Организаторами Всероссийской конференции с международным участием «Актуальные проблемы метода акустической эмиссии» (АПМАЭ-2018) выступили: Министерство образования и науки РФ; Межгосударственный координационный совет по физике прочности и пластичности материалов; Российское общество по неразрушающему контролю и технической диагностике; Объединенный экспертный совет по проблемам метода акустической эмиссии и научно-исследовательский отдел «Физика прочности и интеллектуальные диагностические системы» НИИПТ Тольяттинского государственного университета. Необходимо отметить, что проведение АПМАЭ-2018 поддержано Российским фондом фундаментальных исследований, грант 18-08-20035.
Участники АПМАЭ-2018 представляли 74 организации, в том числе: 10 академических институтов, 12 отраслевых научно-производственных организаций, 25 высших учебных заведений и 27 производственных организаций.
• Акустическая эмиссия при деформации и разрушении материалов;
• Методические аспекты регистрации и обработки акустико-эмиссионной информации;
• Технические средства, нормативные документы и акустико-эмиссионный контроль конструкций, изделий и материалов.
Кроме того, во время работы АПМАЭ-2018 было проведено заседание Объединенного экспертного совета по проблемам метода АЭ и организован круглый стол на тему «Критерии оценки степени опасности объекта контроля по результатам АЭ-диагностики. Проблемы аттестации АЭ-датчиков».
Открыл конференцию АПМАЭ-2018 ее председатель – чл.-кор. РАН Николай Андреевич Махутов. Он же с докладом «Методы акустической эмиссии и модели механики разрушения – основы акустико-эмиссионной диагностики и мониторинга» открыл пленарную секцию, включающую 10 докладов, охватывающих всю основную проблематику в области метода АЭ. В своей презентации Николай Андреевич подчеркнул, что акустическая эмиссия имеет колоссальное значение в анализе рисков техногенных аварий и катастроф. Необходимо на основе АЭ использовать структурный анализ опасных состояний объектов производства и техносферы в целом.
Валерий Иванович Иванов (главный научный сотрудник ЗАО «НИИ интроскопии МНПО «Спектр») в своем докладе подчеркнул, что метод акустической эмиссии является самым перспективным методом неразрушающего контроля и технической диагностики, поскольку это практически единственным метод, который объединяет в себе механику разрушения и неразрушающий контроль. В результате такого симбиоза метод АЭ превратился в мощный инструмент познания динамики физических процессов в твердом теле, позволяющий оценивать структурное состояние объекта контроля в реальном времени, определять степень опасности структурных дефектов. Однако основным сдерживающим фактором развития метода АЭ-контроля в настоящее время является отсутствие методических документов на выполнение контроля и количественных критериев оценки состояния объекта.
Доклад Дмитрия Львовича Мерсона – директора НИИ прогрессивных технологий Тольяттинского государственного университета – был посвящен анализу становления и вкладу Тольяттинской научной школы в области метода акустической эмиссии. Внимание участников конференции было акцентировано на главных достижениях школы: установлении связи пика АЭ, наблюдаемого в области предела текучести металлических материалов, с выходом дислокаций на поверхность; разработке метода кластерного анализа потока сигналов акустической эмиссии в реальном времени, позволяющего проводить идентификацию источников излучения различной природы; новых разработках, способствующих резкому повышению качества НК с помощью метода АЭ (калибратор сигналов АЭ, датчик повышенной надежности, волновод и др.).
Сергей Иванович Буйло (ведущий научный сотрудник Института математики, механики и компьютерных наук ЮФУ) в своем докладе рассказал о подходе, сочетающем кинетическую концепцию прочности, пуассоновскую модель дефектообразования и физико-механические особенности АЭ, включающие статистические параметры потока акустических сигналов. Использование такого подхода позволяет существенно повысить достоверность диагностики и точность оценки развивающихся структурных событий в материале по данным потока сигналов АЭ.
