הפוך לעמוד הבית
מכון התקנים הישראלי  מכון התקנים הישראלי
wfeo  World Federation
of Engineering Organizations
מנורה מבטחים פיננסים   מנורה מבטחים פיננסים
הבנק הבינלאומי הראשון  הבנק הבינלאומי

שערי
חליפין
שינוי אחרון: 20.11.2017
יחידות מטבעהשער
סל המטבעות
דולר3.516
אירו4.141
ליש"ט4.658
100 יין3.135

ערב העיון השנתי בנושא פליטה אקוסטית - 26.2.09, בית המהנדס ת"א

יישום של ידע הנדסי ישראלי בחו''ל - בדיקות בשיטת הפליטה האקוסטית

מאת: אלי תבור

לא פחות מ-13 מדינות בעולם נהנות כיום מיישום של ידע הנדסי ישראלי ייחודי - בדיקות לא הורסות בשיטת הפליטה האקוסטית. בין המדינות שבהן נבדקים מבנים, מתקנים ומערכות מכניות בתעשיות הפטרוכימיות ובתעשיות האנרגיה בשיטה מתקדמת זו, נמצאות מדינות מפותחות כמו ארה''ב, מדינות באירופה המערבית ודרום אפריקה.

שיטת הפליטה האקוסטית מתפתחת בישראל בעשור האחרון, ובשנת 2007 אף הוקם בענף הבדיקות הלא הורסות של אגודת מהנדסי מכונות בלשכת המהנדסים תא לפליטה אקוסטית,
המרכז את מיטב המהנדסים והמדענים המבצעים בדיקות בשיטה חדשנית זו.

ב-26 בפברואר 2009 התקיים בבית המהנדס בתל-אביב יום העיון השני של התא, שבו הוצגו ההתפתחויות והחידושים האחרונים בתחום זה. הנחה את יום העיון והרצה בו ד''ר בוריס מורבין, יוזם הקמת התא, העומד גם בראשו, שהוא, יחד עם הוריו, הם בעליה של חברה משפחתית פרטית המבצעת בדיקות לא הורסות בשיטת הפליטה האקוסטית ברחבי העולם.

ניתן לומר, כי בוריס מורבין בן ה-35 גדל למעשה על ברכי הפליטה האקוסטית. אביו, פרופ' לפיסיקה, גרגורי מורבין, ואמו, ד''ר לפיסיקה, לודמילה מורבין, היו כבר לפני 40 שנה בין המדענים הראשונים שפיתחו בבריה''מ לשעבר את הבדיקות הלא הורסות בשיטת הפליטה האקוסטית. מגיל חמש כבר הסתובב עימם בוריס ברחבי בריה''מ, שם יישמו את השיטה בבדיקת מבנים, גשרים, מתקנים ומערכות שונות. כשעלתה המשפחה לארץ בשנת 1992 היא הביאה עימה את הידע המדעי המתקדם בנושא זה. בוריס, שהחליט כבר בגיל צעיר להמשיך במפעל המדעי של הוריו, פנה לאחר עלייתו לארץ ללמוד דווקא מתמטיקה. "נושא הפליטה האקוסטית מורכב מהרבה דיסציפלינות מדעיות'', הוא מסביר. "אלו הן דיסציפלינות פיסיקליות, הנדסיות ומתמטיות, ואני רציתי להשלים את הידע שלי בנושא דווקא בתחום המתמטי''. הוא למד במחלקה למתמטיקה שימושית לתואר ראשון באוניברסיטת בר-אילן. לאחר מכן התגייס לצה''ל ובעת שירותו הצבאי השלים את לימודיו לתואר שני באוניברסיטת תל-אביב, בה גם עשה את התואר השלישי במתמטיקה. כל התיזות בהן עסק במהלך לימודיו עסקו בפתרון בעיות הנדסיות הקשורות לפליטה האקוסטית. כך, למשל, הייתה התיזה לעבודת הדוקטורט שלו "חקר נומרי של בעיות אינטראקציה בין סדקים''.
בתמונה משמאל: ד"ר בוריס מורבין, יו"ר התא לפליטה אקוסטית

