Sm оГ Events
Tine Is]
i—г~т—г—г*
21. ábra A nyomásgörbe és az akusztikus események összegezett száma ?. fö nyomáspróba során Pressure MWbarl 280 19В 180
170 160 -( 156 140 130 120 110 100
Ú 9,3 Ü 9,!l 6,2 6,ft 6,6 7.1 . tim £Ш000<]
22. ábra A Kaiser-effektus jól észlelhető a nyomáscsúcs körüli szakaszon.
- 29 -
MUgfe •nun и 72, 64. 56. 48 48 32 24' 16
PressBrcUar] 288
•
i
8'
8
ГТТ~Т~ГТТ1
23. ábra Az akusztikus események csucsamplitudói a f6 nyomáscsúcs időszakában (ET 2: 3250 s)
hú »plíWt АНГШВ1 72.
M.
56 J 40 32 24 161
i! 8
Í.Í5 6.72 6.74 6.76 6,)9 6Í1 tJM (.'86 1.89 б'.йб.* 6.97 6.99 7.82 iM Úí
'
24. ábra Akusztikus eseműnyek csucsamplitudói a f5 nyomáscsucsot megelőző szakaszban
fini Й1ШЫ
- 30 -
(a)
Sun of events
fressvelbtr 258
2168
238
1908
229 218
1500 1380
198
1180 980
1781
788
1601
ГГмТТТТТЖы Sun of Counts 1x1860] (ь)
35СЗ 3280 2983 2680
Pressure [bar 258 240 230 220
210
1700
190
1408
190
1108
170 166
T~TTTTT~? ТшШш 25. ábra Az a.e. események összegezett száma /a/ és az oszcillációk összegezett száma /b/ а fő nyomáscsúcs környezetében/ a nyomásgörbével együtt ábrázolva
- 31 -
A 26. ábrában az esemény-időtartamok sürüség-függvényét adjuk meg a fő nyomáscsucsra való felmenetel időszakára. A függvény nagyon hasonló a 15. ábrán bemutatott, a házi nyomás próba idején felvett sűrűségfüggvényhez: ez az akusztikus ese mények keletkezési mechanizmusának azonosságára utal. Itt is, ott is nagyszámú, rövid esemény jelentkezett: a házi nyomás próbánál 0,5-1 ms időtartamok, mig a fő nyomáspróbánál vala mivel hosszabbak, 1-2 ms értékek fordultak elő a legnagyobb számban. A 27. ábra az eseményenként! oszcillációk sűrűségfüggvényét adja meg a nyomásemelés időszakában. Ebből az ábrából arra lehet következtetni, hogy az események két statisztikai sokaságba sorolhatók. Az egyik a rövid időtartamú események csoportja /500-1000 oszcilláció/esemény/, a másik a hosszú időtartalmuaké /7000-15000 oszcilláció/esemény/. Feltehető tehát, hogy az akusztikus események kétfajta forrásból származhatnak; pl. a nagyszámú, rövid jel a deformációból keletkezhető apró elmozdu lások zaja, mig a néhány tucat nagyobb esemény esetleg a plattirozott felület és az alpfém közötti inhomogénitások súrló dási zajából eredhet. Várható, hogy a hosszabb események egyben nagyobb amplitúdójuak is. A feldolgozó szoftver egyszerűen lehetővé teszi olyan adattáblák kinyomtatását, amelyek a mérés történetét, a mintavételek /sample block/ és az események valamennyi mért adatát megadják. Kinyomtattuk a nyomásemelés időszakának számítógépi regisztrátumát és ebből egy rövid rész letet /némi magyarázattal/ a 28. ábrában bemutatunk. A regisztrátumból látható, hogy feltételezésünk helyes: a nagyobb amplitúdójú események egyben hosszabbak /nagyobb oszcilláció szám, nagyobb felfutási idő, stb/. A 7000-15000 oszcillációból álló események hossza tekintélyes: 50-100 ms-ot tesz ki: nem zárható ki a súrlódásos eredet. A táblázatból látható, hogy a 8. érzékelőn 10 dB értékű zaj-átlag volt mérhető.
