Akustisen emission ymmärtäminen
Määritelmä: Mitä on akustinen emissio?
Akustinen emissio (AE) on ohimenevien elastisten jännitysaaltojen syntymistä materiaaleissa, jotka läpikäyvät muodonmuutosta, halkeaman etenemistä, kitkaa tai muita peruuttamattomia mikrorakenteellisia muutoksia. Koneiden kunnonvalvonnassa AE-testauksessa käytetään herkkiä ultraääniantureita (100–1000 kHz:n taajuusalue) näiden korkeataajuisten jännitysaaltojen havaitsemiseksi, mikä antaa varhaisen varoituksen aktiivisista vauriomekanismeista, kuten halkeaman kasvusta, laakerivaurioista lohkeilu, jännityskorroosiohalkeilu, ja kitkaprosesseja, jotka eivät olisi havaittavissa tavanomaisilla tärinä analyysi.
AE täydentää värähtelyanalyysiä: värähtely havaitsee mekaanista liikettä, kun taas AE havaitsee materiaalivaurioita mikroskooppisella tasolla, mikä usein antaa aikaisempia varoitusmerkkejä kehittyvistä vioista. Se on erityisen arvokas hitaasti toimivissa laitteissa, paineastioissa ja rakenteissa, joissa värähtelyanalyysi on vaikeaa tai epäherkkää kriittisille vauriotyypeille.
Akustisen emission lähteet
Crack-aiheinen
- Halkeaman kasvu: Jokainen halkeaman laajeneminen vapauttaa jännitysaallon
- Halkeaman avaaminen/sulkeminen: Hengittävät halkeamat tuottavat päästöjä
- Mikrohalkeilu: Pieniä halkeamia ennen näkyviä vaurioita
- Herkkyys: Havaitsee halkeamien aktiivisuuden kuukausia ennen värähtelyn muutoksia
Laakeriviat
- lohkeilutapahtumat (materiaalin irtoaminen)
- Pinnan halkeaman eteneminen
- Karheuskosketus ja kitka
- Joissakin tapauksissa aikaisempi havaitseminen kuin vaippa-analyysi
Kitka ja kuluminen
- Liukuva kosketus tuottaa päästöjä
- Liimakulumistapahtumat
- Voitelun erittely
- Jatkuvat päästöt aktiivisesta kulumisesta
Materiaalin muodonmuutos
- Plastinen muodonmuutos ylikuormituksen alaisena
- Komposiittien delaminaatio
- Kuidun katkeaminen
Mittausjärjestelmä
AE-anturit
- Resonanssiset pietsosähköiset anturit (100–1000 kHz)
- Asennettu rakenteeseen kytkentäkappaleella
- Korkea herkkyys ultraäänistressiaalloille
- Alhainen herkkyys kuultavalle tärinälle (suodatettu pois)
Signaalinkäsittely
- Esivahvistimet: 40–60 dB:n vahvistus anturin lähellä
- Suodattimet: Kaistanpäästö 100–1000 kHz poistaa matalataajuisen värähtelyn
- Havaitseminen: Kynnyksen ylitys, osumien laskenta, energian mittaus
- Analyysi: Tapahtumaparametrit (amplitudi, kesto, energia, lukumäärät)
Keskeiset parametrit
- Osumien määrä: Päästötapahtumien lukumäärä
- Tapahtuman energia: Integroitu signaalienergia
- RMS-taso: Jatkuva päästöaktiivisuus
- Amplitudijakauma: Tapahtuman vakavuusasteikko
Sovellukset koneissa
Laakerien valvonta
- Varhainen lohkeilun havaitseminen (ennen tärinän oireita)
- Voitelun kunnon arviointi
- Kitkan ja kulumisen valvonta
- Täydentää tärinää täydellisen arvioinnin mahdollistamiseksi
Halkeamien havaitseminen
- Aktiivinen halkeamien kasvun seuranta
- Paineastian eheys
- Hitsaustarkastus
- Rakenteellisen terveyden seuranta
Vaihteiston ja kytkimen kunto
- Hammaskontaktin laatu
- Voitelun riittävyys
- Kulumisen eteneminen
- Kytkinelementin heikkeneminen
Hidasnopeuslaitteet
- Jos perinteinen värähtelyanalyysi on heikko (< 100 kierrosta minuutissa)
- AE ei ole nopeudesta riippuvainen
- Tehokas kaikilla nopeuksilla, myös nollalla
Edut
Korkea herkkyys
- Havaitsee vauriot mikroskooppisella tasolla
- Aikaisempi varoitus kuin tärinä
- Herkkä aktiivisille vaurioprosesseille
Lähteen lokalisointi
- Useat anturit voivat kolmiomittaa AE-lähteen
- Tunnistaa, mikä komponentti hajoaa
- Hyödyllinen monimutkaisissa kokoonpanoissa
Nopeusriippumattomuus
- Toimii millä tahansa nopeudella, myös paikallaan
- Paineastian testaus (ei rotaatiota)
- Erittäin hitaasti liikkuvat laakerit
Rajoitukset
Monimutkaisuus
- Vaaditaan erikoislaitteita ja asiantuntemusta
- Monimutkainen signaalien tulkinta
- Taustamelun häiriöt
- Ei yksinkertainen kynnysarvoihin perustuva kuten värähtely
Rajoitettu tunkeutuminen
- Korkeataajuiset aallot vaimenevat nopeasti
- Antureiden on oltava suhteellisen lähellä lähdettä
- Suuret rakenteet saattavat tarvita useita antureita
Ympäristöherkkyys
- Sähköinen kohina voi häiritä
- Mekaaniset iskut luovat vääriä signaaleja
- Edellyttää hiljaista ympäristöä
Integrointi värähtelyanalyysin kanssa
Täydentävät teknologiat
- AE mikroskooppisten vaurioiden varhaiseen havaitsemiseen
- Tärinä makroskooppisen mekaanisen tilan osalta
- Yhdessä antavat kokonaiskuvan
Vahvistus
- AE osoittaa aktiivista vauriota
- Tärinä vahvistaa vian vakavuuden ja tunnistaa vian spesifisen osan
- Yhdistetty luottamus on korkeampi kuin kumpikaan erikseen
Akustinen emissio tarjoaa ainutlaatuisia varhaisvaroitusominaisuuksia havaitsemalla materiaalivaurioista ja muodonmuutosprosesseista aiheutuvia ultraäänijännitysaaltoja. Vaikka akustinen emissio vaatii erikoislaitteita ja -asiantuntemusta, se täydentää perinteistä värähtelyanalyysiä tunnistamalla aktiiviset vauriot mikroskooppisella tasolla ennen makroskooppisia värähtelymuutoksia, mikä mahdollistaa mahdollisimman varhaisen puuttumisen halkeamille herkkiin komponentteihin ja hitaasti toimiviin laitteisiin.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 