تست نشرصوتی ( اکوستیک امیشن ) یک روش نوین و پیشرفته در زمینه تستهای غیر مخرب است. این روش در محدوده گستردهای از کاربردهای قابل استفاده NDT نظیر بازرسی مخازن تحت فشار فلزی، سیستمهای لوله کشی، راکتورها و غیره گسترش یافته است و از این روش میتوان برای تشخیص و موقعیت یابی عیوب مختلف در سازه های تحت بار و اجزای آنها استفاده کرد .
تخلیه سریع انرژی از یک منبع متمرکز در درون جسم باعث ایجاد امواج الاستیک گذرا و انتشار آنها در ماده میشود. این پدیده را اکوستیک امیشن مینامند. تست اکوستیک امیشن یک تکنیک غیر فعال است که پالسهای فراصوتی منتشر شده به وسیله منابع مختلف درون ماده را در لحظه وقوع آن تحلیل میکند و تفاوت اصلی آن با روشهایی مانند التراسونیک یا پرتونگاری نیز همین مطلب است. در حالی که در این دو روش برای به دست آوردن اطلاعات راجع به قطعه مورد نظر نیاز به اعمال انرژی خارجی است، در روش اکوستیک امیشن انرژی آزاد شده از ماده مورد نظر مرجعی برای کار بازرسی است . ابداع این روش به آقای Joseph Kaiser که در سال ۱۹۵۰ در انیستیتو متالورژی دانشگاه فنی مونیخ رسالهای تحت عنوان «بررسی رخداد موج صوتی در تستهای کششی» ارئه نمودند، نسبت داده شده است. به سبب این رساله و تحقیقات مستمر بعدی تا زمان فوت وی در سال ۱۹۵۸، دانشگاه فنی مونیخ به این تکنولوژی دست یافت. ادامه تحقیقات توسط مراکز مختلف در طول سالهای بعد منجر به توسعه تجاری و صنعتی این روش شده است.
کاربرد این روش تنها به بازرسی غیر مخرب قطعات، تجهیزات و سیستمهای مختلف محدود نمیشود و علاوه بر آن میتوان از آن برای تخمین عمر قطعات و تجهیزات بهره گرفت. همچنین از این روش میتوان برای آشکار سازی و مکان یابی تخلیه های جزئی ولتاژ در مبدلهای بزرگ، تحقیق و بررسی خصوصیات و مشخصات مواد، زمین شناسی و تحقیق میکرو ارتعاش ها استفاده کرد
اصول بازرسی به وسیله تست اکوستیک امیشن
نیروهای اعمال شده به قطعه باعث تحریک آن و ایجاد تنشهای مختلفی میشود. این تنشها باعث ایجاد منابعی میشود که امواج فراصوتی صادر میکنند. به حوادث فیزیکی که منجر به تولید اکوستیک امیشن شود اتفاق یا حادثه اکوستیک امیشن گفته میشود انتشار این امواج تا سطح قطعه یعنی جایی که سنسورها نصب شده اند ادامه مییابد و به وسیله سنسورها ثبت شده و به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میشود. به وقوع پیوستن اکوستیک امیشن و در نتیجه تولید سیگنالهای اکوستیک امیشن است را فعالیت اکوستیک امیشن مینامند. سیستم اکوستیک امیشن این سیگنالها را پردازش میکند و آنها را به بستههای اطلاعاتی تبدیل میکند. در نهایت اطلاعات آماری نظیر مشخصات و موقعیت منابع، محاسبه شده و به صورت نمودارهای گرافیکی و عددی نمایش داده میشود تا مورد تفسیر قرار گیرند.
تفاوت با روشهای دیگر :
تفاوت اکوستیک امیشن از بیشتر روشهای دیگر NDT در دو رابطه کلیدی بیان می شود :
- سیگنال اصلی آن در خود مواد وجود دارد نه منبع خارجی
- ردیابی های حرکت نشر صوتی در حالیکه بیشتر روشهای دیگر ناپیوستگی های هندسی موجود را ردیابی می کنند .
درتست محصول ، بازرسی AE برای چک کردن وکنترل جوشها ، اتصالات لحیمی ، عملیات فرم دهی…, استفاده می شود در حالت کلی بازرسی AE هنگامیکه فرآیند تنشهای ماده و تولیدات دائمی عیب وجود داشته باشد می تواند مطرح باشد.
تست های آکوستیک امیشن( AE) هم روی تجهیزات جدید و هم روی تجهیزات در حال سرویس انجام می شود . نوع کاربردها شامل ردیابی ترک ، خوردگی ، عیوب جوش و تردی ماده است .