- 32 -
l.tislr.E«*i tftfib 81
72 «
56 «
41 32 24 16 •Um и
rflllfcintliiáJMÉ»!
Ь ) A i A i ú 4 tUimL] 26. ábra Az esemény-időtartamok sűrűségfüggvénye a (6682 s < ET<7166 s) időszakában a nyomásemelés alatt
í.dUtr.of cotmts 58 45 35 30 23 28 15 IS 5 В
1
3 6 í 12 Á lé íl
Willi!*«
27. ábra Az oszcillációk eseményenként! számának sűrűségfüggvény* a (6682 s < ET < 7166 s) időszakban/ a nyoraásemelés alatt
- 33 -
Annak ellenőrzésére, hogy a regisztrált jelek valóban az érzékelőkről érkeztek-e /pl. ne» elektromos zavar következmé nyei-e/, ábrázoltuk az esemény-időtartam és az oszcillációszám közötti statisztikát /29. ábra/. A regisztrátum azt mutatja, hogy a 200O-6O00 oszcillációszámu események között előfordulnak olyan események is, amelyek nem felelnek meg az érzékelő 300 kHz körüli resonancia-írekvenciának, tehát feltehetően nem az érzékelőröl származnak. Ami a reaktorpaláston kivül, a primérköri vezetékeken elhelyezett érzékelőket illeti /13., 14., 15. csatornák/, ezek - már csak a kisebb érzékenységű, D 9210 Ml tip. detektor alkalmazása miatt is - kevés eseményt jeleztek, de működtek. A fő nyomáspróba második szakaszában megszólaló érzékelők statisztikáját a 30. ábra mutatja. A 31. ábrában a nyomásnövelés időszakában regisztrált akusztikus események lokalizációs térképeit ábrázoltuk. Az /a/ ábra - szűrés nélkül - nagyszámú forráshelyet mutat. A /b/ ábrában már nem vettük figyelembe azokat a jeleket, amelyeket egyidöben regisztrált egynél több érzékelő, mig a /c/ ábrában azokat az eseményeket is elhagytuk, amelyek igen rövidek - ezért kis energiájúak voltak /oszcilláció-szám kisebb mint 1500/. Az eredményként kapott, kisszámú forráshely jórészt a 7. és 8. érzékelők között helyezkedik el. összefoglalóan megállapíthatjuk, hogy a fő nyomáspróba akusztikus emissziós megfigyelése positiv eredménnyel járt. A szerkezetben sem intenzív, sem kritikusan aktív akusztikus forráshelyet nem találtunk, de feltehetően tágulási deformáció folytán,plattirozás alatti tapadási hábákból akusztikus esemé nyeket észleltünk. Ezek energiája kicsi, időbeli és térbeli megoszlásuk az igénybevételnek megfelelő volt. A folyamatos rkusztikus jelszint megemelkedése alapján indikált szivárgás, áteresztés megfelelt a tényleges helyzetnek.
A detektált akusztikus események adatainak fejléce (G/FC • a megszólaló érzékelő csoportja és csoportbeli sorszáma) A Defectophone készülék érvényes beállítási adatai a mérés során
4,4,4, 4 act. channels Threshold« 3:6dB ]PeltciET= 100ms DeltaT= 10 s Mem. code» 0 Ous Damp» OdB/ms Dead t i me= 50. Oms DTmax. = 3003us ARR/XNDEP Coinc= DT4 El.Time B/FC Ampi DT2 DT3 Index Counts Ris«s'T i те Еv.Width DTI Cs3 — CusD'" C u * 3 —-Cusi1337 0 6992.400 1/4 32 1 660 950 1363 1043 165 1339 6996.300 1/4 39 104 4530 371 1363 1043 0 1075 1340 6996.700 1/2 32 1911 0 7610 389 0 484 409 1077 6996.700 2/1 34 1341 0 941 857 3652 801 15750 1342 6997.600 1/4 42 11548 5736 50740 1093 3582 2757 0 6997.600 2/4 45 5953 398 2210 1283 12409 53760 0 1343 1345 6999.70O 1/4 32 523 0 2060 1093 3582 2757 0 Sample block (averages in dB, parameters in mV) l № 700 í/i 1/2 1/3 1/4 2/1 2/2 2/3 2/4 3/1 3 /2 3/3 3/4 4/1 4/2 4/3 4/4 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0
Az egyes érzékelőkről (G/FC) vett átlagérték-mintavételek Az észlelt események adatai
28. ábra A nyomásemelés során végzett a.e. mérés számitógépi adatrögzítési táblázatának egy részlete.
