Akustilise emissiooni mõistmine
Definitsioon: Mis on akustiline emissioon?
Akustiline emissioon (AE) on mööduvate elastsete pingelainete teke materjalides, mis läbivad deformatsiooni, pragude leviku, hõõrdumise või muid pöördumatuid mikrostruktuurilisi muutusi. Masinate seisukorra jälgimisel kasutab AE testimine tundlikke ultraheliandureid (sagedusvahemik 100–1000 kHz), et tuvastada neid kõrgsageduslikke pingelaineid, andes varajase hoiatuse aktiivsete kahjustusmehhanismide, näiteks pragude kasvu, laagrite kahjustuste ja muude kahjustuste kohta. killumine, pingekorrosiooni pragunemine, ja hõõrdeprotsessid, mis tavapäraste meetoditega oleksid tuvastamatud vibratsioon analüüs.
AE täiendab vibratsioonianalüüsi: kui vibratsioon tuvastab mehaanilist liikumist, siis AE tuvastab materjalikahjustusi mikroskoopilisel tasandil, andes sageli varasemaid hoiatusi tekkivate rikete kohta. See on eriti väärtuslik aeglaselt töötavate seadmete, surveanumate ja konstruktsioonide puhul, kus vibratsioonianalüüs on keeruline või ei ole kriitiliste kahjustuste suhtes tundlik.
Akustilise emissiooni allikad
Pragudega seotud
- Pragude kasv: Iga prao järkjärguline laienemine vabastab pingelaine
- Prao avamine/sulgemine: Hingavad praod tekitavad heitmeid
- Mikropraod: Väikesed praod enne nähtavaid kahjustusi
- Tundlikkus: Tuvastab pragude aktiivsuse kuid enne vibratsiooni muutusi
Laagri defektid
- Materjali koorumine (koorumine)
- Pinna pragude levik
- Kareduskontakt ja hõõrdumine
- Mõnel juhul varasem tuvastamine kui ümbrikuanalüüs
Hõõrdumine ja kulumine
- Libisevad kontaktid tekitavad emissioone
- Liimkulumise sündmused
- Määrimise jaotus
- Aktiivsest kulumisest tingitud pidevad heitkogused
Materjali deformatsioon
- Plastiline deformatsioon ülekoormuse all
- Komposiidi delaminatsioon
- Kiudude purunemine
Mõõtesüsteem
AE-andurid
- Resonantsed piesoelektrilised andurid (100–1000 kHz)
- Paigaldatud konstruktsioonile haakeseadise abil
- Kõrge tundlikkus ultraheli pingelainete suhtes
- Madal tundlikkus kuuldava vibratsiooni suhtes (filtreeritud välja)
Signaalitöötlus
- Eelvõimendid: 40–60 dB võimendus sensori lähedal
- Filtrid: Ribalaius 100–1000 kHz eemaldab madalsagedusliku vibratsiooni
- Tuvastamine: Läve ületamine, löökide loendamine, energia mõõtmine
- Analüüs: Sündmuse parameetrid (amplituud, kestus, energia, loendused)
Põhiparameetrid
- Tabamuste arv: Heitejuhtumite arv
- Ürituse energia: Integreeritud signaalienergia
- RMS-tase: Pidev emissioonitegevus
- Amplituudi jaotus: Sündmuse raskusastme spekter
Rakendused masinates
Laagri jälgimine
- Varajane pritsmete tuvastamine (enne vibratsiooni sümptomeid)
- Määrimisseisundi hindamine
- Hõõrdumise ja kulumise jälgimine
- Täieliku hindamise täienduseks vibratsioonile
Pragude tuvastamine
- Aktiivne pragude kasvu jälgimine
- Surveanuma terviklikkus
- Keevisõmbluse kontroll
- Struktuurilise tervise jälgimine
Käigukasti ja haakeseadise seisukord
- Hambakontakti kvaliteet
- Piisava määrimise
- Kulumise progresseerumine
- Sidurielemendi lagunemine
Madala kiirusega seadmed
- Kui tavapärane vibratsioonianalüüs on nõrk (< 100 p/min)
- AE ei sõltu kiirusest
- Efektiivne igal kiirusel, kaasa arvatud nullkiirusel
Eelised
Kõrge tundlikkus
- Tuvastab kahjustused mikroskoopilisel tasandil
- Varasem hoiatus kui vibratsioon
- Tundlik aktiivsete kahjustusprotsesside suhtes
Allika lokaliseerimine
- Mitu andurit saavad AE allikat trianguleerida
- Tuvastab, milline komponent laguneb
- Kasulik keerukates koostudes
Kiiruse sõltumatus
- Töötab igal kiirusel, kaasa arvatud paigalseisul
- Surveanuma testimine (pöörlemiseta)
- Väga madala kiirusega laagrid
Piirangud
Keerukus
- Vajalik on spetsiaalne varustus ja oskusteave
- Kompleksne signaalide tõlgendamine
- Taustamüra häirimine
- Mitte lihtne läviväärtuspõhine nagu vibratsioon
Piiratud läbitungimine
- Kõrgsageduslikud lained nõrgenevad kiiresti
- Andurid peavad olema allikale suhteliselt lähedal
- Suured konstruktsioonid võivad vajada palju andureid
Keskkonnatundlikkus
- Elektriline müra võib häirida
- Mehaanilised löögid tekitavad valesignaale
- Vajab vaikset keskkonda
Integratsioon vibratsioonianalüüsiga
Täiendavad tehnoloogiad
- AE varajaseks mikroskoopiliste kahjustuste tuvastamiseks
- Vibratsioon makroskoopilise mehaanilise seisundi korral
- Koos annavad tervikliku pildi
Kinnitus
- AE näitab aktiivset kahjustust
- Vibratsioon kinnitab raskusastet ja tuvastab konkreetse vea
- Kombineeritud enesekindlus on suurem kui kumbki eraldi
Akustiline emissioon pakub ainulaadseid varajase hoiatamise võimalusi, tuvastades materjalikahjustustest ja deformatsiooniprotsessidest tulenevaid ultraheli pingelaineid. Kuigi see nõuab spetsiaalseid seadmeid ja oskusteavet, täiendab akustilise emissiooni testimine tavapärast vibratsioonianalüüsi, tuvastades aktiivsed kahjustused mikroskoopilisel tasandil enne makroskoopiliste vibratsioonimuutuste toimumist, võimaldades pragudele tundlike komponentide ja aeglase kiirusega seadmete puhul võimalikult vara sekkuda.