Badanie emisją akustyczną - czy warto

Autor: Redakcja pwps.eu | 2017-10-11

Rozwój przemysłu oraz presja obniżania kosztów wymusza stosowanie coraz to nowszych i szybszych rozwiązań. W zakresie badań NDT coraz częściej mówi się o badaniu emisją akustyczną. Czy ta metoda jest stosowana w praktyce na szerszą skalę i czy jest wiarygodnia ? Zaprosiliśmy zatem do wywiadu przedstawicieli firmy TUV Austria Pana Michaela Posche i Macieja Skrzypczaka, aby poszukać odpowiedzi na te pytania.

Red: Jakie są zalety zastosowania badań metodą emisji akustycznej?

MP,MS: Zastosowanie i zalety badań metodą emisji akustycznej:

- Możliwość zbadania 100% struktury konstrukcji elementów ciśnieniowych, takich jak zbiorniki i rurociągi

- Badanie zarówno małych jak i dużych elementów instalacji

- Odbiór końcowy urządzeń zgodnie z normą EN 13445-5 (norma zharmonizowana z Dyrektywą Ciśnieniową 2014/68/UE)

- Zastosowanie w trakcie okresowych badań urządzeń (kontrola w miejscu pracy)

- Zastąpienie kontroli wewnętrznej urządzeń ciśnieniowych

- Minimalny czas przestoju instalacji podczas wykonywania badań

- System wczesnego ostrzegania o ewentualnej awarii i koniecznej konserwacji

- Dostarczenie wiedzy na temat aktualnego stanu badanego obiektu w porównaniu do tradycyjnych badań (próba hydrostatyczna, test pneumatyczny itp.)

- Wykrywanie aktywnych mechanizmów degradacji, takich jak lokalne odkształcenia plastyczne, propagacja pęknięć, korozja i erozja

- Monitorowanie elementów instalacji w czasie rzeczywistym

- Nieinwazyjna metoda wykrywania, która rejestruje dynamiczną reakcję materiału na naprężenia stosowane (ciśnienie, obciążenie, temperatura itp.)

- Wsparcie dla bezpiecznej i efektywnej pracy zakładu

Z powyższych cech wynikają różnice między badaniami emisją akustyczną a innymi metodami badań nieniszczących. Podczas badań emisją akustyczną obserwujemy zjawiska uwalniania energii w wyniku degradacji struktury z powodu różnych mechanizmów źródłowych. Możliwe jest obserwowanie i lokalizacja ewoluującego procesu niszczenia danego elementu przy działaniu bodźców, a nie tylko wykrywanie nieciągłości geometrycznych w warunkach statycznych.

Red: W takim razie jakie są ograniczenia cechujące emisji akustycznej:

MP,MS:

- występowanie nieciągłości nie zwiększających swojego wymiaru, które nie emitują sygnału

- późniejsze wywołanie obciążenia w stosunku do wcześniej stosowanego maksymalnego poziomu naprężeń pozwala identyfikować tylko te nieciągłości, które są nadal aktywne

- wrażliwość na dźwięki eksploatacyjne lub inne niepożądane hałasy

Przed wykonaniem badań metodą emisji akustycznej bardzo ważne jest sprawdzenie obecności źródeł hałasu. Potencjale źródła hałasu należy usunąć lub podjąć działania w celu wykluczenia ich wpływu na skuteczność wykonywanych badań.

Wynik badań metodą emisji akustycznej pozwala określić aktualny stan elementu, pozwalający na  podjęcie wymaganych działań. Badanie może wykazać obecność wycieków, pęknięć, korozji,  bez  interpretacji jak duże stanowią zagrożenie. Również nie jest możliwe jednoznaczny pomiar grubości ścianki badanego elementu ani wielkości niezgodności.

Sensory do badań metodą emisji akustycznej mogą pracować w określonym przedziale temperatur. Standardowe czujniki mogą być stosowane w zakresie temperatur od -40°C do 85°C. Bardziej zaawansowane (np. przeciwwybuchowe) mogą stykać się z obiektami o temperaturze powierzchni       -120°C do +180°C. Metoda badań stosowana przez TÜV AUSTRIA pozwala badać obiekty, których temperatura sięga od -250°C aż do +450°C dzięki zastosowaniu odpowiednich przewodników falowych montowanych pomiędzy czujnikiem, a powierzchnią elementu, przez co nie są one bezpośrednio narażone na działanie temperatury.