l l
- 35 -
Kants Uiwit vütb bsl Illisl P«iat MB. ibii
x: u:
HU мм: Kts3.4at
I
Ыт it ptiiter X: 1209 ?l: 34%fl Iafex:l49 Seltgteá f Hjg$t_ «ET. : 312М88Ю
'« EI. : твммв»
S
n—г
,н" T
T
Г
"ŐüStiíl
25. ábra Összefüggés az esemény-időtartán és az oszcilláció szám között a fö nyomáspróba második szakaszában /3120 s.,.7810 s/
JfcFirst Chuntl IWMistr. of First Chatnel
Illír
File мне: MsZM
X T' 5
!l: 8 4 Мам »t point» II:
19
Ыех: 14 Selected filters: ET, : ШШ П. : 781в88Ак
Ё
TI
I i I I -I I I I I I | l l j II First См dinéi
30 . ábra A f5 nyomáspróba második szakaszában / 3120 в...7810 s/ megszólaló érzékelők statisztikája
- 36-
№ ,-.+" 1
•?-*ч_/ 1
1
fr ."4 + 11 1
1
1
12
•
V,
+!->1
*%; . ~ * * • 1 • * ч_/ . 4
.3 I
1
7
Ъ'
:
ч_/
,-,+ к.
5
;
л- .
>
. в
1
1
-4000
-200О
2000
6
2
v.;
\j
\_/
ч_/
-2000
Ш
1
\j
1 « ч_/
7->
>_/
ч_/
2000 ЮОО
31. ábra Az akusztikus események forráshelyei a nyomáeemelés időszakában /6682 S...7166 ál szűrés nélkül /a/, a több detektorhoz egyszerre érkező események kiszűrésével /b/, ill. a /b/-b6l kiszűrve az 1500-nál kisebb oszcillációszámu események /c/.
- 37 -
Akusztikus jelek a nyomáacsökkentés során Amint az pl. a 21. ábrán látható, a f6 nyomáscsúcs utáni nyomáscsökkentés során is érzékeltünk néhány akusztikus eseményt. A 8. érzékelővel mért 10 dP értékű zaj-átlag a nyomás csökkenté sével párhuzamosan csökkent /32. ábra/, majd 120 bar nyomás alatt nullává vált. Ez a szivárgás megszűnésére utal. A nyomáscsökkentés későbbi szakaszában is regisztráltunk akusztikus eseményeket - lényegében a fő nyomáspróba során regisztrált akusztikus aktivitásnak megfelelően. A meghatározó itt is a nagyobb szambái, jelentkező kis-amplitúdójú, rövid, kis oszcilláció-számú akusztikus esemény volt. A 33. ábra az eseményidőtartam - oszcilláoószám összefüggést mutatja. Látható, hogy mindössze egyetlen esemény Ítélhető szabálytalannak, ill. hogy аз események túlnyomó részének oszcilláció-száma kisebb mint ЗОСО-4000. A 34. ábra ennek az időszaknak azt a szakaszát mutatja, amikor a nyomáscsökkentés megált, sőt átmeneti nyomásemelés következett. A diagram érdekes jelenséget mutat: a nyomáscsök kentőé Idején növekvő eseményszám emelkedése megállt és kb. addig szünetelt, amig a nyomás újra nem esett az eddigi minimum alá. Itt az eseményszám növekedése újra megindult. Ezt a "negativ Kaiser-effektus"-nak tekinthető, általunk Geréb-effek tusnak nevezett - jelenséget a következőképpen próbáljuk értelmezni. Feltételezésünk szerint ezeknek az eseményeknek a for rása súrlódásos eredetű. A nyomás- ill. hőmérsékletváltozásból eredő kicsiny elmozdulásokhoz felfekvő részeken ill. a plattirozás alatti inhomogénitásoknál - az illeszkedő felületek egy ideig rugalmasan alkalmazkodnak, majd kisebb elcsúszások
- 38 -
következnek be amelyek bizonyos hiszterézissel nem azonos effektussal/ oda-vissza változás még (
hangokat adnak. Ez a folyamat nyilván /az oda-vissza elmozdulás Irányában jár. Esetünkben a kb. 5-6 bar értékű nem vált ki szimmetrikus effektust.
