Nově vyrobené i různou dobu provozované kovové tlakové nádoby jsou podrobovány tlakovým zkouškám podle známých norem a předpisů. Základním cílem těchto zkoušek je skutečnost, že zkoušená nádoba prokáže konstrukční celistvost (integritu) bez známek úniku tlakového media, kterým je v převážné míře voda.

Při těchto zkouškách se postupuje tak, že se vnitřní přetlak vody postupně zvyšuje definovanou rychlostí až do úrovně 1,5-násobku provozního tlaku, což lze považovat za záruku bezpečné funkce nádoby za následujících provozních podmínek. Dosažená tlaková úroveň musí být přitom menší než hodnota p_0,2, při níž největší napětí v plášti nádoby (u válcové nádoby obvodové napětí) dosahuje hodnotu meze kluzu daného matriálu.

Moderní koncepce posuzování konstrukční integrity tlakových nádob vycházejí z existence defektů v plášti nádoby, zejména pak ve svarech a tepelně ovlivněným zónách či v oblastech zvýšené koncentrace namáhání. Tyto defekty mohou během provozních podmínek nádoby růst, eventuálně dosáhnout kritických rozměrů vedoucích v lepším případě k netěsnosti (při průniku defektu přes tloušťku stěny) nebo nekontrolovatelném lomu, tj. k destrukci nádoby, obvykle s následným katastrofickým účinkem.

Z těchto důvodů je bezpečnost provozu nádoby zajišťována opakovanými diagnostickými kontrolami, jejichž diagnostikými kontrolami, jejichž výsledkem je informace o výskytu a stavu eventuálních defektů v plášti nádoby. Porovnáním rozměrů zjištěných defektů s jejich kritickými hodnotami určenými na základě soudobých lomově-mechanických přístupů, lze pak rozhodnout o další provozuschopnosti nádoby a o termínu nejbližší diagnostické kontrole.

Při provádění tlakových zkoušek nádob je vhodnou diagnostickou metodou aplikace akustické emise, neboť z fyzikálního principu reaguje na případné okamžité změny v mikro i makrostruktuře materiálu v průběhu aplikovaného tlakového celku. Zdrojem akustické emise je celá řada fyzikálních jevů a poškozujících mechanismů v materiálu. Mezi významné patří dosažení meze kluzu, vznik trhlin a jejich šíření.

Z makroskopického hlediska každá iniciace a pohyb defektů v materiálu nádoby, který je namáhán v průběhu tlakové zkoušky, generuje akustickou emisi. A právě tato skutečnost umožňuje provádět zároveň v průběhu tlakové zkoušky nádoby její nedestruktivní zkoušení.

Tato metodika je používána i v průběhu kolísání a změn mechanických nebo teplotních pnutí v tlakových nádobách. Jedná se o následující typu zkoušek: pevnostní hydraulické zkoušky, pevnostní zkoušky, zvýšení provozní tlaku, spouštění zařízení (zvyšování tlaku a teploty), odstavování zařízení (snižování tlaku a teploty).

Protože zkouška nádoby akustickou emisí je metodou objemovou, lze při vhodném rozmístění dostatečného počtu snímačů AE umístěných na přístupných místech vnějšího povrchu tlakové nádoby zajistit sledování emisních signálů z celého objemu nádoby, tedy i z nepřístupných míst. Navíc montáž snímačů na vnější povrch je velmi rychlá (např. magnet, držáky, opásáním apod.).

Při provádění tlakové zkoušky jsou signály akustické emise registrovány nepřetržitě po celý tlakový cyklus. Detekční emisních signálů a jejich analýzou lze lokalizovat a hodnotit vzniklé emisní zdroje odpovídající rostoucím defektům v reálném čase.

Vlastní průběh tlakové zkoušky probíhá podle stanového programu tlakování s časovými prodlevami cca 10 minut na jednotlivých úrovních dosaženého tlaku, to je při 90%, 100%, 110% maximálního provozního tlaku a dále při 85% a 100% hodnoty zkušebního tlaku. Pokud je v průběhu zkoušky registrována vysoká emisní aktivita, je proveden druhý tlakový cyklus s max. hodnotou na úrovni 98% zkušebního tlaku.

Vzhledem k platnosti Kaiserova efektu v průběhu tlakování, lze již při nižších tlakových úrovních registrovat vznik a číření defektů v materiálu zkoušené nádoby.

Opakovaným měřením akustické emise při následných tlakových zkouškách umožňuje hodnotit vývoj případných existujících defektů za periodu provozu mezi dvěma tlakovými zkouškami, respektive sledovat stabilitu nebo trend rozvoje existujících trhlin.

Související

Související témata NDT kontrola TZ