СТАН РОЗВИТКУ ПОРТАТИВНИХ ЕЛЕКТРОМАГНІТНО-АКУСТИЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ДЛЯ ВИМІРЮВАНЬ, КОНТРОЛЮ ТА ДІАГНОСТИКИ ФЕРОМАГНІТНИХ МЕТАЛОВИРОБІВ (ОГЛЯД)
DOI:
https://doi.org/10.37406/2706-9052-2023-4.8Ключові слова:
ультразвук, вимірювання, контроль, діагностика, ЕМАП.Анотація
Виконано аналіз інформаційних джерел з питання розробки та використання електромагнітно-акустичних методів і засобів ультразвукового контролю, вимірювань та діагностики. Встановлено широке використання електромагнітно-акустичних перетворювачів для визначення якості труб, рейок, листів тощо, виготовлених з феромагнітних матеріалів. Показано, що значні переваги електромагнітно-акустичних перетворювачів по відношенню до контактних проявляються при неруйнівному ультразвуковому контролі металовиробів в потоці виробництва з високою продуктивністю та значною економічною ефективністю, обумовленою не використанням контактної рідини, відсутністю операцій спеціальної підготовки поверхні об’єкту контролю, можливістю діагностики холодних та гарячих матеріалів. Результати вимірювань трубчатих виробів майже не залежать від кривизни їх поверхні. Нові розробки безконтактних перетворювачів дозволяють вимірювати товщину металу без врахування діелектричних покриттів товщинами до 10 мм, а в багатьох випадках і більше. На відміну від фрагментарних даних, наведених в літературних джерелах, виявлені більшість переваг і недоліків електримагнітно- акустичних методів і перетворювачів ультразвукового контролю, вимірювань і діагностики. Встановлено, що головною перевагою і одночасно недоліком є використання потужних магнітів в складі портативних перетворювачів для ультразвукового контролю виробів з феромагнітних матеріалів. Складність сканування, велика сила притискання до об’єкту контролю, налипання феромагнітних часток потребує нових технічних рішень при побудові безконтактних перетворювачів. Виключення вказаного важливого недоліку можливо за рахунок використання імпульсних джерел формування магнітного поля, що ускладнює конструкцію перетворювачів і вимагає використання більш потужних джерел живлення для портативних електромагнітно-акустичних приладів.
Посилання
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.