Ez a magyarázat jó összhangban van a nyomáspróba során megfigyelt Kaiser-effektus jelenséggel /pl. 22. ábra/, ahol a kisebb kétirányú nyomásváltozások szintén hiszterézis-jelenséget mutatnak és avval a ténnyel, hogy a nagyobb kétirányú változásoknál nem észlelünk Kaiser-effektust. /pl. a házi nyomáspróbát követő fö nyomáspróbánál ismételten jelentkeztek az akusztikus események./.
- 39
ШЁмсга]
nii HM: wtuM
l l M 1 M a l
Flirt ВШ
torn? CM
X i
V
•
•
т-т—i—Ч
i ч
нЗйГпкиГ
32. ábra A csökkenő nyomással együtt csökkent a 8. érzékelőn mért zaj-átlag értéke.
Ш
Fiit MM!
Им) Mat
ММЗ.М
IÉ Hia.
IWtx; 14G
/
T
1
1
I
Г
1,1.1
Cents
33. ábra A nyonáscsökkehtés során r e g i s z t r á l t akusztikus események /MEAS5.DAT/ esemény-időtartam - oszcilláclöszám összefüggése
- 40 -
i
ÍW4
S3
1I N
n
Еч
<
С
4J *> M « СП
в) О.
М JE;
V N
—.
«
С
01
Я
«0
м. х « я >i N «
С
01
Ю и »Ф е х» л WO о> -н 0)
» 0» >, * 0» m N Ш
я
•н S
8S У* В
Ф
<й
tn «a
1° К
'S §, >1
г
S
г
л
- 41 -
6. összefoglalás
A paksi atomerőmű 2. blokk reaktortartályának szilárd sági nyomáspróbájánál végzett akusztikus emissziós ellenőrzés főbb eredményei a következőkben foglalhatók össze: - kidolgoztuk és a gyakorlatban sikeresen kipróbáltuk az akusztikus emissziós ellenőrzés reaktor- alkalma zási technikáját, - megállapítottuk, hogy az akusztikus emissziós érzéke lők zaj-átlag növekedésének idő- és hely szerinti eloszlása alapján /35. ábra/ a tömitétlenség jól indikálható, - megállapítottuk, hogy az alkalmazott eszközök és mód szerek lehetővé teszik, külön-külön és együttesen is a tömitétlenségből eredő zaj és az egyedi akusztikus jelenségek érzékelését, - megállapítottuk, hogy az akusztikus emissziós érzéke lés alapján a 2. reaktortartályban repedéskeletkezés re, növekedésre utaló jelenséget a nyomáspróba során nem találtunk /sem intenzív, sem kritikusan aktiv forráshely nincs/, - megállapítottuk, hogy az akusztikus emissziós érzéke lők a nyomástartási időszakban általában nem adtak jeleket, a nyomásváltozások /elsősorban nyomásemelke dés/ idején azonban nagyobb számú kicsi és kis számú közepes energiájú és hosszabb akusztikus esemény volt detektálható /esetleg plattirozás alatti inhomogenitásokból eredő súrlódási zajok, elsősorban a 7.-8. érzékelő között/,
-
42 -
?
