Metodę monitorowania progresu korozji konstrukcji oceanotechnicznych opracowuje badaczka Politechniki Gdańskiej. Dzięki jej pomysłowi będzie można ocenić zarówno uszkodzenie globalne, jak i wykryć potencjalne pęknięcia i wżery.
Metalowe elementy konstrukcji oceanotechnicznych są narażone na uszkodzenia korozyjne spowodowane kontaktem ze słoną wodą. Mogą one obejmować całą powierzchnię badanej konstrukcji, ale również występować w postaci punktowych uszkodzeń, czyli wżerów. Dr inż. Beata Zima z Instytutu Oceanotechniki i Okrętownictwa Politechniki Gdańskiej pracuje nad stworzeniem takiej metody monitorowania progresu zniszczenia, aby można było ocenić zarówno uszkodzenie globalne, jak i wykryć potencjalne pęknięcia i wżery. Korzysta z tzw. technik nieniszczących, a dokładniej z analizy drgań konstrukcji.
Wzbudzam drgania, następnie rejestruję sygnały w wybranych punktach konstrukcji. Spróbuję stworzyć algorytm, aby na podstawie odczytów ocenić globalny poziom degradacji, a także w których miejscach znajdują się punktowe uszkodzenia i jakich są rozmiarów – wyjaśnia.
Dwie metody monitorowania
Jeśli chodzi o monitoring, badaczka wykorzysta dwie metody: niskoczęstotliwościową i wysokoczęstotliwościową.
Ta pierwsza polega na wzbudzeniu drgań za pomocą np. młotka, druga – fal ultradźwiękowych. Ze względu na wady i zalety obu podejść planowane do opracowania metody będą bazowały na obu z nich. Nie można jednak na podstawie metody niskoczęstotliwościowej dokładnie zlokalizować i oszacować rozmiaru bardzo niewielkiego uszkodzenia punktowego. Metoda bazująca na niskich częstotliwościach może być jednak użyteczna w globalnej ocenie stanu konstrukcji. Z pomocą „przychodzi” metoda wysokoczęstotliwościowa, która jest bardzo efektywna w wykrywaniu pęknięć czy wżerów – tłumaczy dr inż. Beata Zima.
Poprawa modelu, badania konstrukcji i specjalny sprzęt
Prace nad nieniszczącą oceną stanu skorodowanych konstrukcji nie są niczym nowym. Jak zauważa dr Zima, pojawiają się jednak pewne uproszczenia.
Jest bardzo dużo metod polegających na propagacji fal, ale zwykle zakłada się, że korozja powoduje równomierną zmianę grubości. Konstrukcja skorodowana ma zmienną grubość, nieregularną powierzchnię, występują też na niej produkty korozji o odmiennych parametrach niż część nieskorodowana. W związku z tym rozpatrywanie takiej konstrukcji jako jednorodnej, jest pewnym uproszczeniem. Chcemy sprawdzić, czy możliwe jest uzyskanie lepszych wyników, jeśli potraktujemy konstrukcję jako warstwową i uwzględnimy zmienną grubość. Poprzez poprawę modelu powinniśmy poprawić wiarygodność nowych i istniejących algorytmów – podkreśla Beata Zima.
Zwykle bada się grubość skorodowanej konstrukcji w jednym punkcie. By sprawdzić zmiany np. w 300-metrowym statku, trzeba by było wykonać pomiary w setkach takich punktów, co jest niezwykle czasochłonne i kosztowne.
Algorytmy, które planujemy opracować, mają umożliwiać wnioskowanie o stanie całej konstrukcji po wzbudzeniu i rejestracji drgań w dużo mniejszej liczbie punktów – zaznacza.
Po zakończeniu projektu chce opracować specjalne urządzenie, które miałoby być przeznaczone do diagnostyki obiektów narażonych na degradację korozyjną.
Na realizację badań otrzymała ponad 1 mln zł w ramach konkursu SONATA organizowanego przez Narodowe Centrum Nauki. W projekcie zaplanowanym na trzy lata biorą udział: Politechnika Gdańska, Uniwersytet Goethego we Frankfurcie oraz Uniwersytet w Lizbonie.
MK, źródło: PG