Red: Jaka jest dokładność tej metody:

MP,MS: Dokładność testów emisji akustycznej przy planarnym badaniu położenia jest określona przepisami i w normie EN 14584. Dokładność wynosi zazwyczaj ± 5% maksymalnego rozstawu czujników i musi być zmierzona i zweryfikowana przy użyciu sztucznego źródła przed każdą procedurą testową.

Ponadto każdy czujnik i system pomiarowy muszą być sprawdzane i kalibrowane raz do roku w celu zapewnienia ich niezawodności.

Red: W jakich gałęziach przemysłu EA znalazła zastosowanie?

MP,MS:

- przemysł chemiczny i petrochemiczny

- przemysł naftowo-gazowy

- sektor energetyczny

- firmy technologiczne

- przemysł celulozowo-papierniczy

- przemysł przetwórczy

- zakłady produkcyjne

- inżynieria mechaniczna i zakładowa

Red: Proszę podać przykładowe zastosowania w Polsce lub w Europie.

MP,MS: Dzięki wieloletniemu doświadczeniu w zakresie badań metodą emisji akustycznej TÜV AUSTRIA posiada referencyjne projekty w następujących obszarach:

• Próby ciśnieniowe oraz badanie szczelności różnych elementów instalacji
• Próby korozyjne oraz badanie szczelności płaskodennych zbiorników magazynowych
• Badanie szczelności rurociągów
• Specyficzne rozwiązania dla klienta dla różnych obszarów zastosowania

Testy metodą emisji akustycznej zapewniają jakościową ocenę aktualnych warunków badania i grupują podzespoły instalacji w jedną z trzech kategorii (porównywalnych do systemu oświetlenia drogowego, czerwono-żółto-zielonego). Pozwala to na ustalenie priorytetów konserwacyjnych w celu przeprowadzenia napraw we właściwym czasie, co zapewnia uniknięcie niespodziewanej awarii. Dlatego też testy metodą emisji akustycznej znacząco przyczyniają się do bezpiecznej pracy zakładu. Typowymi obiektami badanymi metodą emisji akustycznej są:

• Akumulatory hydrauliczne
• Butle gazowe
• Wiązki butli gazowych (również montowane na samochodach)
• Piece
• Autoklawy sterylizacyjne
• Komory podciśnieniowe i dekompresyjne
• Zbiorniki magazynowe do przechowywanie wodoru i innych gazów technicznych
• Zbiorniki magazynowe do przechowywania dwutlenku węgla (w temperaturach otoczenia oraz kriogenicznych)
• Systemy rurociągów w rafineriach oraz zakładach chemicznych
• Podziemne i naziemne zbiornik gazu skroplonego (LPG)
• Bardzo duże zbiorniki LPG o pojemności powyżej 1000 m³
• Reaktory, filtry oraz zbiorniki magazynowe w instalacjach separacji powietrza
• Walce suszące i chłodzące w papierniach
• Rurociągi transportowe dalekiego zasięgu
• Urządzenia ciśnieniowe wykonane ze stali austenitycznej
• Wymienniki ciepła
• Płaskodenne zbiorniki magazynowe
• Rurociągi Offshore
• Elementy konstrukcji stalowych
• Zbiorniki sferyczne i cylindryczne gazu ziemnego
• Sferyczne zbiorniki gazów skroplonych
• Reaktory w przemyśle chemicznym i petrochemicznym
• Urządzenia ciśnieniowe o złożonej geometrii wraz z osprzętem (kolumny, absorbery, separatory, etc.)

Red: Czy organizujecie Państwo szkolenia w zakresie tej metody?

MP,MS: Norma ISO 17025 "Ogólne wymagania dotyczące kompetencji laboratoriów badawczych i wzorcujących" wymaga, aby operatorzy wykonujący badania metodą emisji akustycznej byli  certyfikowani zgodnie z normą EN ISO 9712. Aby spełnić wymagania certyfikacji, należy posiadać praktyczne doświadczenie w zakresie badań nieniszczących, ukończyć kurs oraz zdać egzamin. Certyfikat wystawiany jest na pięć lat i po tym okresie musi zostać odnowiony.

TÜV AUSTRIA (oddział "Emisja akustyczna i zaawansowane techniki NDT") prowadzi szkolenia praktyczne i teoretyczne w zakresie badań metodą emisji akustycznej.