פליטה אקוסטית היא תופעה פיסיקלית של פליטת גלי קול, הנשמע והעל-קול, כתוצאה מהתפתחות עיוותים או שברים בחומר. לכל חומר יש פליטה אקוסטית אופיינית, אשר באה לידי ביטוי כתוצאה מתהליכי עיוות, התפתחות סדקים, שבירת מזהמים פריכים וכו', בתנאי מאמץ המופעל עליו. 
עד כמה שהדבר נראה טבעי ומובן כבר משחר ימי האנושות, הרי שרק בעשורים האחרונים למדו המדענים והמהנדסים "לקרוא'' ולהבין את שפת החומרים הזו, הנקראת פליטה אקוסטית. פיענוחה הוביל לפיתוח שיטת בדיקה לא הרסנית חדשה, שבניגוד לכל הבדיקות הלא הורסות האחרות היא שיטה פאסיבית ולא אקטיבית. זוהי למעשה פעילות מיקרוסייסמית בחומר, שקולותיה מתפזרים לרוב בתדרים גבוהים, שאוזן האדם אינה מסוגלת לקלוט אותם, אולם בעזרת חיישנים, הנקראים גם גששים, ניתן לקלוט קולות אלה, לזהותם ולאתר את מיקומם המדויק בחומר.
בתמונה מימין: חיישן המיועד לקליטת אותות פליטה אקוסטית

כיום ניתן לגלות באמצעות שיטת בדיקת הפליטה האקוסטית פגמים בתהליכי התהוותם במגוון רחב של יישומים: בתעשייה, בבנייה, במערכות מכאניות, בצינורות, ברפואה, במיכלי לחץ, במערכות מוטסות בתעופה ובחלל ובמערכות השטות בים. "זוהי כיום השיטה היחידה שמאפשרת מעקב בזמן אמת אחר פגמים המתפתחים בחומרים שונים, כולל בגוף האדם'', אומר ד''ר בוריס מורבין. "בין השאר משתמשים בה גם לבדיקת החיבורים בין חומרים שונים, כמו בחומרים מרוכבים''. 

ביום העיון השני שערך התא לפליטה אקוסטית סקר ד''ר מורבין את יעדי התא ואת פעילותו מאז הקמתו:
"מטרות התא הן קידום ופיתוח שיטת הבדיקה הלא הרסנית האקוסטית בארץ והגברת המודעות אליה והיכולות ליישומה בתחומים שונים; עדכונים מקצועיים של העוסקים בנושא בארץ; יצירת טרמינולוגיה עברית למונחים מקצועיים בתחום וכן יצירת קשר מקצועי עם גופים אקדמאיים שונים, בארץ ובחו''ל, המבצעים מחקרים בתחום''.

מאז הקמת התא, סיפר ד''ר מורבין, נערך ביוזמתו סמינר בנושא בפקולטה להנדסת מכונות באוניברסיטת בן-גוריון בבאר-שבע, בוצעו הנחיות לסטודנטים המתעניינים בנושא, ניתנו הרצאות בחיל האוויר ובחיל הים לגבי היישומים האפשריים של התחום בצה''ל ונבנה מאגר הצעות לפרויקטים לסטודנטים, כדי ליצור קשר בין התעשייה והאקדמיה לביצוע מחקרים שונים. "כיום יש יותר ויותר התעניינות בנושא והתא מסייע ויעזור גם בעתיד למוסדות ההשכלה הגבוהה ולארגונים שונים המתעניינים בתחום'', אמר ד''ר מורבין.

