تست نشرصوتی (Acoustic Emission (AE یک روش نوین و پیشرفته در زمینه تست‌های غیر مخرب است که به منظور بررسی شکل گیری و رشد نواقص درون قطعه به صورت دینامیکی مورد استفاده قرار می گیرد. 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 موقعیت‌یابی عیوب مختلف در سازه‌های تحت بار و اجزای آنها استفاده کرد.
آزمون آکوستیک امیشن یک تکنیک NDT است که بر تشخیص امواج تنش الاستیک تولید شده توسط آزاد شدن ناگهانی انرژی در ماده متکی است. این انرژی با انتشار یک نقص، ایجاد خوردگی و غیره در نتیجه اعمال تنش بر ساختار آزمایش شده، آزاد می‌شود. آزاد شدن سریع انرژی امواج الاستیکی را تولید می‌کند که از درون ماده به سطح سازه منتشر می‌شود.
سنسورهای پیزوالکتریک که بر روی سطح سازه نصب شده‌اند، این امواج را شناسایی و به سیگنالهای الکتریکی تبدیل می‌کنند. سیگنال‌ها از طریق سنسورها جمع‌آوری و داده برداری می‌شوند که می‌تواند ویژگی‌های مختلف و عیوب را برای هر سیگنال استخراج کند. ویژگیها، همراه با اطلاعات دیگر، به سیستم ارسال شده و در آن ذخیره می‌شوند.
تشخیص آکوستیک امیشن به ناپیوستگی‌های هندسی یا خواص مغناطیسی بستگی ندارد، تا جایی که امواج مربوطه به سنسورآکوستیک امیشن می‌رسند. بنابراین، این تکنیک را می‌توان مستقیماً روی مخازن فوالدی زنگ نزن به کار برد، به همان شیوه‌ای که در مورد هر فلز دیگر اعمال می‌شود. شرط الزم برای انجام تست آکوستیک امیشن این است که مخزن باید بسته به نوع و الزامات آزمایش به میزان کافی و تا%۱۰ ماکزیمم فشار سالیانه برای انتشار یک عیب تحت بارگذاری و تنش قرار گیرد.
اساس کار:
تخلیه سریع انرژی از یک منبع متمرکز در درون جسم باعث ایجاد امواج الاستیک گذرا و انتشار آنها در ماده می‌شود که به پدیده نشر صوتی یا اکوستیک امیشن معروف است. 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.
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 شده‌اند 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.
می‌توان این عملیات را طی یک سلسله فعالیت که زنجیره فرآیند نام دارد، به‌صورت زیر، بیان نمود:
۱- قطعه آزمون: در اثر بارگذاری‌های موجود، تنش‌های مکانیکی در آن شکل گرفته است.
۲- مکانیزم منبع: باعث آزادسازی انرژی الاستیک به‌صورت امواج می‌شود.
۳- انتشار موج: امواج از منبع تا سنسورهای نصب‌شده منتشر می‌شوند.
۴- سنسورها: موج مکانیکی را دریافت کرده و به سیگنالهای الکتریکی آکوستیک امیشن تبدیل می‌کنند.
۵- کسب داده‌ها: سیگنالهای الکتریکی به یک مجموعه داده الکترونیکی تبدیل می‌شوند.
۶- نمایش داده‌ها: اطلاعات به‌دست‌آمده ثبت می‌شود و بر روی دیاگرام نشان داده می‌شود.
۷- ارزیابی نمایشگر: دیاگرام‌های موجود موردبررسی و تفسیر قرار می‌گیرند.
تجهیزات:
در روش نشر امواج صوتی هم از تجهیزات قابل جابجایی و هم از تجهیزات ثابت استفاده می‌شود. معمولا این تجهیزات شامل حسگر، پیش تقویت کننده، فیلتر(به منظور حذف نویز‌ها)، تقویت کننده اصلی، تجهیزات ذخیره سازی اطلاعات، صفحه نمایشگر، ولت متر و… می‌باشد. همانطور که اشاره شد، آزمون نشر امواج صوتی به تغییرات دینامیکی قطعه، پاسخ می‌دهد. این اتفاق به لطف مبدل‌ها که انرژی مکانیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند، صورت می‌گیرد.
برای اندازه گیری سیگنالهای اکوستیک امیشن از سنسورهای حاوی بلور پیزو الکتریک استفاده می‌شود. ورود امواج به سنسور باعث مرتعش شدن بلور می‌گردد و در اثر این ارتعاش، ولتاژی نوسان کننده از سنسور خارج می‌شود. فرکانس ولتاژ خروجی با فرکانس موج برابر است و اگر ورودی سنسور دو برابر شود، خروجی نیز دو برابر خواهد شد. هنگام تست مخازن فلزی و به طور کلی اجزای فلزی، فرکانس‌هایی در محدوده ۱۰۰ تا ۳۰۰ kHz مورد استفاده هستند. سنسورهای مورد استفاده برای این محدوده دارای فرکانس تشدیدی در حدود 150 kHz هستند و این محدوده را با حساسیتی در حدود dB 6 پوشش میدهند. فرکانس تشدید به طور غیر مستقیم محدوده فضایی و فاصله سنسورها را تعیین می‌کند، چرا که فرکانس‌های بالا سریعتر تضعیف می‌شوند و فاصله شناسایی کوچکتری دارند.
مزایا:
- توانایی تشخیص عیوب در عمق زیاد
- توانایی تشخیص عیوب بسیار ریز در محدوده ۱µm
- توانایی تست سازه در شرایط عملیاتی
- سرعت و راندمان بالا
- حساسیت کم نسبت به هندسه قطعه
- توانایی ذخیره نتایج جهت استفاده در بازرسی‌های بعدی
- توانایی تست مشخصات و خصوصیات مواد
- توانایی تست تجهیزات بزرگ مثل مخزن‌ها بدون باز کردن یا تکان دادن قطعه
معایب:
- عدم توانایی عیوب ایستا (یعنی عیوبی که نه رشد می‌کنند و نه حرکت می‌کنند.)
- منحصر به فرد بودن تست و عدم امکان تکرار مشابه
- تضعیف سازه
- تجهیزات الکتریکی یچیده و گران
- حساس به نویز
- وابستگی شدید نتایج به دانش و تجربه بازرس
کاربردها:
- قابل استفاده در سازه‌های بتنی (پل‌ها، ساختمان‌ها و…)
- تشخیص عیوب سازه‌های فلزی (مخازن تحت فشار، لوله‌ها، سیم‌های فولادی، ساختار هواپیما و….)
- قابل استفاده در سازه‌های کامپوزیتی
- اجسام دوار، به منظور تشخیص زودهنگام سایش در جعبه دنده و یاتاقان ها
- شناسایی نشت در لوله‌ها و سیستم‌های فشار
- تشخیص اصطحکاک و وجود سایش
- تشخیص تربولانس در بازرسی مخازن تحت فشار
- تشخیص عیوب در بازرسی جوش
- تخمین عمر سازه
نظرات بسته شده است.