ни. ф
.ж
ч© •р
и
,ф
(Л
•н
•-• 40
сч
Б •н X
Л)
с»
го
е •г-»
«о
o^SS^^o,
г
(0
«*»
^
N
. *
и +»
С
4J Й
N V) <0
<Ф
А:
<Ф
•Р Л чв -Н Л «
rS9
-Ея
,§ш&&£
•0
и л
*0
е
«
С
N Ю
•Р (в
Ю 1-1
Й
а X
• ю X0 Ю МО N с * м л 0 С
ГО
in
- e^^^S^"»
0
• в
О 4P
-с
0>
Л
• ю « и 0. и и ф »2
>• 15 m N
<
С
«
43 -
- megállapítottuk, hogy előnyös lenne a lokalizálás pontosságát javítani és folytatni a kutatásokat az akusztikus emissziós jelnségek értelmezésére. Anizotrop sebességtérben alkalmazható lokalizációs számítógépi programunk már elkészült, tesztelése folyamatban van.
- 44 -
7. Irodalom [l]
A PAV 2. reaktortartály nyomáspróbájának akusztikus emissziós ellenőrzése - Kutatási jelentés - Központi Fizikai Kutató Intézet AEKI Mérésautomatizálási Osz tály, Budapest, 1988.
[2]
P. Pellionisz. P. Szűcs, P.Traropus: Acoustic emission test of WWER-440 pressure vessel; Proc. of 12 th World Conference on Ncn-Destructive Testing, Amsterdam, April 23-28, 1989, Elsevier, p.1134-1136.
[ " 3]
P. Pellionisz, J. Geréb, F. Divős, P. Trampus, P. SzOcs, A. Kiss: Monitoring acoustic emission at in-service hydrotests in Nuclear Power Plant Paks; IAEA-WGRRPC Specialists' Meeting, Plzen, 5-9 June 1989.
[4]
Geréb J., Pellionisz У., Székely Gy.: Az akusztikus emissziós folyamat- és minőségellenőrzés uj eszköze: a bővitett Defrctophone; Gép, XL.évf. 1988. 9. /szept/ p. 335-338.
[5]
ASTM Standard E 569-85: Standard Practice for Acoustic Emission Honitoring of Structures During Controlled Stimulation.
The issues of the KFKI preprint/report series are classified as follows: A. В C. D. E. F. G. H. I. J. K. L. ML N.
Particle and Nuclear Physics General Relativity and Gravitation Cosmic Rays and Space Research Fusion and Plasma Physics SoHd State Physics Semiconductor and Bubble Memory Physics and Technology Nuclear Reactor Physics and Technology Laboratory, Biomedical and Nuclear Reactor Electronics Mechanical. Precision Mechanical and Nuclear Engineering Analytical and Physical Chemistry Health Physics Vibration Analysis. CAD. CAM Hardware and Software Development. Computer Applications. Programming Computer Design. CAMAC. Computer Controlled Measurements
The complete series or issues discussing one or more of the subjects can be ordered, institutions are kindly requested to contact the KFKI Library, individuals the authors.
