Акустическая эмиссия

Акустическая эмиссия (АЭ) — это генерация переходных упругих волн, возникающих в результате внезапного перераспределения напряжения в материале. Когда конструкция подвергается внешнему воздействию (изменение давления, нагрузки или температуры), локализованные источники вызывают высвобождение энергии в виде волн напряжения, которые распространяются на поверхность и регистрируются датчиками. При правильном оборудовании и настройке можно определить движения порядка пикометров (10–12 м). Источники АЭ варьируются от природных явлений, таких как землетрясения и удары горных пород, до зарождения и роста трещин, сдвигов и перемещений дислокаций, плавления, двойникования и фазовых превращений в металлах. В композитах растрескивание матрицы, разрушение волокон и расслоение волокон способствуют акустической эмиссии. АЭ также были измерены и зарегистрированы в полимерах, дереве и бетоне.

Обнаружение и анализ сигналов АЭ может предоставить ценную информацию о происхождении и важности неоднородности материала. Благодаря универсальности тестирования акустической эмиссии, он имеет множество промышленных приложений (например, оценка структурной целостности, обнаружение дефектов, тестирование на утечки или мониторинг качества сварных швов) и широко используется в качестве инструмента исследования.

Акустическая эмиссия отличается от большинства других методов неразрушающего контроля в двух отношениях. Первое отличие относится к происхождению сигнала. Вместо того чтобы передавать энергию исследуемому объекту, AET просто слушает энергию, выделяемую объектом. Испытания АЭ часто выполняются на конструкциях во время эксплуатации, так как это обеспечивает адекватную нагрузку для распространения дефектов и возникновения акустической эмиссии.

Второе отличие заключается в том, что AET имеет дело с динамическими процессами или изменениями в материале. Это особенно важно, потому что выделяются только активные элементы (например, рост трещин). Способность различать развивающиеся и застойные дефекты очень важна. Тем не менее дефекты могут остаться незамеченными, если нагрузка недостаточно высока, чтобы вызвать акустическое событие. Кроме того, тестирование AE обычно дает немедленное указание на прочность или риск отказа компонента. Другие преимущества AET включают в себя быстрый и полный объемный контроль с использованием нескольких датчиков, постоянное крепление датчика для управления процессом и отсутствие необходимости разбирать и очищать образец.

К сожалению, системы AE могут только качественно оценить, сколько повреждений содержится в конструкции. Чтобы получить количественные результаты о размере, глубине и общей приемлемости детали, необходимы другие методы неразрушающего контроля (часто ультразвуковой контроль). Другой недостаток AE проистекает из громкой среды обслуживания, которая вносит посторонний шум в сигналы. Для успешного применения решающее значение имеют дискриминация сигналов и снижение шума.