Алексей Юрьевич Виноградов (ведущий научный сотрудник НИИПТ ТГУ, профессор Норвежского технологического университета, г. Трондхейм) в своем докладе, посвященном феноменологическому моделированию акустической эмиссии при пластической деформации металлов, развивает модель, которая базируется на анализе кинетических уравнений дислокационной плотности подвижных и неподвижных дислокаций. Такой подход позволяет установить принципиально важную функциональную зависимость мощности акустической эмиссии от времени в ходе монотонного упрочнения деформируемого металла. Наблюдаемые корреляции между экспериментальными данными и данными, полученными в результате феноменологического моделирования, подтверждают правомерность применяемого подхода на основе феноменологического анализа динамики дислокационного ансамбля.
Обзор новых аппаратных решений в системах регистрации и анализа акустической эмиссии представил в своем докладе Сергей Владимирович Елизаров – директор ООО «Интерюнис-ИТ». Современная аппаратура для регистрации и анализа акустической эмиссии представляет собой программно-аппаратный комплекс, позволяющий решать множество задач мониторинга структурного состояния материалов и изделий. Новая модификация аппаратуры включает в себя централизованную систему обработки больших массивов цифровых данных, поступающих в цифровом виде от преобразователя акустической эмиссии. Такой подход дает возможность сохранить весь поток сигналов акустической эмиссии и тем самым повысить достоверность и надежность контроля или мониторинга объекта.
В основе доклада Александра Ивановича Сагайдака (зав. лабораторией АО «НИЦ «Строительство»), посвященного применению метода АЭ для контроля качества в строительстве, который отрывает широкие возможности для повышения надежности и безопасности зданий и сооружений, лежат результаты работ, выполненных в НИИЖБ им. А.А. Гвоздева. Несущую способность конструкций, имеющих повреждения, можно оценивать методом АЭ с помощью циклических нагружений и мониторинга АЭ-активности на этапе нагружения и сброса нагрузки. При таком подходе оценку повреждений можно осуществлять с использованием коэффициентов нагрузки и разгрузки, представляющих собой отношение суммарной активности АЭ на первом цикле нагружения или разгрузки к суммарной активности АЭ на циклах нагрузки-разгрузки. Другим практическим приложением метода АЭ может быть методика оценки качества крепления анкеров, устанавливаемых в затвердевший бетон и предназначенных для крепления несущих, ограждающих строительных конструкций, которая дает возможность прогнозировать предельную несущую способность анкера при приложении тестовых циклических нагрузок.
Проблемам применения метода акустической эмиссии при мониторинге технического состояния опасных производственных объектов посвящен доклад Игоря Владимировича Разуваева (генеральный директор ЗАО «НПО «Алькор»), в котором анализируются проблемы комплексов интегрального мониторинга развития структурных дефектов в различных действующих технических устройствах и сооружениях нефтепереработки, химии, энергетики. Автор также анализирует направления развития комплексов мониторинга и современных средств обработки больших массивов данных.
Достоверность метода акустической эмиссии для оценки структурного состояния материалов и конструкций анализируется в докладе Олега Викторовича Башкова (зав. кафедрой Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета). Во многом эта проблема связана с идентификацией источников акустической эмиссии, для чего используется комплексный подход, в котором анализируются энергетические и частотные параметры АЭ. При таком подходе акустические сигналы можно разделить по типам источников и выполнить анализ кинетики накопления дефектов в ходе деформирования, определить стадию деформации, структурное состояние материала и осуществить прогнозирование остаточного ресурса.
В докладе Владимира Александровича Плотникова (зав. кафедрой Алтайского государственного университета) освещены современные представления о пластической деформации как процессе, в основе которого лежит сильно коррелированный дислокационный ансамбль, а для самого процесса характерны деформационные скачки и локализация деформации. Такие деформационные эффекты приводят к трансформации непрерывного потока сигналов акустической эмиссии в единичные высокоамплитудные акустические импульсы. Акустическое поле выступает как фактор активации и корреляции элементарных дислокационных актов.