Title and classification of the issues published this year: K F K I - 1 9 8 9 - 0 1 / D G Kocsis et al: A possible method for ion temperature measurement by Ion sen sitivé probes K F K I - 1 9 8 9 - 0 2 / G L Perneczky et al Using the pressurizer spray line in order to minimize loop seal effects (in Hungarian) KFKt-1989-ОЗ/Е T Csiba el al Propagation of charge density wave voltage noise along a blue bronze, Rbo3Mo0 crystal 3
K F K M 9 8 9 - 0 4 / G G Baranyai el al Experimental investigation of leakage of safety valves by means of acoustic emission detectors (in Hungarian) K F K M 989-05/A Nguyen Ai Viel et al Can soHlons exist in non linear models constructed by the non linear invariance principle? KFKI-1989-06/A
Nguyen Ai Viel et al A non linearly invariant Skyrme typo model
KFKI-1989-07/A Nguyen AI Viel et al.: Static properties of nucleons in a modified Skyrme model KFKI-1989-08/B Z Perjés: Factor structure of the Tomimalsu Sato metrics KFKI-1989-09/B Z Perjés Unitary splnor methods in general relativity KFKI-1989-10/G G Baranyai et al Reflooding investigations Part I (In Hungarian) KFKI-1989-11/G L Maróli el al Description of the physical models applied in the COCONT code (in Hungarian)
KFKI-1989-13/G L Maróti el al Operational procedure based on hot spot analysis at the WWER MO type block ol Paks Nucteai Power Plant Part in (in Hungarian) KFKI-1989-14-'A Cs Balázs Lessons from a lime dependent model KFKI-1989-15/A V Sh Gogokhia Quark confinement and dynamical breakdown of chiral symmetry in cuvarianl gauge OCD KFKI-1989 16/A A Frcnknl: Spontaneous localizations of the wave lunclton and classical betiavior KFK-1989-17/0 S Kálvin el al USX and SX ladialion measurement of tokamak plasma by MicroChannel Piale KFKI-1989-18/A ь l Basirukov el al Liquid layer model for non magic nuclei KFKI-1989 19/6 E Biro et al Summát у ol WER 1000 data compiled by CRIP on the basis of international cooperation (in Hungarian) KFKI-1989-20/M M Barbuceani: el al Concurrent refinement of structured objects: a dcciar alive lar*ji»a(je for knowledge systems programming KFKI-1989 21/C К l Qringauz el al The analysis of the neutral gas measurements near comet P/HALLEY based on observations by VEGA 1 KFKI-1989-22/A p Levai ol al A simple expression for the entropy of a fireball from experimental slrarxjo particle ratios KFKI-1989 23/M L Zs Varga el al: Knowledge based techniques in network management KFKI-1989 24/A J Révai Exactly soluble model of a quantum system in external field with periodic lime cJepeixlence KFKI-1989 25/J Sz Vass, T Torok, Gy Jákli. E Berecz: Sodium alkytsulphale apparent molar volumes in normal and heavy waler Connection with rmcellar structure KFKI- 1989-26/A v>.y Kluge: On prompt fission neutrons KFKI-1989-27/A S Krasznovszky. I Wagner Description of the scaled moments for the norwiiffractive pp and pp~ interact ions in the cms energy range 10 900 GeV KFKI-1989 28/E D V Sheioput el al: Acousto optical properties of Ge As S glasses and some possible applications KFKI-1988-29/С В Lukács A nole on ancienl Egyptians' colour vision KFKi-1989 30/G L Szabados el al 7 4% hoi leg break without SITs in action (in Hungarian) KFKI-1989-31/G L Szabados et al 7 4% hot leg break with SITs In action (in Hungarian) KFKI-1989 32/A VV Anisovich Quark model and QCD KFKI-1989 33/G L Szabados el al Comparison of experimental results on the PMK NVH stand in case; of 7 4% ho« and coM leg breaks (In Hungarian)
KFKMM9-34/A Т. Csörgő el al.: Fragmentation of target spectators in ultrareiativistic heavy ion coMsions KFKM9S»-367C E. Merényi ei al: The landscape of comet НаИеу KFKMM9~36SC К Szegő: Р/Найеу the model comet, in view of the imaging experiment aboard the VEGA spacecraft KFKI-1M»-37/K S Deme et al Reliability of real lime computing with radiation data feedback at accidental release KFKH9fJ0 Э0/О.1 P. PeMtonisz el al Interpretation of acoustic emission signals to the evatu «Hon of pressure tests, (in Hungarian)
Kiadja a Központi Fizikai Kutató Intézet Felelős kiadó: Gylmesi Zoltán Szakmai lektor: Glllemot Ferenc Példányszám: 78 Törzsszám: 89 302 Készült a KFKI sokszorosító üzemében Felelős vezető: Gonda Péter Budapest, 1989 július hó