تکنیکهای AE اغلب با ارزش هستند برای :
۱ – در مانیتورینگ فرآیند جوش
۲ – ردیابی ابزار تماسی و ابزار فرسایشی در جریان ماشینکاری اتوماتیک
۳ – ردیابی سایش و خسارت روغنکاری در تجهیزات دوار
۴ – ردیابی لقی قطعات و لقی ذرات
۵ – ردیابی و مانیتورینگ نشت و حفره
۶ – مانیتورینگ واکنشهای شیمیائی ، شامل فرآیندهای خوردگی ، تبدیل مایع به جامد و تبدیل فاز .
مزایا و محدودیتها
مزایا
- اساساً یک روش متمرکز و موضعی نیست و لزوماً نباید نزدیک منبع انتشار باشد. درمقایسه با روشهای دیگر حجم بالاتری را بررسی میکند و اغلب قادر به شناسایی عیوب در فواصل بیش از چندین متر تا سنسور است .
- در مقایسه با بیشتر روشهای NDT در تست اکوستیک امیشن ناپیوستگی خودش راه انداز انرژی است و قطعه خودش سیگنال ایجاد میکند .
- قادر به شناسایی عیوب بسیار ریز است و میتواند عیوب مختلفی را با ابعاد µm ۱ شناسایی کند .
- این روش قادر است یک سازه کامل را در شرایط عملیاتی آن ارزیابی کند و بازرسی درست در زمان رشد یک عیب و بلادرنگ انجام میشود. به همین دلیل میتوان از این روش برای مانیتورینگ پیوسته تجهیزات در زمان سرویس دهی استفاده کرد .
- بازرسی با سرعت بالایی انجام شده و نتایج ذخیره میشود. میتوان این نتایج را در بازرسیهای بعدی ارزیابی نمود .
- در این روش قابلیت بازرسی از راه دور قطعات و سیستمها وجود دارد و میتوان دادهها را به صورت کنترل از راه دور انتقا داد.
- ٫تست اکوستیک امیشن یک روش دینامیک است و حرکتها را شناسایی میکند در صورتی که سایر روشهای غیر مخرب ناپیوستگیهای هندسی را شناسایی میکنند .
- تست اکوستیک امیشن میتواند در تمامی مراحل بازرسی که شامل تست قبل از سرویس دهی و حین سرویس دهی است انجام شود .
- این روش نسبت به هندسه قطعات مورد تست حساسیت کمی دارد .
- نسبت عملکرد به هزینه در اکوستیک امیشن مناسب است .
- قادر به تست مشخصات و خصوصیات مواد است .
- تست اکوستیک امیشن قادر به بازرسی سطوح غیر قابل دسترس برای روشهای دیگر غیر مخرب است. از اینرو روش مناسبی برای بازرسی مواردی همچون سیستمهای لوله کشی دور از ساحل و یا صنایع خطرناکی مانند صنایع هستهای است .
- در مورد تجهیزاتی نظیر مخازن بزرگ و در مواردی که دلیلی برای بازرسی داخلی وجود ندارد، میتوان بدون باز کردن تجهیزات از این روش برای شناسایی و موقعیت یابی عیوبی مانند نشتی و خوردگی استفاده کرد .
محدودیتها
- عیوبی که نه رشد میکنند و نه حرکت میکنند، اکوستیک امیشن تولید نمیکنند و بنابراین نمیتوان آنها را شناسایی نمود .
- اکوستیک امیشن یک اتفاق منحصر به فرد است و در بارگذاری مشابه تکرار پذیر نمیباشد .
- سازه تحت تست امواج منتشر شده را تضعیف میکند. از این جهت برای اطمینان از نتایج بازرسی باید سنسورها در فواصل مناسبی نصب شوند .
- سیگنالهای شناسایی شده انرژی پایینی دارند که برای شناسایی آنها به تجهیزات الکترونیکی پیچیده و نسبتاً گران قیمتی نیاز است .
- اکوستیک امیشن میتواند در معرض نویزهای خارجی قرار بگیرد به طوری که نویز پس زمینه گاهی اوقات به سختی از سیگنالها تفکیک میشود .
- تست اکوستیک امیشن در مورد نویزهایی که از آستانه شناسایی فراتر میروند حساس است و آنها را نیز مانند سیگنالهای مفید اکوستیک پردازش میکند. در این صورت آستانه شناسایی باید افزایش یابد که آن هم به فاصله کمتر بین سنسورها و در نتیجه استفاده از سنسورها و کانالهای بیشتر منتهی میشود. در بالاتر از یک سطح نویز معین تست کارامدی خوبی ندارد .
- ملاک و معیاری برای ارزیابی به شکل دادههای متداول و موجود، در دردسترس نیست و دستهبندی و سنجش نتایج اکوستیک امیشن به شدت به دانش و تجربه عرضه کننده خدمات بستگی دارد.
