STATE OF DEVELOPMENT OF PROTABLE ELECTROMAGNETIC-ACOUSTIC TRANSDUCERS FOR MEASUREMENT, TESTING AND DIAGNOSTIC OF FERROMAGNETIC METAL PRODUCTS (OVERVIEW)
DOI:
https://doi.org/10.37406/2706-9052-2023-4.8Keywords:
ultrasound, measurement, testing, diagnostics, ЕМАТ.Abstract
The analysis of information sources on the development and use of electromagnetic-acoustic methods and means of ultrasonic testing, measurements and diagnostics was performed. The widespread use of electromagnetic-acoustic transducers for determining the quality of pipes, rails, sheets, etc. made of ferromagnetic materials has been established. It is shown that the significant advantages of electromagnetic-acoustic transducers in comparison to contact transducers are manifested in the non-destructive ultrasonic metal products testing in the production flow with high performance and significant economic efficiency, due to the absence of contact fluid, special testing object surface preparation operations, the possibility of diagnosing cold and hot materials. The results of measurements of tubular products are almost independent of their surface curvature. New developments of non-contact transducers make it possible to measure the thickness of metal without taking into account up to 10 mm thick dielectric coatings, and in many cases even more. In contrast to the fragmentary data given in literary sources, most of the advantages and disadvantages of electromagneticacoustic ultrasonic testing methods and transducers, measurements and diagnostics have been revealed. It was established that the main advantage and at the same time disadvantage is the use of powerful magnets as part of transducers for ultrasonic testing of products made of ferromagnetic materials. The complexity of scanning, the great force of pressing against the testing object, the sticking of ferromagnetic particles requires new technical solutions in the design of non-contact transducers. Eliminating this important drawback is possible due to the use of pulsed sources of magnetic field formation, which complicates the design of transducers and requires the use of more powerful power sources mainly for hand-held electromagnetic-acoustic devices.
References
Болюх В. Ф., Кочерга О. І., Щукін І. С. Порівняльний аналіз конструктивних типів комбінованих лінійних імпульсних електромеханічних перетворювачів. Технічна електродинаміка. 2018. № 4. С. 84–88. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2018.04.084.
Вілсон Д. М., Коул П. Т., Уіттінгтон К. Р. Розробка електромагнітно-акустичної системи для неруйнівного контрою стальних стрижнів при високій температурі. Зб. доп. міжнародної конференції з неруйнівного контролю. Канни. 1976. (Переклад № 9419/3).
Гарькавий В. В., Сучков Г. М., Срокін В. І. та ін. Дослідження макроструктури рейок з допомогою ультразвуку. Підвищення якості залізничних рейок і коліс : галуз. зб. наукових праць. Харків: УкрНДІМет, 1982. С. 84–86.
Десятніченко О. В. Електромагнітно-акустичний товщиномір для контролю металовиробів з діелектричними покриттями: дис. канд. техн. наук: 05.11.13. Харків, 2015. 172 с.
Карпаш М. О., Рибіцький І. В., Котурбаш Т. Т., Бондаренко О. Г., Карпаш О. М. Акустичний контроль конструкцій та устаткування у нафтогазовій галузі : монографія. Івано-Франківськ: Вид.-во ІФНТУНГ, 2012. 420 с.
Мигущенко Р. П., Сучков Г. М., Петрищев О. М., Болюх В. Ф., Плєснецов С. Ю., Кочерга А. І. Інформаційно-вимірювальні електромеханічні перетворювачі для оцінки якості поверхні феромагнітних металовиробів ультразвуковими хвилями Релея. Технічна електродинаміка. 2017. № 2. С. 70–76.
Мигущенко Р. П., Сучков Г. М., Радев Х. К., Петрищев О. М., Десятниченко О. В. Електромагнітно-акустичний перетворювач для ультразвукової товщинометрії феромагнітних металовиробів без видалення діелектричного покриття. Технічна електродинаміка. 2016. №2. С. 78–82.