ד''ר מורבין הדגים כיצד פועלת בדיקת הפליטה האקוסטית: מרכיבים חיישנים לקליטת גלי קול, במרחק של 3-4 מטרים זה מזה, או במקרה הצורך במרחק של עד 20 מ' זה מזה. במספר קטן של חיישנים ניתן לבדוק מבנה שלם בו-זמנית, כשהבדיקה מתבצעת בתנאי עבודה רגילים. החיישנים מורכבים מגוף מתכתי עם אלמנט קרמי פיאזואלקטרי, הממיר זעזוע מכאני על פני הגוף הנבדק לאות חשמלי. מגבר מגביר את האות החשמלי ומעבירו למחשב המעבד את האותות. ניתוח ופיענוח הרישום הגראפי של האותות מאפשר למקם את מקום התפשטות הפגם, את קצב וכיוון התפתחותו ואת מידת הסיכון שהוא מהווה.


 

 

 

 


בתמונה:
דוגמא לאחת מצורות מציאת מיקום הפגם באמצעות שיטת הפליטה האקוסטית: שני חיישנים מותקנים על גבי צינור במרחק זה מזה וניתוח האותות הנקלטים על-ידיהם מאפשר זיהוי התקדמות הפגם בזמן אמת.

בהמשך יום העיון הושמעו שתי הרצאות. ההרצאה הראשונה הייתה של ד''ר אריה בוסיבא ממעבדות הקריה למחקר גרעיני בדימונה, שהירצה על מחקר שהתבצע בראשותו בקמ''ג בנושא "התפתחות הנזק ורצף אירועי שבר בחומרים מרוכבים". "הבדיקה בשיטת הפליטה האקוסטית הוכחה כבר ככלי יעיל בהיבט הבסיסי והיישומי במעקב אחר מנגנוני כשל, היווצרות והתקדמות הנזק וכן איתור מיקום הנזק והערכתו", אמר ד''ר בוסיבא, שהסביר: "האותות האקוסטיים הם גלי מאמץ אלסטיים חולפים, הנוצרים כתוצאה מהליכים דינמיים בחומרים הנתונים למאמץ. מקור האותות הוא בחומר עצמו והשיטה הקולטת אותם מבחינה בתנועה בזמן אמת ויעילה לגילוי אזורים בעייתיים המתפתחים בחומרים שונים. היא מבחינה בסדקים וגם בתהליכים כמו התמצקות, חיכוך, זרימה ונגיפה".  לאחר מכן הציג ד''ר בוסיבא את המחקר שביצע לאיפיון פרופיל של נזק מצטבר בחומרים מרוכבים. מסקנות המחקר היו חד-משמעיות: הבדיקה בשיטת הפליטה האקוסטית בחומרים מרוכבים מצביעה על מעברים במאפייני הכשל, למשל כתוצאה משינויי טמפרטורה. הפליטה האקוסטית נמצאה ככלי יעיל בזיהוי ערכי סף נזק מכאניים, והיא יכולה להאיר את הדרך להתפתחות הנזק בזמן אמת. עיבוד האותות האקוסטיים שנקלטו תורם להבנה טובה יותר של מנגנוני השבר.
בתמונה: ד"ר אריה בוסיבא ממעבדות הקריה למחקר גרעיני בדימונה

את ההרצאה השנייה ביום העיון השמיע ד''ר בוריס מורבין, שהירצה על "קונספט של ניטור מבנים ומתקנים קריטיים בתעשיות האנרגיה והפטרוכימיה''. לדבריו, בדרך כלל מבוצעות בדיקות לניטור סדקים או שברים במבנים ובמתקנים בתעשיות אלה בעת השבתת המתקנים. החברה שלו ושל הוריו,"מרגן פיסיקל דיאגנוסטיקס'' פיתחה מתדולוגיה שמאפשרת בדיקת מבנים ומתקנים כאלה בזמן פעולתם, ללא צורך בהשבתתם וזיהוי פגמים המתפתחים בהם בתנאי אמת.

שלח לחבר
שתף





 

 

 

 

 

 
Google