Akustinės emisijos supratimas
Apibrėžimas: Kas yra akustinė emisija?
Akustinė emisija (AE) – tai trumpalaikių tampriųjų įtempių bangų susidarymas medžiagose, kurios deformuojasi, plinta įtrūkimai, trinasi arba patiria kitus negrįžtamus mikrostruktūrinius pokyčius. Mašinų būklės stebėjimo metu AE bandymams naudojami jautrūs ultragarsiniai jutikliai (100–1000 kHz dažnių diapazonas), kad aptiktų šias aukšto dažnio įtempių bangas ir iš anksto įspėtų apie aktyvius pažeidimo mechanizmus, tokius kaip įtrūkimų augimas, guolių deformacija. pleiskanojimas, įtempių korozijos įtrūkimai, ir trinties procesus, kurie nebūtų aptinkami įprastiniais vibracija analizė.
AE papildo vibracijos analizę: vibracija aptinka mechaninį judėjimą, o AE aptinka medžiagų pažeidimus mikroskopiniu lygmeniu, dažnai anksčiau įspėdama apie besiformuojančius gedimus. Tai ypač vertinga lėtai veikiančiai įrangai, slėginiams indams ir konstrukcijoms, kur vibracijos analizė yra sudėtinga arba nejautri kritiniams pažeidimo režimams.
Akustinės emisijos šaltiniai
Su įtrūkimais susiję
- Įtrūkimų augimas: Kiekvienas laipsniškas įtrūkimo išplėtimas išskiria įtempių bangą
- Įtrūkimo atidarymas / uždarymas: Kvėpuojantys įtrūkimai generuoja emisijas
- Mikroįtrūkimai: Maži įtrūkimai prieš matomus pažeidimus
- Jautrumas: Aptinka įtrūkimų aktyvumą mėnesiais anksčiau nei keičiasi vibracija
Guolių defektai
- Atšokimas (medžiagos atšokimas)
- Paviršiaus įtrūkimų plitimas
- Šiurkštumo kontaktas ir trintis
- Kai kuriais atvejais aptikimas ankstesnis nei apvalkalo analizė
Trintis ir dilimas
- Slydimo kontaktas, generuojantis emisijas
- Klijų susidėvėjimo įvykiai
- Tepimo suskirstymas
- Nuolatinis aktyvios aprangos išmetamųjų teršalų kiekis
Medžiagos deformacija
- Plastinė deformacija esant perkrovai
- Kompozitų delaminacija
- Pluošto lūžis
Matavimo sistema
AE jutikliai
- Rezonansiniai pjezoelektriniai jutikliai (100–1000 kHz)
- Tvirtinamas prie konstrukcijos su jungtimi
- Didelis jautrumas ultragarsinėms įtempimo bangoms
- Mažas jautrumas girdimajai vibracijai (išfiltruojama)
Signalų apdorojimas
- Išankstiniai stiprintuvai: 40–60 dB stiprinimas šalia jutiklio
- Filtrai: 100–1000 kHz dažnių juosta pašalina žemo dažnio vibraciją
- Aptikimas: Slenksčio peržengimas, smūgių skaičiavimas, energijos matavimas
- Analizė: Įvykio parametrai (amplitudė, trukmė, energija, skaičius)
Pagrindiniai parametrai
- Atvejų skaičius: Išmetimo įvykių skaičius
- Renginio energija: Integruota signalo energija
- RMS lygis: Nuolatinis emisijos aktyvumas
- Amplitudės pasiskirstymas: Įvykio sunkumo spektras
Taikymas mašinose
Guolių stebėjimas
- Ankstyvas taškymosi aptikimas (prieš vibracijos simptomus)
- Tepimo būklės įvertinimas
- Trinties ir nusidėvėjimo stebėjimas
- Papildoma vibracijos vertinimo priemonė
Įtrūkimų aptikimas
- Aktyvus įtrūkimų augimo stebėjimas
- Slėginio indo vientisumas
- Suvirinimo siūlių patikrinimas
- Struktūrinės sveikatos stebėsena
Pavarų ir movos būklė
- Dantų kontakto kokybė
- Tepimo pakankamumas
- Dėvėjimo progresavimas
- Sukabinimo elemento degradacija
Mažo greičio įranga
- Kai įprastinė vibracijos analizė yra silpna (< 100 aps./min.)
- AE nepriklauso nuo greičio
- Efektyvus bet kokiu greičiu, įskaitant nulį
Privalumai
Didelis jautrumas
- Aptinka pažeidimus mikroskopiniu lygmeniu
- Ankstesnis įspėjimas nei vibracija
- Jautrus aktyviems pažeidimo procesams
Šaltinio lokalizacija
- Keli jutikliai gali trianguliuoti AE šaltinį
- Nustato, kuris komponentas degraduoja
- Naudinga sudėtinguose mazguose
Greičio nepriklausomybė
- Veikia bet kokiu greičiu, įskaitant stovint
- Slėginio indo bandymas (be sukimosi)
- Labai mažo greičio guoliai
Apribojimai
Sudėtingumas
- Reikalinga specializuota įranga ir patirtis
- Sudėtingas signalų aiškinimas
- Fono triukšmo trukdžiai
- Ne paprastas, pagrįstas slenksčiu, kaip vibracija
Ribotas įsiskverbimas
- Aukšto dažnio bangos greitai silpnėja
- Jutikliai turi būti gana arti šaltinio
- Didelėms konstrukcijoms gali prireikti daug jutiklių
Aplinkos jautrumas
- Elektrinis triukšmas gali trukdyti
- Mechaniniai smūgiai sukuria klaidingus signalus
- Reikalinga rami aplinka
Integracija su vibracijos analize
Papildomos technologijos
- AE ankstyvam mikroskopinių pažeidimų aptikimui
- Vibracija dėl makroskopinės mechaninės būklės
- Kartu pateikiame pilną vaizdą
Patvirtinimas
- AE rodo aktyvią žalą
- Vibracija patvirtina gedimo sunkumą ir nustato konkretų gedimą
- Bendras pasitikėjimas didesnis nei kiekvienas atskirai
Akustinė emisija suteikia unikalias ankstyvojo perspėjimo galimybes, aptikdama ultragarsines įtempio bangas, atsirandančias dėl medžiagų pažeidimų ir deformacijos procesų. Nors AE bandymams reikalinga specializuota įranga ir patirtis, jie papildo įprastinę vibracijos analizę, nustatydami aktyvius pažeidimus mikroskopiniu lygmeniu prieš įvykstant makroskopiniams vibracijos pokyčiams, taip sudarydami sąlygas kuo anksčiau įsikišti į įtrūkimams jautrių komponentų ir lėtai veikiančios įrangos atvejus.