Дослідження та розробка комбінованого методу зменшення величини неконтрольованого приповерхневого шару при ультразвуковому електромагнітно-акустичному контролі феромагнітних металовиробів
DOI:
https://doi.org/10.24027/2306-7039.3.2025.340417Ключові слова:
дослідження; металовиріб; ультразвуковий; контроль; ЕМАП; дзвін; приповерхневий шар; пакетний імпульс; тривалість імпульсу; феромагнітний.Анотація
Ультразвукові методи й засоби широко використовуються при вимірюваннях, для контролю якості в промисловості, дослідженнях та діагностиці в медицині тощо. Так у промисловості ультразвукові методи у всьому об’ємі контролю якості матеріалів і виробів займають понад 60%. Останнім часом почалося широке використання електромагнітно-акустичного (ЕМА) методу ультразвукового контролю (УЗК), оскільки він має суттєві переваги відносно традиційних методів із використанням контактної рідини. Він забезпечує високу продуктивність без потреби зачищати поверхню об’єкта контролю (ОК) і не використовує контактну рідину та інші. Але є й недоліки, один з яких полягає в наявності неконтрольованої приповерхневої зони, обумовленої вільними електричними високочастотними коливаннями (дзвоном) у ланцюгах елементів приладу з ЕМА перетворювачами (ЕМАП) після завершення дії зондуючого імпульсу. Аналізом відомих розробок встановлено, що основним методом пригнічення дзвону є навантаження ЕМАП на опір напівпровідникових елементів після завершення дії зондуючого імпульсу живлення перетворювача. Такий підхід дає лише частковий ефект через падіння напруги на напівпровідникових елементах при проходженні імпульсу потужного струму. Дослідженнями авторів показано, що значною мірою зменшити тривалість дзвону і, відповідно, величину неконтрольованої приповерхневої зони можливо завдяки компенсації накопиченої енергії в елементах ЕМА приладу, а також пригнічення дзвону ЕМАП. Розроблено засіб для формування групи імпульсів, необхідних для забезпечення роботи ультразвукового приладу. Ефективність розробленого методу контролю підтверджено експериментально.
Посилання
Ukrainian science and research institute of non-dectructive testing. Available at: https://www.autondt.com/ (access date 18.01.2025).
Suchkov H.M., Myhushchenko R.P., Kropachek O.Yu., Kalnytskyi M.E., Koshkarov Yu.Yu., Bobrov O.H. Doslidzhennia ta rozrobka metodu i zasobu ultrazvukovoho kontroliu feromahnitnykh vyrobiv iz pidvyshchenoiu chutlyvistiu [Study and development of a method and means for ultrasonic testing of ferromagnetic products with enhanced sensitivity]. Ukrainian Metrological Journal, 2025, no. 2, pp. 8–15 (in Ukrainian). doi: https://doi.org/10.24027/2306-7039.2.2025.333806
Pliesnetsov S.Yu. Rozvytok metodiv ta zasobiv dlia elektromahnitno-akustychnoho kontroliu stryzhnevykh, trubchastykh ta lystovykh metalovyrobiv [Development of methods and tools for electromagnetic-acoustic testing of rod, tubular and sheet metal products]: abstr. of d-r tech. sci. diss. 05.11.13. Kharkiv, 2021. 40 p. (in Ukrainian).
Suchkov H., Myhushchenko R., Pliesnetsov S., Pliesnetsov Yu. et al. Pidvyshchennia chutlyvosti elektromahnitno-akustychnykh peretvoriuvachiv dlia kontroliu, vymiriuvannia i diahnostyky feromahnitnykh metalovyrobiv za rakhunok zbilshennia velychyny induktsii mahnitnoho polia. Ohliad [Increasing the sensitivity of electromagnetic-acoustic transducers for testing, measurement and diagnostics of ferromagnetic metal products via increase in the value of magnetic field induction. Overview]. Tekhnichna Elektrodynamika, 2025, no. 2 (in Ukrainian). doi: https://doi.org/10.15407/techned2025.02.085
Karpash M.O., Rybitskyi I.V., Koturbash T.T., Bondarenko O.H., Karpash O.M. Akustychnyi kontrol konstruktsii ta ustatkuvannia u naftohazovii haluzi: monohrafiia [Acoustic inspection of structures and equipment in the oil and gas industry: monograph]. Ivano-Frankivsk, 2012. 420 p. (in Ukrainian).