Плєснецов С. Ю. Розвиток методів та засобів для електромагнітно-акустичного контролю стрижневих, трубчастих та листових металовиробів: автореф. дис. д-ра техн. наук: спец. 05.11.13 «Прилади та методи контролю та визначення складу речовин». Харків, 2021. 40 с.
Познякова М. Є., Сучков Г. М., Мигущенко Р. П., Кропачек О. Ю., Донченко А. В. Вдосконалення вимірювального ультразвукового електромагнітно-акустичного перетворювача. Український метрологічний журнал. 2023. № 1. С. 27–33. DOI: 10.24027/2306-7039.1.2023.282540.
Салам Буссі, Плеснєцов С. Ю. Практичні розробки електромагнітно-акустичних перетворювачів. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Харків, 2019. № 26 (1351). С. 57–65.
Спосіб вимірювання товщини не електропровідного покриття на електропровідному виробі:пат. 90624 Україна. № u201312275; заявл. 21.10.2013; опубл. 10.06.2014, бюл. № 11/2014.
Спосіб ультразвукового контролю виробів широкосмуговим електромагнітним перетворювачем: пат. 71700 Україна. №u201115525; Заявл. 28.12.2011; опубл. 25.07.2012, Бюл №14/2012.
Ультразвуковий роздільно-поєднаний електромагнітно-акустичний перетворювач для контролю феромагнітних металовиробів: пат. 116248 Україна. № u201612502; зявл. 08.12.2016; опубл. 10.05.2017, бюл. № 14/2017.
Сучков Г. М. Розвиток теорії і практики створення приладів для електромагнітно-акустичного контролю металовиробів: автореф. дис. докт. техн. наук: спец. 05.11.13 «Прилади та методи контролю та визначення складу речовин». Харків, 2005. 42 с.
Сучков Г. М. Розробка і впровадження технології безперервного автоматичного виявлення дефектів макроструктури об’ємно - зміцнених рейок безконтактним ультразвуковим методом: дис. канд. техн. наук. 05.02.01. Харків, 1988. 146 с.
Сучков Г. М., Донченко А. В. Удосконалення електромагнітно – акустичних перетворювачів для ультразвукового контролю якості феромагнітних металовиробів. Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення: зб. тез доповідей міжнародної наукової інтернет-конференції, 6–7 лютого 2023 р., Тернопіль–Переворськ (Польща). Вип. 74. Україна, 2023. С. 192–194.
Сайт канадської фірми Innerspec [електронний ресурс]. Режим доступу: https://www.innerspec.com/portable/emat-sensors. (Дата звернення: 19.09.2021).
Сучков Г. М., Катасонов Ю. А., Гарькавий В. В. Можливості безконтактних електромагнітних методів неруйнівного контролю якості труб. Зб. Питання розвитку газової промисловості України. Вип. ХХVІІІ. Діагностування трубопроводів, технологічного і енергомеханічного обладнання нафтової та газової промисловості. УкрНДІГаз. 2000. С. 102–109.
Сучков Г. М., Салам Буссі. Електромагнітно-акустичні перетворювачі з імпульсними джерелами поляризуючого магнітного поля. Технічна діагностика і неруйнівний контроль. 2020. № 1. С. 1–6.
Троїцький В. О. Моніторинг стану конструкцій (введення в професію). Технічна діагностика та неруйнівний контроль. 2023. №3. С. 60.
Цапенко В. К., Куц Ю. В. Основи ультразвукового неруйнівного контролю: підручник. Київ, 2010. 448 с.
Beaujard L., Mondot I., Vinot J. La metode Ralus de sondage ultrasonore automatique du champignon des rails. Revue generale des fer. 1970. Nо 1. P. 13.
