Comprendre l'émission acoustique
Définition : Qu'est-ce que l'émission acoustique ?
Émission acoustique L'émission acoustique (EA) est la génération d'ondes de contrainte élastiques transitoires dans les matériaux subissant une déformation, la propagation de fissures, le frottement ou d'autres modifications microstructurales irréversibles. Dans le cadre de la surveillance de l'état des machines, les tests d'EA utilisent des capteurs ultrasoniques sensibles (gamme de fréquences de 100 à 1000 kHz) pour détecter ces ondes de contrainte à haute fréquence, permettant ainsi une alerte précoce concernant les mécanismes d'endommagement actifs tels que la propagation de fissures ou la fatigue des roulements. écaillage, fissuration par corrosion sous contrainte, et des processus de friction qui seraient indétectables avec les méthodes conventionnelles vibration analyse.
L'émission acoustique (EA) est complémentaire à l'analyse vibratoire : tandis que l'analyse vibratoire détecte les mouvements mécaniques, l'EA détecte les dommages matériels à l'échelle microscopique, permettant souvent de déceler plus tôt les défaillances naissantes. Elle est particulièrement précieuse pour les équipements à basse vitesse, les appareils à pression et les structures où l'analyse vibratoire est difficile ou peu sensible aux modes de dégradation critiques.
Sources d'émission acoustique
Lié aux fissures
- Croissance des fissures : Chaque propagation incrémentale de fissure libère une onde de contrainte
- Ouverture/fermeture de fissure : Les fissures respiratoires génèrent des émissions
- Microfissuration : Petites fissures avant dommages visibles
- Sensibilité : Détecte l'activité des fissures des mois avant les changements de vibration.
Défauts de roulement
- Événements d'écaillage (détachement de matière)
- propagation des fissures de surface
- Contact et frottement des aspérités
- Détection plus précoce que l'analyse d'enveloppe dans certains cas
Friction et usure
- Émissions génératrices de contact glissant
- événements d'usure d'adhésif
- Défaillance de la lubrification
- Émissions continues provenant des vêtements actifs
Déformation du matériau
- Déformation plastique sous surcharge
- délaminage composite
- Rupture des fibres
Système de mesure
Capteurs AE
- Capteurs piézoélectriques résonants (100-1000 kHz)
- Monté sur une structure avec couplant
- Haute sensibilité aux ondes de contrainte ultrasonores
- Faible sensibilité aux vibrations audibles (filtrées)
Traitement du signal
- Préamplificateurs : Gain de 40 à 60 dB près du capteur
- Filtres : Le filtre passe-bande 100-1000 kHz élimine les vibrations basse fréquence
- Détection: Passage de seuil, comptage des impacts, mesure de l'énergie
- Analyse: Paramètres de l'événement (amplitude, durée, énergie, nombre de comptages)
Paramètres clés
- Nombre de coups : Nombre d'événements d'émission
- Énergie de l'événement : énergie du signal intégrée
- Niveau RMS : activité d'émission continue
- Distribution de l'amplitude : spectre de gravité des événements
Applications dans le domaine des machines
Surveillance des roulements
- Détection précoce des éclats (avant les symptômes de vibration)
- Évaluation de l'état de la lubrification
- Surveillance du frottement et de l'usure
- Complémentaire à l'évaluation par vibration pour une analyse complète
Détection de fissures
- surveillance active de la propagation des fissures
- Intégrité des récipients sous pression
- Inspection des soudures
- Surveillance de l'intégrité structurelle
État des engrenages et des accouplements
- qualité du contact dentaire
- Adéquation de la lubrification
- Progression de l'usure
- dégradation de l'élément de couplage
Équipement à basse vitesse
- Là où l'analyse vibratoire conventionnelle est faible (< 100 tr/min)
- L'AE n'est pas dépendant de la vitesse
- Efficace à toutes les vitesses, y compris zéro.
Avantages
Haute sensibilité
- Détecte les dommages à un niveau microscopique
- Alerte plus précoce que les vibrations
- Sensible aux processus de dommages actifs
Localisation de la source
- Plusieurs capteurs peuvent trianguler la source d'émission acoustique.
- Identifie quel composant se dégrade
- Utile dans les assemblages complexes
Indépendance de la vitesse
- Fonctionne à toutes les vitesses, y compris à l'arrêt.
- Essais de récipients sous pression (sans rotation)
- Roulements à très basse vitesse
Limites
Complexité
- Équipement spécialisé et expertise requis
- Interprétation complexe des signaux
- interférence de bruit de fond
- Pas un simple seuil comme les vibrations
Pénétration limitée
- Les ondes à haute fréquence s'atténuent rapidement
- Les capteurs doivent être relativement proches de la source.
- Les grandes structures peuvent nécessiter de nombreux capteurs
sensibilité environnementale
- Le bruit électrique peut interférer
- Les impacts mécaniques créent de faux signaux
- Nécessite un environnement calme
Intégration avec l'analyse des vibrations
Technologies complémentaires
- AE pour la détection précoce des dommages microscopiques
- Vibration pour condition mécanique macroscopique
- Ensemble, ils forment une image complète.
Confirmation
- AE indique un dommage actif
- Les vibrations confirment la gravité et identifient le défaut spécifique.
- La confiance combinée est supérieure à chacune des deux prises individuellement.
L'émission acoustique offre des capacités uniques de détection précoce des ondes de contrainte ultrasonores issues de la dégradation et de la déformation des matériaux. Bien qu'elle nécessite un équipement spécialisé et une expertise pointue, l'analyse par émission acoustique complète l'analyse vibratoire conventionnelle en identifiant les dommages actifs à l'échelle microscopique avant même l'apparition de modifications vibratoires macroscopiques. Ceci permet une intervention aussi précoce que possible sur les composants sensibles aux fissures et les équipements fonctionnant à basse vitesse.
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