Akustická emise

Akustická emise (AE) je technická diagnostika založená na jevu vzniku a šíření elastických kmitů (akustických vln) v různých procesech, například při deformaci namáhaného materiálu, výronu plynů, kapalin, hoření a výbuchu atd. .

Jak to funguje

Základním principem diagnostiky inženýrských staveb a konstrukcí je pasivní sběr informací z různých zvukových (a ultrazvukových) senzorů , jejich lokalizace a zpracování pro následné určení zóny a stupně opotřebení konstrukce.

Nácvik použití

AE je důsledkem pohybu média, což umožňuje jeho využití pro diagnostiku procesů a materiálů [1] . Například kvantitativně je AE kritériem pro integritu materiálu, která je určena zvukovým zářením materiálu během jeho kontrolního zatížení.

Vliv akustické emise lze využít k detekci vzniku vnitřních defektů v počáteční fázi poruchy konstrukce. Může být také použit pro stanovení stupně seismického ohrožení geologických hornin, přičemž emise může být způsobena uměle [2] .

Metoda AE umožňuje studovat kinetiku procesů v nejranějších fázích mikrodeformace, dislokační nukleace a akumulace mikrodiskontinuit. Zhruba řečeno, každá trhlina jakoby „křičí“ o svém růstu. To umožňuje diagnostikovat samotný okamžik iniciace trhliny z doprovodného AE. Navíc pro každou již jadernou trhlinu existuje určitá kritická velikost v závislosti na vlastnostech materiálu [3] . Do této velikosti trhlina roste velmi pomalu (někdy i desítky let) obrovským množstvím malých diskrétních skoků doprovázených AE zářením. Poté, co trhlina dosáhne kritické velikosti , dojde ke katastrofálnímu selhání, protože jeho další růst je již rychlostí blízkou poloviční rychlosti zvuku ve stavebním materiálu. S pomocí speciálního vysoce citlivého zařízení a měřením v nejjednodušším případě intenzity dNa/dt (počet za jednotku času), jakož i celkového počtu AE aktů, Na, je možné experimentálně odhadnout rychlost růstu, trhliny délku a předpovědět blízkost zlomeniny z dat AE [3] .

Významné rozšíření možností AE metody diagnostiky dává aplikaci statistických metod pro analýzu toků náhodných událostí k ní [3] . To umožňuje zvýšit spolehlivost metody AE a kvantifikovat spolehlivost jejích výsledků [4] . V současné době je metoda AE již aktivně využívána v problematice monitorování a diagnostiky objektů jaderné energetiky, letectví, raketové a kosmické techniky, železniční dopravy a dalších kritických produktů.

Příklady provedení

1. Než se začne lámat, zatížená větev stromu vydává specifické vrzání, přičemž je pozorován náhlý pulz signálu AE; Pokud pak na větev nadále působí dostatečná zátěž, dochází k postupnému zhroucení a zároveň je slyšet zvuk ze shluku AE impulsů.
2. AE při spalování organických prášků v pevné fázi umožňuje diagnostikovat jak chemickou reakci, tak materiály z ní vyplývající.
3. AE se projevuje i v průběhu fyzikálně-chemických procesů v kapalinách, což umožňuje diagnostikovat parametry těchto procesů podle dat záření AE [3] .

Viz také

• Nebrzditelné ovládání

Poznámky

1. ↑ Bojko, 1991 , str. 204.
2. ↑ Greshnikov V. A., Drobot Yu. B. Akustická emise: aplikace pro testování materiálů a produktů. - Nakladatelství norem, 1976.
3. ↑ 1 2 3 4 Builo S. I. Fyzikálně-mechanické, statistické a chemické aspekty diagnostiky akustické emise . — Rostov n/a. : Z SFU, 2017. - 184 s. - ISBN 978-5-9275-2369-6 .
4. ↑ Buylo S. I., Buylo B. I., Chebakov M. I. Pravděpodobně-informační přístup k hodnocení spolehlivosti výsledků akustické emisní metody monitorování a diagnostiky // Defektoskopie. 2021. č. 5. S. 37-44. [Rus. J. NDT, 2021, roč. 57, č.p. 5, str. 375-382].

Odkazy

• G. A. Sobolev, A. V. Ponomarev, A. V. Koltsov, B. G. Salov, O. V. Babichev, V. A. Terentiev, A. V. Patonin, A. O. Mostrjukov „BUZENÍ AKUSTICKÝCH EMISÍ ELASTICKÝMI IMPULZY»
• Efektivní fyzika - kopie "akustické emise" z webového archivu

Literatura

• Boiko V. S., Garber R. I., Kosevich A. M. Reverzibilní plasticita krystalů. — M .: Nauka, 1991. — 280 s.
• Semashko NA, Shport VI, Maryin BN Akustická emise v experimentální materiálové vědě. - M.: Mashinostroenie, 2002.
• Sereznov A. N., Stepanova L. N., Kabanov S. I. et al. Kontrola akustických emisí konstrukcí letadel. - M .: Mashinostroenie / Mashinostroenie - Let. 2008. 440 s. ISBN 978-5-217-03410-9
• Sereznov A. N., Stepanova L. N., Ivliev V. V. a kol. Kontrola akustických emisí železničních staveb. - Novosibirsk: Věda. 2011. 272 ​​s. ISBN 978-5-02-018973-7
• Builo S. I. Fyzikálně-mechanické, statistické a chemické aspekty diagnostiky akustické emise. - Rostov n / a: Nakladatelství Jižní federální univerzity, 2017. - 184 s. ISBN 978-5-9275-2369-6