Akustické emise z potrubí

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Akustická emise potrubí je výskyt a šíření elastických vibrací v procesu deformace studované konstrukce. Kvantitativně působí jako indikátor celistvosti materiálu při různém zatížení. Testování akustických emisí lze použít k odhalení defektů v počáteční fázi selhání konstrukce. Hlavní diagnostickou metodou je pasivní sběr informací a jejich následné zpracování.

Obecné vlastnosti

Akustická emise se používá k detekci a stanovení souřadnic, sledování zdrojů deformace na površích nebo v objemu stěn, svarových spojů a konstrukčních prvků. Diagnostika se provádí pouze při vytvoření napěťového stavu. Spouští práci zdrojů vibrací v objektu. K akustické emisi dochází při vystavení tlaku, síle, teplotnímu poli a tak dále. Výběr konkrétního zatížení je určen konstrukčními prvky, podmínkami, ve kterých se používá, a specifiky zkoušek.

Metoda akustické emise

Prostanovení indexu spolehlivosti konstrukce se kontrolují její parametry a vlastnosti, při kterých by neměla být narušena její celistvost a vhodnost pro použití a provoz. Tradiční metody (ultrazvuk, vířivé proudy, záření a další v praxi oblíbené) umožňují identifikovat geometrické nehomogenity vyzařováním určité energie do struktury předmětu. Akustická emise naznačuje jiný přístup. Za prvé, materiál sám o sobě funguje jako zdroj signálu, a nikoli jako vnější objekt, protože se jedná o pasivní metodu ověřování a ne aktivní, jak je uvedeno výše. Akustická emise navíc umožňuje detekovat nikoli statické nehomogenity, ale pohyb defektu. V souladu s tím může být použit k identifikaci rozvíjejících se, a tedy nejnebezpečnějších poškození. Tato metoda umožňuje rychle odhalit růst malých trhlin, úniky kapalin nebo plynů, poruchy a další procesy, které způsobují vznik a šíření vibrací.

Nuance

Z teoretického i praktického hlediska je jakákoliv závada schopna vytvořit svůj vlastní signál. Dokáže překonat poměrně velké vzdálenosti (několik desítek metrů), dokud není detekován senzorem akustické emise. Zničení lze navíc odhalit nejen na dálku. Závady se také zjišťují výpočtem rozdílu v době příchodu vln k záchytným senzorům umístěným v různých oblastech. Růst trhlin, delaminace, lom vměstků, tření, koroze, únik kapaliny/plynu jsou příklady procesů, kteréprodukovat vibrace, které lze detekovat a efektivně prozkoumat.

Funkce

Hlavní výhody této metody oproti tradičním metodám nedestruktivního testování jsou:

1. Integrita. Spočívá v tom, že pomocí jednoho měniče akustické emise, pevně namontovaného na povrchu konstrukce, je možné kontrolovat celou konstrukci. Tato vlastnost je zvláště důležitá při studiu těžko dostupných nebo nepřístupných oblastí.
2. Není potřeba pečlivá příprava povrchu studovaného objektu. Z toho vyplývá, že samotný kontrolní proces, stejně jako jeho výsledky, nebudou záviset na stavu konstrukce a kvalitě jejího zpracování. Pokud existuje izolační kryt, měl by být odstraněn pouze v oblastech, kde jsou instalována záchytná zařízení.



3. Identifikace a registrace pouze rozvíjející se destrukce. To umožňuje klasifikovat vady nikoli podle jejich velikosti nebo jiných nepřímých ukazatelů (poloha, tvar, orientace), ale podle úrovně jejich nebezpečnosti (stupeň vlivu na pevnost předmětu).
4. Vysoký výkon. Je mnohonásobně vyšší než odpovídající ukazatele pro tradiční (radiografické, ultrazvukové, magnetické, vířivé proudy atd.) způsoby řízení.
5. Vzdálenost. Testování pevnosti předmětu lze provádět ve značné vzdálenosti od obsluhy. Tato vlastnost umožňuje aplikovat metodu při sledování stavu rozsáhlých, zvláště nebezpečných, rozšířených staveb bezvyřazení z provozu a ohrožení personálu.

Další výhodou je možnost sledovat různé technické procesy a vyhodnocovat stav konstrukce v aktuálním časovém režimu. To vám umožní zabránit náhodnému zničení objektu. Je třeba také poznamenat, že metoda akustické emise optimálně kombinuje kvalitativní a nákladové parametry.

Extra

Řízení pomocí akustické emise poskytuje obrovské množství informací, umožňuje rychle upravit a prodloužit provozní cyklus kritických průmyslových instalací s minimálními náklady. Výsledky provedených kontrol se využívají při predikci náhodných škod. Tento způsob řízení lze využít při studiu různých vlastností materiálů, struktur, látek. Dnes, bez jeho použití, není možné vytvořit, stejně jako spolehlivý provoz mnoha kritických průmyslových zařízení.

Nevýhody

Metoda akustické emise má také některé nevýhody. Hlavní nevýhodou je složitost dešifrování indikátorů získaných při ověřování. Tato nevýhoda výrazně omezuje široké uplatnění metody v praxi. Složitost je dána tím, že vlnové procesy při akustické emisi jsou superponovány tzv. parazitními indikátory vícenásobně odraženého hluku, vln z provozu zařízení, zatěžovacího objektu a prostředí. Použití ochranných systémů a různých filtrů umožňujepouze částečně snížit dopad. Za nevýhodu je navíc považována jedinečnost použitého zařízení při ovládání. V průmyslu se nevyrábí sériově. Zabraňuje také rozšíření metody mimo oblast experimentálního použití.

Oblasti použití

Jak je uvedeno výše, v současné době metodu akustické emise používají různé podniky působící v různých ekonomických sektorech. Mezi hlavní patří:

1. Chemický a ropný a plynárenský průmysl.
2. Metalurgie a výroba trubek.
3. Tepelná a jaderná energetika.
4. Železniční doprava.
5. Letecký a vesmírný komplex.

Metoda je široce používána podniky pracujícími se zvedáním, mostními konstrukcemi, betonovými a železobetonovými konstrukcemi.

Závěr

Metoda akustické emise je dnes považována za jeden z nejúčinnějších způsobů provádění nedestruktivních zkoušek a posuzování stavu a vlastností materiálů. Je založen na identifikaci elastických vln vznikajících při náhlé deformaci konstrukce při zatížení. Výsledné oscilace odcházejí od svého zdroje a jsou posílány přímo do senzoru, kde jsou transformovány na elektrické signály. Měří se speciálními přístroji. Poté se zobrazí zpracované informace. na základě tohonásledné posouzení stavu a chování struktury studovaných objektů.