Desiatnichenko O.V. Elektromahnitno-akustychnyi tovshchynomir dlia kontroliu metalovyrobiv z dielektrychnymy pokryttiamy [Electromagnetic-acoustic thickness gauge for checking metal products with dielectric coatings]: cand. tech. sci. diss: 05.11.13. Kharkiv, 2015. 172 p. (in Ukrainian).
Salam Boussi. Elektromahnitno-akustychni peretvoriuvachi dlia ultrazvukovoho kontroliu metalovyrobiv [Electromagnetic-acoustic transducers for ultrasonic testing of metal products]: cand. tech. sci. diss: 05.11.13. Kharkiv, 2020. 158 p. (іn Ukrainian).
Pozniakova M.Ie., Suchkov H.M., Myhushchenko R.P., Kropachek O.Iu., Donchenko A.V. Vdoskonalennia vymiriuvalnoho ultrazvukovoho elektromahnitno-akustychnoho peretvoriuvacha [Improvement of the measuring ultrasonic electromagnetic-acoustic transducer]. Ukrainian Metrological Journal, 2023, no. 1, pp. 27–33. doi: https://doi.org/10.24027/2306-7039.1.2023.282540 (in Ukrainian).
Infineon Technologies Website. Available at: https://www.infineon.com/assets/row/public/documents/24/49/infineon-irlb3036-datasheet-en.pdf
Xinfeng Guo, Junjie Lin, Yanxun Xiang. Design of A Rayleigh wave EMAT by using Racetrack Coil and Periodic Permanent Magnets. Proceedings of 2nd International Symposium on Sensor Technology and Control (ISSTC), 2023. doi: https://doi.org/10.1109/ISSTC59603.2023.10280798
Ogata S., Uchimoto T., Takagi T., Dobmann G. Development and performance evaluation of a high-temperature electromagnetic acoustic transducer for monitoring metal processing. International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 2018, vol. 58, issue 3. doi: https://doi.org/10.3233/JAE-180016
Chenxi Xie, Tianhao Liu, Cuixiang Pei et al. A new longitudinal mode guided-wave EMAT with periodic pulsed electromagnets for non-ferromagnetic pipe. Sensors and Actuators A: Physical, 2021, vol. 331, 112991. doi: https://doi.org/10.1016/j.sna.2021.112991
Guofu Zhai, Bao Liang, Xi Li, Yuhang Ge, Shujuan Wang. High-temperature EMAT with double-coil configuration generates shear and longitudinal wave modes in paramagnetic steel. NDT and E International, 2022, vol. 125. doi: https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2021.102572
Suzhen Liu, Ke Chai, Chuang Zhang, Liang Jin, Qingxin Yang. Electromagnetic Acoustic Detection of Steel Plate Defects Based on High-Energy Pulse Excitation. Applied Sciences, 2020, vol. 10, 5534. doi: https://doi.org/10.3390/app10165534
Ambuj K. Gautam, Ching-Chung Yin, Bishakh Bhattacharya. A new chevron electromagnetic acoustic transducer design for generating shear horizontal guided wave. Ultrasonics, 2023, vol. 135, 107137. doi: https://doi.org/10.1016/j.ultras.2023.107137
Bolyukh V.F., Suchkov G.M., Mygushchenko R.P., Kalnytskyi M.E. Determination of parameters of an autonomous source of a constant magnetic field for a portable electromagnetic-acoustic transducer. Electrical Engineering & Electromechanics, 2025, no. 4, pp. 72–79. doi: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2025.4.09
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
ПОЛІТИКА, ЯКА РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ ЖУРНАЛАМ, ЩО ПРОПОНУЮТЬ ВІДКРИТИЙ ДОСТУП З ЗАТРИМКОЮ
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 12 місяців з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
