آکوستیک امیشن
در پاسخ به سوال آکوستیک امیشن چیست باید بگوییم تکنیکی است که موج الاستیکی که در اثر ایجاد عیب در مقیاس میکرو تولید می‌شود را ردیابی می‌کند و پدیده شکست را آنالیز می‌کند. آکوستیک امیشن یک روش تشخیص دینامیک است و میتواند ناپیوستگی‌ها را در یک سازه نشان دهد. تست آکوستیک امیشن (AET) برای بازرسی و نظارت بر خطوط لوله، مخازن تحت فشار، مخازن ذخیره، پل ها و انواع اجزای کامپوزیت استفاده می‌شود. هنگامی که یک سازه تحت یک محرک خارجی (تغییر فشار، بار یا دما) قرار می‌گیرد، منابع محلی باعث آزاد شدن انرژی به شکل امواج می‌شوند. این امواج به سطح برخورد کرده و توسط سنسورها ثبت می‌شوند.
در بسیاری از خرابی‌های ناگهانی اخیر مشخص شده‌است که یک عیب میکرو میتواند منجر به حوادث جبران ناپذیری گردد. بنابراین به کارگیری روش تشخیص عیب ساختاری اجتناب ناپذیر است. این آزمون به عنوان روشی سنتی برای پیشگویی شکست و ریزش سنگ در معادن شناخته می‌شود ولی بیشترین توجهات به آن از زمانی که جهت تست فشار در موشک Polaris در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت معطوف گردید. بعدها این آزمون به عنوان یک تست غیر مخرب جهت بازرسی مخازن و پایش وضعیت سازه گسترش یافت و شناخته شد. در سال‌های اخیر کاربرد این آزمون از فلزات و مهندسی مکانیک به سمت مهندسی ساختمان و شیمی نیز گسترش یافته‌است. برخی از کاربردهای تکنیک آزمون آکوستیک امیشن در جدول زیر معرفی شده است :
زمانی که یک نیروی خارجی بر جسم جامد وارد می‌شود، ماده تغییر شکل می‌دهد. این نیرو با توجه به جسم و ابعاد ماده میتواند منجر به تغییر شکل الاستیک یا پلاستیک گردد. وقتی یک جسم جامد تغییر شکل داده یا ترک بخورد بیشتر انرژی کرنشی را مصرف نموده است. لذا باقیمانده انرژی خود را به صورت حرارت یا صدا نشان می‌دهد. پدیده ای که به صورت صوت و در اثر آزاد شدن انرژی ذخیره شده در ماده ایجاد می‌شود آکوستیک امیشن است که در واقع همان پدیده‌ای است که اغلب به عنوان فریاد مواد تحت تنش از آن یاد می‌شود.
تشکیل آکوستیک امیشن به دلیل آزاد شدن انرژی کرنش
آکوستیک امیشن چیست ؟
صوت که پدیده آزاد شدن انرژی در هواست در اصل در اثر ترک موج الاستیک در ماده تولید شده و منتشر می‌شود. این پدیده شبیه به یک زلزله است. در واقع از آکوستیک امیشن میتوان به عنوان یک میکرو زلزله در مواد جامد یاد کرد. به صورت خلاصه آکوستیک امیشن به عنوان یک پدیده که در آن انرژی انباشته شده در جسم جامد به دلیل تغییر شکل یا ایجاد ترک منجر به ایجاد موج الاستیک می‌گردد تعریف می‌گردد. امواج آکوستیک امیشن معمولا توسط سنسورهایی که در سطح ماده متصل می‌گردد ردیابی می‌شود.
آکوستیک امیشن به دو دلیل برخلاف سایر تکنیک‌های تست غیر مخرب (NDT) است. اولین تفاوت مربوط به مبدأ سیگنال است. به جای تأمین انرژی برای جسم مورد بررسی، AET صرفاً به انرژی آزاد شده توسط جسم گوش می دهد. آزمایش‌های AE اغلب در حین کار بر روی سازه‌ها انجام می‌شود، زیرا این کار بارگذاری کافی را برای انتشار عیوب و ایجاد انتشارات صوتی فراهم می‌کند.
