Comprensión de la emisión acústica
Definición: ¿Qué es la emisión acústica?
Emisión acústica La EA es la generación de ondas de tensión elásticas transitorias en materiales sometidos a deformación, propagación de grietas, fricción u otros cambios microestructurales irreversibles. En la monitorización del estado de la maquinaria, las pruebas de EA utilizan sensores ultrasónicos sensibles (rango de frecuencia de 100-1000 kHz) para detectar estas ondas de tensión de alta frecuencia, lo que proporciona una alerta temprana de mecanismos de daño activos, como el crecimiento de grietas y la rotura de cojinetes. desconchado, agrietamiento por corrosión bajo tensión, y procesos de fricción que serían indetectables con los métodos convencionales. vibración análisis.
La EA complementa el análisis de vibraciones: mientras que la vibración detecta el movimiento mecánico, la EA detecta daños materiales a nivel microscópico, lo que a menudo proporciona alertas tempranas de fallas en desarrollo. Es especialmente útil para equipos de baja velocidad, recipientes a presión y estructuras donde el análisis de vibraciones es difícil o insensible a los modos de daño críticos.
Fuentes de emisión acústica
Relacionado con el crack
- Crecimiento de grietas: Cada extensión incremental de la grieta libera una onda de tensión.
- Apertura/cierre de grietas: Las grietas respirables generan emisiones
- Microfisuras: Pequeñas grietas antes de daños visibles
- Sensibilidad: Detecta actividad de grietas meses antes de que cambie la vibración
Defectos de los cojinetes
- Eventos de desconchado (desprendimiento de material)
- Propagación de grietas superficiales
- Contacto y fricción de asperezas
- Detección más temprana que el análisis de la envolvente en algunos casos
Fricción y desgaste
- Contacto deslizante que genera emisiones
- Eventos de desgaste del adhesivo
- Avería de lubricación
- Emisiones continuas de la ropa deportiva
Deformación del material
- Deformación plástica bajo sobrecarga
- Delaminación compuesta
- Rotura de fibras
Sistema de medición
Sensores AE
- Sensores piezoeléctricos resonantes (100-1000 kHz)
- Montado sobre estructura con acoplador
- Alta sensibilidad a las ondas de estrés ultrasónicas
- Baja sensibilidad a la vibración audible (filtrada)
Procesamiento de señales
- Preamplificadores: Ganancia de 40-60 dB cerca del sensor
- Filtros: El paso de banda de 100 a 1000 kHz elimina la vibración de baja frecuencia
- Detección: Cruce de umbral, conteo de impactos, medición de energía
- Análisis: Parámetros del evento (amplitud, duración, energía, conteos)
Parámetros clave
- Número de visitas: Número de eventos de emisión
- Energía del evento: Energía de señal integrada
- Nivel RMS: Actividad de emisión continua
- Distribución de amplitud: Espectro de gravedad de eventos
Aplicaciones en maquinaria
Monitoreo de rodamientos
- Detección temprana de desconchados (antes de los síntomas de vibración)
- Evaluación del estado de lubricación
- Monitoreo de fricción y desgaste
- Complementario a la vibración para una evaluación completa
Detección de grietas
- Monitoreo activo del crecimiento de grietas
- Integridad de los recipientes a presión
- Inspección de soldadura
- Monitoreo de la salud estructural
Estado de engranajes y acoplamientos
- Calidad del contacto dental
- Adecuación de la lubricación
- Progresión del desgaste
- Degradación del elemento de acoplamiento
Equipo de baja velocidad
- Donde el análisis de vibraciones convencional es débil (<100 RPM)
- AE no dependiente de la velocidad
- Eficaz a cualquier velocidad, incluido el cero.
Ventajas
Alta sensibilidad
- Detecta daños a nivel microscópico
- Advertencia más temprana que la vibración
- Sensible a procesos de daño activos
Localización de fuentes
- Múltiples sensores pueden triangular la fuente de AE
- Identifica qué componente se está degradando
- Útil en ensamblajes complejos
Independencia de la velocidad
- Funciona a cualquier velocidad, incluso en posición estacionaria.
- Prueba de recipientes a presión (sin rotación)
- Cojinetes de muy baja velocidad
Limitaciones
Complejidad
- Se requiere equipo especializado y experiencia
- Interpretación de señales complejas
- Interferencia de ruido de fondo
- No se basa simplemente en umbrales como la vibración
Penetración limitada
- Las ondas de alta frecuencia se atenúan rápidamente
- Los sensores deben estar relativamente cerca de la fuente.
- Las estructuras grandes pueden necesitar muchos sensores
Sensibilidad ambiental
- El ruido eléctrico puede interferir
- Los impactos mecánicos crean señales falsas
- Requiere ambiente tranquilo
Integración con análisis de vibraciones
Tecnologías complementarias
- AE para la detección temprana de daños microscópicos
- Vibración para condiciones mecánicas macroscópicas
- Juntos proporcionan una imagen completa
Confirmación
- AE indica daño activo
- La vibración confirma la gravedad e identifica una falla específica
- La confianza combinada es mayor que la individual
La emisión acústica proporciona capacidades únicas de alerta temprana al detectar ondas ultrasónicas de tensión en procesos de daño y deformación del material. Si bien requiere equipo y experiencia especializados, las pruebas de EA complementan el análisis de vibraciones convencional al identificar daños activos a niveles microscópicos antes de que se produzcan cambios macroscópicos en la vibración, lo que permite una intervención temprana en componentes sensibles a grietas y equipos de baja velocidad.
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