Дослідження та розробка методу і засобу ультразвукового контролю феромагнітних виробів із підвищеною чутливістю

Анотація

Сучасні вимоги до якості металовиробів значною мірою забезпечуються методами неруйнівного контролю, серед яких провідним є ультразвуковий. Одним із перспективних ультразвукових методів оцінки якості є електромагнітно-акустичний (ЕМА), оскільки він не вимагає спеціальної підготовки поверхні об’єкта контролю (ОК) і не використовує контактну рідину, має високу продуктивність контролю. Проте вважається, що ЕМА метод має низьку чутливість. Частина фахівців вважає можливим підвищити чутливість ЕМА методу за рахунок використання імпульсного намагнічування ОК. Однак комплексного підходу щодо вирішення технічного і технологічного завдань у відомих публікаціях не виявлено. Тому авторами статті виконано актуальні дослідження та аналіз сучасних інформаційних джерел, у яких фрагментарно розглянуто деякі рішення з розробки методів і засобів для вимірювання, контролю та діагностики з застосуванням ультразвукових електромагнітно-акустичних перетворювачів (ЕМАП) з імпульсним намагнічуванням, які потенційно дають можливість підвищити чутливість ЕМАП за рахунок збільшення відношення амплітуди ультразвукового корисного сигналу до шуму. За результатами аналізу розроблено ЕМА метод неруйнівного ультразвукового контролю, який визначає операції, параметри та послідовність їх виконання при імпульсному намагнічуванні ОК. Визначено необхідність встановлення раціональних значень відносних часових положень імпульсів намагнічування та коротких високочастотних імпульсів живлення котушки індуктивності ЕМАП, що дає можливість суттєво (до 40%) підвищити ефективність перетворювача при оцінці якості виробів із феромагнітних матеріалів.

Для дослідження можливостей нового ЕМА методу виготовлено спеціальний засіб, який включав ЕМАП, генератор потужних високочастотних імпульсів струму, генератор потужних імпульсів струму намагнічування, підсилювач прийнятих ультразвукових імпульсів, параметри яких можливо регулювати в широких діапазонах, та цифровий двопроменевий осцилограф. За допомогою засобу експериментально показано, що використання нового ЕМА методу та засобу, що його реалізує, збільшує відношення амплітуд прийнятого ультразвукового сигналу та шуму по відношенню до використання традиційних ЕМАП перетворювачів на постійних магнітах.