Metody akustické emise pro diagnostiku ocelových konstrukcí

Akustická emise slouží ke zjišťování integrity materiálu, k detekci trhlin, ke sledování vzniku a rozvoje trhlin, k monitorování těsnosti systémů (úniky), k detekci materiálových vad tlakových zařízení či jednotlivých komponentů, k vyhodnocení fyzikálních procesů probíhajících v materiálu, ke sledování kritických míst tlakových nádob, potrubí a konstrukcí, ke sledování procesů při únavových materiálových zkouškách a destrukčních testech.

Obecné postupy pro sledování technického stavu konstrukcí

- Cíl a smysl diagnostických metod
Diagnostické metody umožňují stanovovat chování konstrukcí a určovat jejich technický stav na základě nedostatečného počtu informací o sledovaném objektu.



– Možnosti technické diagnostiky
a) Sledování měřitelných fyzikálních veličin za provozu (tlak, teplota, průtok, výkon apod.).
b) Sledování změn mechanických veličin jako důsledek provozních procesů (síla, deformace, napětí apod.).
c) Stanovení vlivu stárnutí konstrukcí a provozních zátěžných podmínek na degradaci materiálových vlastností (mez kluzu, mez pevnosti, mez pevnosti při tečení, tažnost, tvrdost, vrubová houževnatost apod.).

– Postupy provádění inspekcí
a) Periodické – četnost provádění inspekcí je stanovena normativními předpisy, zvyklostmi a také na základě provozních zkušeností.
b) Kontinuální (monitorování) – sledování stavu zařízení podává časově detailní návaznou informaci o chování objektu a jeho dílčích změnách s možností okamžitého zásahu resp. změny provozních podmínek včetně odstavení zařízení z provozu

– Dodatečné provozní měření mechanických veličin
S cílem ověření původních výpočtových metod pro dostatečnou pevnostní únosnost a životnost konstrukcí (měření úrovně namáhání, sil, deformací a jejich změny).

– Zpřesněné odhady životnosti konstrukcí po dané době provozu
Aplikace moderních metod lomové mechaniky a statistické přístupy odhadu zbytkové životnosti zařízení.

– Efektivní přístupy k zajištění bezpečnosti provozu konstrukcí

Na základě Risk Based Inspection (RBI) byl vyvolán:
     – zvyšujícími tlaky společnosti na bezpečnost průmyslových provozních jednotek,
     – vlivem tlaku trhu na snížení výrobních nákladů včetně nákladů na inspekce a  údržbu,
     – požadavky na prodloužení původní projektované životnosti dožitých konstrukcí,
     – zvyšujícími se parametry moderních výrobních celků včetně náročných komplexních inspekčních metod.

Jedním z principů RBI je odhad rizik a tomu odpovídající rozložení nákladů (prostředků) v čase. RBI - zavádí tři úrovně hodnocení: I. - nízké riziko, II. - střední riziko a III. - vysoké riziko. Těmto třem úrovním odpovídají adekvátní postupy inspekce.

Akustická emise – princip a definice
Akustická emise je transientní elastická vlna generovaná náhlým uvolněním energie z lokalizovaného zdroje v materiálu (viz obr. 2). Jde o defektoskopickou metodu na integrální detekování, lokalizaci a vyhodnocení materiálových vad a trhlin.
Principem metody je „odposlech“ a vyhodnocení procesů probíhajících v materiálu během zatěžování zařízení, tedy při tlakových zkouškách nebo za provozu. U sledovaného zařízení se na vytypovaná místa rozmístí snímací sondy (v případě horkého tělesa se na povrch navaří tzv. vlnovody procházející izolací a sonda se montuje na jejich konce). Sonda je přes předzesilovač signálu a koaxiální kabel připojena na analyzátor vln a řídicí počítač, umístěné v bezpečné vzdálenosti. Jako pomocná veličina je zaznamenáván tlak, případně teplota. Naměřená data jsou nahrávána do počítače k dalšímu zpracování (vyhodnocování).

– Aplikace metody akustické emise
• Hodnocení fyzikálních procesů probíhajících v materiálu
• Monitorování kritických míst tlakových nádob, mostů, potrubních uzlů
• Detekce materiálových vad tlakových nádob, mostů...
• Monitorování únavových a destrukčních procesů

– Oblasti použití:
Mosty, tlakové potrubní uzly, části tlakových potrubí, tlakové nádoby, zásobníky (kulové, tlakové), ocelové a betonové konstrukce, ventily, armatury, skladovací nádrže.

– Monitorování úniků
Monitorování kritických míst a monitorování netěsností ventilů.

– Možnosti použití:
Petrochemický průmysl, energetika, plynárenství, vodárenství a chemický průmysl.

– Výhody akustické emise

• vysoká citlivost
• detekce defektu v celém objemu testovaného objektu
• možnost trvalé instalace
• flexibilita aplikace
• možnost měření za provozu

Václav Svoboda, František Žemlička
Foto: Preditest

Preditest, s.r.o., Pod Višňovkou 1662/23, 140 00 Praha 4
tel.: 602 331 005, e-mail: svoboda@preditest.cz
www.preditest.cz

Publikováno: 27. 9. 2019 | Počet zobrazení: 1065 241