مطالعه آزمايشگاهي بر روي شناسايي خوردگي در لوله هاي پيش تنيده با استفاده از روش نشر آوايي

Experimental study on corrosion detection of pre-stressed concrete pipe using Acoustic Emission method

عمده ترين نقاط ضعف لوله هاي بتني پيش تنيده خوردگي ميلگردهاي دورپيچ بوده كه در صورت عدم تشخيص به موقع موجب خرابي و شكست ناگهاني گشته و خسارت هاي فاجعه باري را به دنبال خواهد داشت. در حال حاضر اين نوع لوله ها در كشور ايران توليد و به كار گرفته مي شوند كه پديده شكست ناشي از خوردگي نيز تجربه شده است. در كار آزمايشگاهي حاضر از پايش بوسيله نشر آوايي براي ارزيابي خوردگي استفاده شده است. يك نمونه آزمايشگاهي لوله بتني پيش تنيده نزديك به مقياس واقعي در آزمايشگاه دانشكده سازه دانشگاه ميدل ايست ساخته شده و تحت بارگذاري ناشي از فشار آب داخل لوله قرار گرفته سپس خوردگي تسريع شده به نمونه اعمال و سيگنال هاي فراصوتي حاصله در طول زمان خوردگي با استفاده از حس گرهاي پيزوالكتريك ثبت گرديده است. نمونه در طول آزمايش چندين بار تحت تر و خشك شدن قرار گرفته كه نرخ فشار داخل لوله به منظور شناسايي خوردگي در حالت هاي تر و خشك در حال نوسان بوده و اثر كايزر نيز در حالت هاي مختلف بررسي گرديده است. نتايج آزمايشگاهي حاصله نشان دهنده آن است لحظه اي كه در طول زمان خوردگي فشار داخل لوله به بيش از فشار كاري لوله افزايش داده مي شود تغييرات قابل توجهي در برخي پارامترهاي نشر آوايي به وجود آمده كه با استفاده از آن ها مي توان پديده خوردگي و خرابي را شناسايي كرد.

Corrosion in spiral steel prestressed wires tensioned around a core is one of the major weaknesses of prestressed concrete pipes which can cause sudden failure and damages due to their untimely detection. To date, these kinds of pipes are used and produced in Iran and their abrupt failure due to corrosion has been experienced. In this study acoustic emission (AE) monitoring in prestressed concrete was used to investigate the corrosion. An approximately full-scale experimental sample pipe was made in the laboratory of Middle East Technical University. The pipe is loaded by internal water pressure and accelerated corrosion is applied to the sample, the resulted acoustic emission signals are recorded using piezoelectric sensors during corrosion. The sample is tested under wetting and drying cycles frequently for corrosion detection; during the experiment the pipe inside pressure fluctuated and Kaiser Effect was studied in different conditions. Experimental results show significant changes in some gained acoustic emission parameters as the pipe work pressure increases to higher amounts. It is shown that the changed AE parameters can be used for damage prediction, condition assessment and corrosion detection of prestressed concrete pipelines.