Akustické emisie z potrubí

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Akustická emisia potrubí je výskyt a šírenie elastických vibrácií v procese deformácie skúmanej konštrukcie. Kvantitatívne pôsobí ako indikátor celistvosti materiálu pri rôznom zaťažení. Testovanie akustických emisií sa môže použiť na zistenie defektov v počiatočnom štádiu zlyhania konštrukcie. Hlavnou diagnostickou metódou je pasívny zber informácií a ich následné spracovanie.

Všeobecné charakteristiky

Akustická emisia sa používa na detekciu a stanovenie súradníc, sledovanie zdrojov deformácií na povrchoch alebo v objeme stien, zvarových spojov a konštrukčných prvkov. Diagnostika sa vykonáva len vtedy, keď sa vytvorí stresový stav. Iniciuje prácu zdrojov vibrácií v objekte. K akustickej emisii dochádza pri vystavení tlaku, sile, teplotnému poľu atď. Výber konkrétneho zaťaženia je určený konštrukčnými prvkami, podmienkami, v ktorých sa používa, a špecifikami testov.

Metóda akustickej emisie

Prepri stanovení indexu spoľahlivosti konštrukcie sa kontrolujú jej parametre a vlastnosti, pri ktorých by nemala byť narušená jej celistvosť a vhodnosť na použitie a prevádzku. Tradičné metódy (ultrazvuk, vírivé prúdy, žiarenie a iné v praxi obľúbené) umožňujú identifikovať geometrické nehomogenity vyžarovaním určitej energie do štruktúry objektu. Akustická emisia naznačuje iný prístup. V prvom rade samotný materiál pôsobí ako zdroj signálu a nie ako vonkajší objekt, pretože ide o pasívnu metódu overovania a nie aktívnu, ako je uvedené vyššie. Akustická emisia navyše umožňuje odhaliť nie statické nehomogenity, ale pohyb defektu. V súlade s tým môže byť použitý na identifikáciu vznikajúceho, a teda najnebezpečnejšieho poškodenia. Táto metóda umožňuje rýchlo odhaliť rast malých prasklín, úniky tekutín alebo plynov, poruchy a iné procesy, ktoré spôsobujú vznik a šírenie vibrácií.

Nuance

Z teoretického a praktického hľadiska je každá chyba schopná produkovať svoj vlastný signál. Dokáže prekonať pomerne veľké vzdialenosti (niekoľko desiatok metrov), kým ho nezachytí snímač akustickej emisie. Navyše, deštrukciu možno odhaliť nielen na diaľku. Poruchy sa zisťujú aj výpočtom rozdielu v čase príchodu vĺn k zachytávacím senzorom umiestneným v rôznych oblastiach. Rast trhlín, delaminácia, lom inklúzií, trenie, korózia, únik kvapaliny/plynu sú príklady procesov, ktorévytvárajúce vibrácie, ktoré je možné zistiť a efektívne vyšetriť.

Funkcie

Hlavné výhody metódy oproti tradičným metódam nedeštruktívneho testovania sú:

1. Integrita. Spočíva v tom, že pomocou jedného meniča akustickej emisie, pevne namontovaného na povrchu konštrukcie, je možné kontrolovať celú konštrukciu. Táto vlastnosť je obzvlášť dôležitá pri štúdiu ťažko dostupných alebo neprístupných oblastí.
2. Nie je potrebná starostlivá príprava povrchu skúmaného objektu. Z toho vyplýva, že samotný proces kontroly, ako aj jeho výsledky nebudú závisieť od stavu konštrukcie a kvality jej spracovania. Ak existuje izolačný kryt, mal by byť odstránený iba v oblastiach, kde sú nainštalované zachytávacie zariadenia.



3. Identifikácia a registrácia iba vyvíjajúceho sa ničenia. To umožňuje klasifikovať chyby nie podľa ich veľkosti alebo iných nepriamych ukazovateľov (poloha, tvar, orientácia), ale podľa úrovne ich nebezpečnosti (stupeň vplyvu na pevnosť predmetu).
4. Vysoký výkon. Je mnohonásobne vyššia ako zodpovedajúce ukazovatele pre tradičné (rádiografické, ultrazvukové, magnetické, vírivé prúdy atď.) metódy kontroly.
5. Vzdialenosť. Testovanie pevnosti objektu sa môže vykonávať v značnej vzdialenosti od operátora. Táto vlastnosť umožňuje aplikovať metódu pri monitorovaní stavu veľkých, obzvlášť nebezpečných, rozšírených stavieb bezvyraďovanie z prevádzky a ohrozenie personálu.

Ďalšou výhodou je možnosť monitorovať rôzne technické procesy a vyhodnocovať stav konštrukcie v aktuálnom časovom režime. To vám umožní zabrániť náhodnému zničeniu objektu. Treba tiež poznamenať, že metóda akustickej emisie optimálne kombinuje kvalitatívne a nákladové parametre.

Extra

Riadenie pomocou akustickej emisie poskytuje obrovské množstvo informácií, umožňuje vám rýchlo upraviť a predĺžiť prevádzkový cyklus kritických priemyselných inštalácií s minimálnymi nákladmi. Výsledky vykonaných kontrol sa využívajú pri predpovedaní náhodných škôd. Tento spôsob riadenia je možné využiť pri štúdiu rôznych vlastností materiálov, štruktúr, látok. Dnes bez jeho využitia nie je možné vytvoriť a spoľahlivú prevádzku mnohých kritických priemyselných zariadení.

Nevýhody

Metóda akustickej emisie má aj určité nevýhody. Hlavnou nevýhodou je zložitosť dešifrovania ukazovateľov získaných počas overovania. Táto nevýhoda výrazne obmedzuje široké uplatnenie metódy v praxi. Zložitosť je spôsobená tým, že vlnové procesy pri akustickej emisii sú superponované takzvanými parazitnými indikátormi viacnásobne odrazeného hluku, vĺn z prevádzky zariadenia, ložného objektu a prostredia. Použitie ochranných systémov a rôznych filtrov umožňujelen čiastočne znížiť vplyv. Za nevýhodu sa navyše považuje jedinečnosť vybavenia použitého pri ovládaní. V priemysle sa nevyrába sériovo. Zabraňuje tiež rozšíreniu metódy mimo oblasť experimentálneho použitia.

Oblasti použitia

Ako je uvedené vyššie, v súčasnosti metódu akustickej emisie využívajú rôzne podniky pôsobiace v rôznych ekonomických odvetviach. Medzi hlavné patria:

1. Chemický a ropný a plynárenský priemysel.
2. Metalurgia a výroba rúr.
3. Tepelná a jadrová energetika.
4. Železničná doprava.
5. Letecký a vesmírny komplex.

Túto metódu široko používajú podniky pracujúce so zdvíhacími, mostnými konštrukciami, betónovými a železobetónovými konštrukciami.

Záver

Metóda akustickej emisie sa dnes považuje za jeden z najefektívnejších spôsobov vykonávania nedeštruktívneho testovania a hodnotenia stavu a vlastností materiálov. Je založená na identifikácii elastických vĺn vznikajúcich pri náhlej deformácii konštrukcie pri zaťažení. Výsledné oscilácie odchádzajú od svojho zdroja a sú odosielané priamo do snímača, kde sú transformované na elektrické signály. Meria sa špeciálnymi prístrojmi. Potom sa zobrazia spracované informácie. Na základe tohonásledné posúdenie stavu a správania sa štruktúry skúmaných objektov.