Boughedda H., Hacib T., Chelabi M., Acikgoz H., Le Bihan Y. Electromagnetic Acoustic Transducer for Cracks Detection in Conductive Material. 4th International Conference on Electrical Engineering (ICEE). 2015. Pр. 1–4. IEEE Conference Publications. DOI:10.1109/INTEE.2015.7416717.
Сайт компанії International Rectifier [електронний ресурс]. Режим доступу: https://datasheetspdf.com/pdf/643573/InternationalRectifier/IRLB3036PBF/1/. (Дата звернення: 19.09.2021).
Jianpeng He, Steve Dixon, Samuel Hill, Ke Xu. A New Electromagnetic Acoustic Transducer Design for Generating and Receiving S0 Lamb Waves in Ferromagnetic Steel Plate. Sensors. 2017. Іss. 17(5). Pp. 10−23. Retrieved from: https://doi.org/10.3390/s17051023.
Matthias Sehera, Peter B. Nagy On the separation of Lorentz and magnetization forces in the transduction mechanism of Electromagnetic Acoustic Transducers (EMATs). NDT & E International. 2016. Vol. 84. Pp. 1–10.
Plesnetsov S. Yu., Petrishchev O. N., Mygushchenko R.P., Suchkov G. M., Sotnik S. V., Kropachek O. Yu. Powerful Sources of Pulse High-frequency Electromechanical Transducers for Measurement, Testing and Diagnostics. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. № 2. С. 31–35.
Hirotsugu Ogi, Masahiko Hirao, Toshihiro Ohtani. (1998). Line-focusing of ultrasonic SV wave by electromagnetic acoustic transducer. The Journal of the Acoustical Society of America. N 1. Volume 103. Issue 5. Pp. 2411–2415. doi.org/10.1121/1.422760.
Ohtsuka Y., Yoshimura T., Ueda Y. P2E-6 New Design of Electromagnetic Acoustic Transducer for Precise Determination of Defect. IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings.2007. Pр. 1609–1612. DOI: 10.1109/ ULTSYM. 2007.405.
Riichi Murayama, Kazuo Fujisawa, Hidekazu Fukuoka et Masahiko Hirao (1996) Development of an on-line Evaluation System of Formability in Cold-Rolled Steel Sheets Using Electromagnetic Acoustic Transducers (EMATs)", NDT&E International, Vol, 29, No. 3, pp. 141–146. doi.org/10.1016/0963-8695(94)00008-5.
Сайт компанії NORDINKRAFT [електронний ресурс]. Режим доступу: www.nordinkraft.de/. (Дата звернення: 08.05.2020).
Salam Bussi, Suchkov G., Mygushchenko R., Kropachek O., Plesnetsov S. (2019). Electromagnetic-acoustic Transducers for Ultrasonic Measurements, Testing and Diagnostics of Ferromagnetic Metal Products. Ukrainian Metrological Journal. No 4. Pp. 41−49. Retrieved from: https://doi.org/10.24027/ 2306-7039.4.2019.195956.
Strizhak V.A., Pryakhin A.V. Optimization of the Parameters of the Magnetizing Devices of the Electromagnetic – Acoustic Transducer. Devices and Methods of Measurements. Vol. 14. Nо 2. Pp. 81–95. DOI: 10.21122/2220-9506-2023-14-2-81-95.
Suchkov G.M., Bolyukh V.F., Kocherga A.I., Mygushchenko R.P., Kropachek O.Yu. Increasing the Efficiency of the Surface-Mounted Ultrasonic Electromagnetic-Acoustic Transducer Due to the Magnetic Field Source. Технічна електродинаміка. № 2. 2023. С. 3–8. DOI: https://doi.org/10.15407/ techned2023. 02.003
Suchkov G.M., TaranenkoYu.K., Khomyak Yu.V. (2016). A Non-Contact Multifunctional Ultrasonic Transducer for Measurements and Non-Destructive Testing. Measurement Techniques. No 12. Vol. 59. Iss. 9. Pp. 990–993. DOI:10.1007/s11018-016-1081-3.