По результатам проведения АПМАЭ-2018 можно отметить:
• широкое представительство в работе АПМАЭ-2018 ведущих ученых и специалистов по тематике конференции из многих городов России, представляющих практически все федеральные округа, что свидетельствует о злободневности и важности рассматриваемых на конференции вопросов;
• высокий, соответствующий мировому, научный уровень докладов и практическую значимость данного научного мероприятия для решения проблем обеспечения безопасности эксплуатации особо опасных и ответственных конструкций и их элементов;
• широкое привлечение к работе АПМАЭ-2018 молодых ученых, специалистов, аспирантов и студентов;
• соответствие научно-практической деятельности организаций и специалистов в РФ в области метода акустической эмиссии общемировым тенденциям, а именно:
•• по аппаратным решениям: увеличение разрядности АЦП, повышение помехозащищенности и надежности передачи АЭ-данных, удобство интерфейса и др. (ООО «ИНТЕРЮНИС-ИТ», ЗАО «НПО «Алькор», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет путей сообщения», ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет» и др.);
•• по регистрации и обработке АЭ-информации: переход на беспороговый способ регистрации сигналов АЭ; применение алгоритмов кластерного анализа с использованием спектрального и вейвлет-анализа, а также нейронных сетей; применение многопараметрических критериев опасности сигналов на основе аппарата нечеткой логики; применение различных алгоритмов и приемов шумоподавления и выделения полезного сигнала на уровне шумов (ООО «ИНТЕРЮНИС-ИТ», ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет», ФГУП «Крыловский государственный научный центр», ФГБОУ ВО «Комсомольский-на-Амуре государственный университет», Южный федеральный университет, ООО «ИНТЕРЮНИС» и др.);
•• по фундаментальным аспектам явления и метода АЭ: вопросы природы сигналов АЭ при элементарных актах деформации и разрушения; применение метода АЭ как in situ метода исследования механизмов пластической деформации и разрушения новых и перспективных материалов, в том числе композитных (ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет», ООО «ИНТЕРЮНИС-ИТ», ФГБОУ ВО «Комсомольский-на-Амуре государственный университет», ФГБОУ ВО «Алтайский государственный университет», ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет», НИТУ «МИСиС» и др.);
•• по решению прикладных задач: контроль и мониторинг опасных производственных объектов; контроль качества процесса сварки, контроль работы подшипников, узлов трения, строительных конструкций; контроль кинетики физико-химических процессов и др. (ООО «ИНТЕРЮНИС-ИТ», ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет», ФГУП «Крыловский государственный научный центр», Южный федеральный университет, ООО «ДИАПАК», АО «НИЦ «Строительство», Кемеровское АО «Азот» и др.).
Участники конференции постановили сосредоточить усилия на решении в ближайшем будущем следующих вопросов:
• переход к риск-ориентированному подходу диагностики опасного оборудования (Risk-Based Inspection Technology) с учетом результатов АЭ-диагностики;
• переход от регламентированного обслуживания потенциально опасного оборудования к обслуживанию по фактическому состоянию (Fitness-For-Service), основанному на результатах АЭ-диагностики;
• переход от АЭ-дефектоскопии к АЭ-дефектометрии (т.е. при обнаружении дефекта осуществлять оценку его геометрии и направленности);разработка новых количественных критериев оценки степени опасности объектов контроля; разработка методики калибровки АЭ-датчиков с определением амплитудно-частотной и фазовой характеристик;
• переход на беспороговый режим регистрации АЭ;
• разработка новых эффективных способов и алгоритмов выделения (кластеризации) сигналов АЭ различной природы.
В рамках АПМАЭ-2018 была проведена также выставка, на которой свои разработки в области повышения качества проведения акустико-эмиссионной диагностики представили четыре организации: ООО «ИНТЕРЮНИС-ИТ», ЗАО «НПО «Алькор», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет путей сообщения» и ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет».
Участники АПМАЭ-2018 отметили большую роль Объединенного экспертного совета по проблемам метода АЭ в проведении конференции, выразили признательность сотрудникам НИО-2 «Физика прочности и интеллектуальные диагностические системы» Тольяттинского государственного университета за ее отличную организацию, а также выразили благодарность Российскому фонду фундаментальных исследований и ООО «ЛАЭС», чья финансовая поддержка позволила привлечь к работе молодых исследователей и специалистов на льготных условиях.
По решению АПМАЭ-2018 следующую Всероссийскую конференцию по актуальным проблемам метода акустической эмиссии (АПМАЭ-2020) запланировано провести в 2020 г. в Санкт-Петербурге на базе ФГУП «Крыловский государственный научный центр».
