Emisje akustyczne z rurociągów

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Emisja akustyczna rurociągów to występowanie i propagacja drgań sprężystych w procesie deformacji badanej konstrukcji. Ilościowo działa jako wskaźnik integralności materiału pod różnymi obciążeniami. Testy emisji akustycznej mogą być wykorzystywane do wykrywania defektów na początkowym etapie uszkodzenia konstrukcji. Główną metodą diagnostyczną jest pasywne zbieranie informacji i ich późniejsze przetwarzanie.

Charakterystyka ogólna

Emisja akustyczna służy do wykrywania i ustalania współrzędnych, monitorowania źródeł deformacji na powierzchniach lub w objętości ścian, połączeń spawanych i elementów konstrukcyjnych. Diagnostyka jest wykonywana tylko wtedy, gdy tworzony jest stan naprężenia. Inicjuje pracę źródeł drgań w obiekcie. Emisja akustyczna występuje pod wpływem ciśnienia, siły, pola temperatury i tak dalej. Wybór konkretnego obciążenia zależy od cech konstrukcyjnych, warunków, w jakich jest ono używane, oraz specyfiki testów.

Metoda emisji akustycznej

Zaokreślając wskaźnik niezawodności konstrukcji, sprawdza się jej parametry i właściwości, w których nie należy naruszać jej integralności oraz przydatności do użytkowania i eksploatacji. Tradycyjne metody (ultradźwiękowe, prądy wirowe, promieniowanie i inne popularne w praktyce) umożliwiają identyfikację niejednorodności geometrycznych poprzez emisję określonej energii w strukturę obiektu. Emisja akustyczna sugeruje inne podejście. Przede wszystkim sam materiał działa jako źródło sygnału, a nie obiekt zewnętrzny, ponieważ jest to pasywna metoda weryfikacji, a nie aktywna, jak wskazano powyżej. Dodatkowo emisja akustyczna umożliwia wykrycie nie statycznych niejednorodności, ale ruch wady. W związku z tym można go wykorzystać do identyfikacji rozwijających się, a zatem najniebezpieczniejszych uszkodzeń. Metoda ta pozwala na szybkie wykrycie rozwoju małych pęknięć, wycieków cieczy lub gazu, usterek i innych procesów powodujących powstawanie i propagację drgań.

Nuanse

W ujęciu teoretycznym i praktycznym każda wada może wytworzyć własny sygnał. Potrafi pokonywać dość duże odległości (kilkadziesiąt metrów), dopóki nie zostanie wykryty przez czujnik emisji akustycznej. Co więcej, zniszczenia można wykryć nie tylko na odległość. Wady ustala się również, obliczając różnicę w czasie nadejścia fal do czujników wychwytujących znajdujących się w różnych obszarach. Pęknięcia, rozwarstwienie, pękanie wtrąceń, tarcie, korozja, wyciek cieczy/gazu to przykłady procesów, które:wytwarzające wibracje, które można wykryć i skutecznie zbadać.

Funkcje

Główne zalety metody nad tradycyjnymi metodami badań nieniszczących to:

1. Integralność. Polega ona na tym, że za pomocą jednego przetwornika emisji akustycznej, zamocowanego na stałe na powierzchni konstrukcji, możliwe jest sprawdzenie całej konstrukcji. Ta właściwość jest szczególnie istotna podczas badania trudno dostępnych lub niedostępnych obszarów.
2. Nie ma potrzeby starannego przygotowania powierzchni badanego obiektu. Wynika z tego, że sam proces kontroli, a także jego wyniki nie będą zależeć od stanu konstrukcji i jakości jej obróbki. Jeśli istnieje osłona izolacyjna, należy ją zdjąć tylko w miejscach, w których zainstalowane są urządzenia odcinające.



3. Identyfikacja i rejestracja tylko rozwijających się zniszczeń. Umożliwia to klasyfikację defektów nie według ich wielkości lub innych pośrednich wskaźników (położenie, kształt, orientacja), ale według poziomu ich zagrożenia (stopień wpływu na wytrzymałość obiektu).
4. Wysoka wydajność. Jest wielokrotnie wyższa niż odpowiednie wskaźniki dla tradycyjnych (radiograficznych, ultradźwiękowych, magnetycznych, prądów wirowych) metod kontroli.
5. Odległość. Badanie wytrzymałości przedmiotu można przeprowadzić w znacznej odległości od operatora. Cecha ta umożliwia zastosowanie tej metody do monitorowania stanu wielkogabarytowych, szczególnie niebezpiecznych, rozbudowanych konstrukcji bez:likwidacja i zagrożenia dla personelu.

Kolejną zaletą jest możliwość monitorowania różnych procesów technicznych i oceny stanu konstrukcji w trybie bieżącego czasu. Pozwala to zapobiec przypadkowemu zniszczeniu obiektu. Należy również zauważyć, że metoda emisji akustycznej optymalnie łączy parametry jakościowe i kosztowe.

Dodatkowe

Sterowanie z wykorzystaniem emisji akustycznej zapewnia ogromną ilość informacji, pozwala szybko dostosować i wydłużyć cykl pracy krytycznych instalacji przemysłowych przy minimalnych kosztach. Wyniki przeprowadzonych kontroli służą do przewidywania uszkodzeń przypadkowych. Ta metoda kontroli może być stosowana w badaniu różnych właściwości materiałów, struktur, substancji. Dziś bez jego użycia niemożliwe jest stworzenie, a także niezawodne działanie wielu krytycznych obiektów przemysłowych.

Wady

Metoda emisji akustycznej ma również pewne wady. Główną wadą jest złożoność rozszyfrowania wskaźników uzyskanych podczas weryfikacji. Ta wada znacznie ogranicza szerokie zastosowanie metody w praktyce. Złożoność wynika z faktu, że na procesy falowe podczas emisji akustycznej nakładają się tzw. pasożytnicze wskaźniki szumu wielokrotnie odbitego, fale pochodzące z pracy sprzętu, ładowanego obiektu i otoczenia. Zastosowanie systemów ochrony i różnych filtrów pozwalatylko częściowo zredukować wpływ. Dodatkowo wadą jest unikalność sprzętu zastosowanego w sterowaniu. W przemyśle nie jest produkowany masowo. Zapobiega to również wykroczeniu metody poza obszar zastosowań eksperymentalnych.

Obszary zastosowań

Jak wspomniano powyżej, obecnie metoda emisji akustycznej jest wykorzystywana przez różne przedsiębiorstwa działające w różnych sektorach gospodarki. Najważniejsze z nich to:

1. Przemysł chemiczny i naftowo-gazowy.
2. Metalurgia i produkcja rur.
3. Energetyka cieplna i jądrowa.
4. Transport kolejowy.
5. Kompleks lotniczo-kosmiczny.

Metoda jest szeroko stosowana przez przedsiębiorstwa pracujące przy dźwigach, konstrukcjach mostowych, konstrukcjach betonowych i żelbetowych.

Wniosek

Metoda emisji akustycznej jest obecnie uważana za jeden z najskuteczniejszych sposobów wykonywania badań nieniszczących oraz oceny stanu i właściwości materiałów. Polega na identyfikacji fal sprężystych powstających w przypadku nagłego odkształcenia konstrukcji pod obciążeniem. Powstające oscylacje odbiegają od źródła i są przesyłane bezpośrednio do czujnika, gdzie są przekształcane na sygnały elektryczne. Mierzy się je za pomocą specjalnych urządzeń. Następnie wyświetlane są przetworzone informacje. Na jej podstawiepóźniejsza ocena stanu i zachowania struktury badanych obiektów.