Akoestische emissie (AE) is een onderzoeksmethode welke valt onder de zogenoemde niet destructieve onderzoeken (NDO). NDO wordt gebruikt voor het bepalen van de kwaliteit van een object ofwel het ontstaan van defecten aan een object zonder het object zelf te hoeven beschadigen.
Akoestische emissie is een verschijnsel waarbij tijdelijke geluidsgolven worden opgewekt door bijv. plastische vervorming, scheur/breuk, erosie, corrosie, impact, lekkage [EN 1330-9].
Het mechanisme dat aanleiding geeft tot emissie van de tijdelijke geluidsgolven is een plotselinge afgifte van elastische energie in het geval van plastische vervorming, scheur propagatie, erosie, corrosie en impact. In het geval van lekkage worden de tijdelijke geluidsgolven gegenereerd door wrijving van stromend medium.
Zodra een tijdelijke geluidsgolf is gegenereerd, zal deze zich voortplanten in het medium en uiteindelijk een oppervlak bereiken. De interactie van de tijdelijke geluidsgolf met een oppervlak zal oppervlaktebeweging veroorzaken. Geluidsemissiesensoren die op het oppervlak zijn gemonteerd, kunnen de kleinste oppervlaktebeweging oppikken en omzetten in een elektrisch signaal. Dit elektrische signaal kan worden verwerkt en functies worden geëxtraheerd. Functiedata en transiënte signaalgegevens (golfvormen) kunnen in real time worden opgeslagen en geanalyseerd.
Een AE meting verschaft informatie over actieve schadeprocessen in een materiaal. AE – data – analyse is in staat om defecten te monitoren op het moment dat ze zich voordoen. Het voordeel is dat slechts een beperkt aantal sensoren nodig is om grote structuren te bewaken. Bovendien kan de ruimtelijke locatie van de oorsprong van het signaal worden berekend door de aankomsttijden van het signaal op een aantal sensoren te gebruiken.
Toepassing in materiaalonderzoek
De techniek voor akoestische emissie vindt een van zijn grootste toepassingsgebieden in materiaalonderzoek. Voorbeelden zijn de detectie van het punt van schade-initiatie en de mate van schade-ontwikkeling onder mechanische belasting (trek, buiging, vermoeidheid, kruip), het onderscheid tussen verschillende schadeverschijnselen die gelijktijdig optreden in composiet materialen (matrixkraken, delaminatie, vezelbreuk), de studie van fasetransformaties, de detectie van coatingslijtage, etc.
In het algemeen kan de akoestische emissietechniek worden gebruikt om informatie te verkrijgen over de micro-structurele veranderingen die optreden in elk geladen materiaal. Het draagt zo bij tot een beter en dieper inzicht in het gedrag van deze materialen.
Toepassing bij monitoring van structurele integriteit
Het belangrijkste gebied waar de akoestische emissietechniek praktische en industriële toepassingen heeft gevonden, is op het gebied van structurele integriteitscontrole. Door een geladen, veiligheid kritische structuur uit te rusten met een aantal akoestische emissie-sensoren, kan informatie worden verzameld over de evolutie van schade in de constructie tijdens zijn levensduur. Als alternatief kan de structurele integriteit periodiek worden gevolgd door proefbelastingen toe te passen en deze te correleren met gedetecteerde AE. Het is belangrijk om te beseffen dat de AE-methode vereist dat de bewaakte structuur onder belasting staat en dat alleen actieve schadeprocessen worden gedetecteerd. Goede voorbeelden van dit soort toepassingen zijn de bewaking van drukvaten, chemische reactoren of opslagtanks.
Conclusie
Omdat het fysieke proces van akoestische emissie plaatsvindt in een grote verscheidenheid aan materialen en onder een groot aantal beladingscondities, biedt de methode een groot potentieel voor gebruik als onlinemonitoringstool. Vanwege de inherente voordelen van Akoestische emissie ten opzichte van andere niet destructieve onderzoeken NDO methoden, moet deze altijd worden overwogen wanneer real time detectie en locatie van defecten vereist is.