تفاوت دوم این است که AET با تغییرات در یک ماده سروکار دارد. زیرا فقط ویژگی‌های فعال (به عنوان مثال رشد ترک) مورد توجه هستند. با این حال، اگر بارگذاری به اندازه کافی زیاد نباشد که باعث ایجاد یک رویداد صوتی شود، ممکن است نقص ها به طور کامل شناسایی نشوند.
تشکیل و ردیابی امواج آکوستیک امیشن (AE)
شکست بلافاصله اتفاق نمی‌افتد بلکه به طور کلی در مقیاس میکرو آزاد‌شده و پس از تجمع تدریجی ترک ها، شکست ظاهر می‌شود. با استفاده از آزمون آکوستیک امیشن میتوان با پایش و بررسی سازه‌ها، تشکیل هرنوع ترک را ردیابی نموده و مانع از گسترش ترک و خرابی‌های وسیع گردید.
کاربرد آزمون آکوستیک امیشن (AE)
مقایسه آزمون اولتراسونیک و آکوستیک امیشن
آزمون اولتراسونیک و آکوستیک امیشن بر اساس استفاده از امواج الاستیک استوار است ولی نقطه تفاوت اصلی آنها در آن است که در آزمون اولتراسونیک موج بازگشتی از عیب (ترک) ردیابی می‌شود. ولی در آزمون آکوستیک امیشن عیب (ترک) با موج ایجادشده تنشی از خود عیب شناسایی می‌شود.
مقایسه آزمون UT(a) و AE(b)
منابع مختلفی میتواند ایجاد کننده سیگنال آکوستیک امیشن باشد. ترک، تغییر شکل و تغییر فاز، لغزش نابجایی‌ها و نشتی میتواند منبع سیگنال آکوستیک امیشن باشد.
منابع تشکیل آکوستیک امیشن – (a) ترک (b) تغییر شکل (c) لغزش (d) نشتی
دو نوع آکوستیک امیشن در فلزات وجود دارد:
- نوع اول : موج صوت با فرکانس بالا که در نوک ترک وقتی که ماده تا بیش از 75% تنش تسلیم خود تحت تنش قرارگیرد، منتشر می‌شود.
- نوع دوم : موج صوت با فرکانس بالا که در اثر گسیختگی در ماده در حین رشد ترک تحت شرایط نرمال عملکردی منتشر می‌شود.
انواع موج آکوستیک امیشن (AE) در فلزات
نوع یک : آکوستیک امیشن به عنوان یک روش جهت پایش وضعیت و مانیتورینگ در سازه های تحت فشار و حرارت جهت ردیابی رشد ترک در تنش های بالاتر از سطح تنش های نرمال استفاده می‌کند. به عنوان مثال مخازن کروی تحت فشار LPG که تا 110% فشار ماکزیمم کاری که در 12 ماه گذشته به آن وارد شده‌است، تحت بارگذاری قرار می‌گیرد.
نوع دو : آکوستیک امیشن ، جهت مانیتور آنلاین برای ردیابی ترک ها و عیوب شناخته شده/نشده مورد استفاده قرار می‌گیرد مانند ترک های خستگی در سازه های حرارتی.
AEاولیه و ثانویه
منبع آکوستیک امیشن چیست ؟
میتوان به دو گروه منبع متالوژیکی و منبع مکانیکی تقسیم بندی نمود:
انتشار آکوستیک ناشی از تغییر دینامیکی موضعی در ساختار مواد به دلیل ایجاد شکستگی و یا فرآیندهای تغییر شکل که اتفاق می‌افتد. انتشار آکوستیک مکانیکی – انتشار صوتی ناشی از یک ضربه، نشتی، اصطکاک یا سایر منابع با منشاء مکانیکی.
پایش آنلاین و کنترل از راه دور پل معلق
ارزیابی یکپارچه مخازن تحت فشار
پایش وضعیت و ارزیابی یکپارچه ستون پل بتونی
پایش از راه دور ریزش کوه
شناسایی و ارزیابی مشخصات شکست در نمونه های بتنی
پایش هواپیما حین تست سازه
ردیابی خوردگی و نشتی در کف مخازن
ردیابی نشتی در شیرها
