ניטור תהליכי כשל בבניין בשיטת פליטה אקוסטית

פליטה אקוסטית היא תופעה של שחרור גלי קול מחומרים שעוברים תהליכי עיוות או שבר. התפתחות סדקים בחומרים מוצקים כגון בטון, פלדה או חומרים מרוכבים מלווה בשחרור אנרגיה פוטנציאלית בצורת גלי מתח בתדרים של 50 KHz עד 2 MHz. גלים אלו עוברים לאורך המבנה וניתן לזהות אותם ולמדוד אותם במרחקים של כמה מטרים ממוקד התרחשות הסדק באמצעות חיישנים פיזיואלקטרים רגישים. ניתוח ואנליזה של המידע הנקלט בחיישנים מאפשר להעריך את סוג הפגם, לזהות את מקומו, למדוד את קצב התפתחותו, ולבדוק את תגובותיו לשינויים בעומסים.

בדיקות בשיטה פליטה אקוסטית מאפשרות לזהות סדקים ופגמים הרבה לפני שהם מורגשים או נראים לעין, לא צריך גישה פיזית למקום התפתחות הסדק אלא ניתן לבדוק גם במרחק של כמה מטרים ממנו, ניתן להעריך את קצב התפתחות הסדק, ניתן להבדיל בין פגמים מתפתחים ליציבים.

טכנולוגית הפליטה האקוסטית הינה מרכיב חשוב ומשמעותי בתחום בדיקות האל הרס והיא מיושמת ברחבי העולם לבדיקות תשתיות אזרחיות כגון גשרים עשויים מתכת ובטון מזוין, מנהרות, מבנים תעשייתיים ואזרחיים, מבני בטון לאחר שריפה, רעידות אדמה ונזקים אחרים מבנים חשופים לקרינה פגמים בעקבות תזוזת הקרקע ועוד.

שיטת הפליטה האקוסטית יכולה לספק תשובות לשאלות הבאות:

האם מתפתחים פגמים או סדקים במבנה?
היכן הסדקים מתפתחים ומה קצב ההתפתחות שלהם?
האם התפתחות הסדקים רגישה לשינויים בעומס השימושי במבנה?
האם המבנה עומד בעומס המופעל עליו?
אילו סוגי פגמים מתפתחים: סדקים במתכת ובטון, קורוזית הזיון, התעייפות וכד’?
האם ישנה החלשות בכבלי זיון?
האם תיקון של מבנה לאחר שניזוק הינו יעיל והאם התפתחות הפגמים נעצרה?
האם חל שינוי במצב המבנה מאז הבדיקה האחרונה?

ניסיון בשימוש בשיטת הפליטה האקוסטית

המומחים שלנו השתמשו בשיטת הפליטה האקוסטית לשם בדיקת יותר ממאה קילומטרים של גשרים ומנהרות באירופה. בניינים רבים שעברו אסונות כגון שריפות, רעידות אדמה ותזוזת הקרקע נבדקו ונוטרו באמצעות טכנולוגית הפליטה. תוצאות המחקר והבדיקות בשטח פורסמו בספרות מדעית וטכנית. נרשמו מספר פטנטים על המתודולוגיה הייחודית הזאת להערכת תשתיות.

בעשורים האחרונים פותחו ויושמו שיטות שונות לבדיקות לא-הורסות של מבנים עשויים ממתכת ובטון מזוין. בקרב שיטות אלו, טכנולוגיית הפליטה האקוסטית (Acoustic Emission) נבדלת בייחודיות שלה. הייחודיות מתבטאת בכך שהיא לא רק מגלה פגמים במתכת ובטון אלא גם משמשת לניטור בזמן אמת אחר שלמות המבנה המצוי בתנאי פעילות שגרתית, להערכת גורמי סיכון תפעוליים וזיהוי היווצרות והתפתחות הפגמים.

תמונת תקריב של חיישן פיזיואלקטרי המשמש לניטור