К вопросу о повышении эффективности проходного электромагнитно-акустического преобразователя продольных волн

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Теоретически и экспериментально исследована возможность повышения эффективности проходных электромагнитно-акустических (ЭМА) преобразователей продольных волн при изменении направления тока в высокочастотном индукторе и формировании сонаправленного (противонаправленного) включения магнитного поля индуктора относительно поляризующего поля постоянного намагничивания. Показано, что увеличение эффективности ЭМА-преобразования за счет электродинамического механизма обусловлено локальным увеличением плотности вихревых токов по краям апертуры высокочастотного индуктора при противонаправленном включении магнитного поля. Указанные закономерности проявляются наиболее явно для образцов с высокой магнитной проницаемостью.

Об авторах

О. В Муравьева

ФГБОУ ВО Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова;ФГБУН УдмФИЦ УрО РАН

Email: olgak166@mail.ru
Ижевск, Россия

Ю. В Мышкин

ФГБОУ ВО Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова

Ижевск, Россия

А. А Наговицын

ФГБОУ ВО Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова

Ижевск, Россия

Список литературы

  1. Hirao M., Ogi H. Electromagnetic Acoustic Transducers. Springer. 2017. P. 360. doi: 10.1007/978-4-431-56036-4
  2. Liu T., Jin Y., Pei C., Han J., Chen Z. A compact guided-wave EMAT with pulsed electromagnet for ferromagnetic tube inspection // International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics. 2020. V. 64. No. 1-4. P. 951-958. doi: 10.3233/JAE-209409
  3. Munoz C.Q.G., Jimenez A.A., Marquez F.P.G., Kogia M., Cheng L., Mohimi A., Papaelias M. Cracks and Welds Detection Approach in Solar Receiver Tubes Employing EMATs // Structural Health Monitoring. 2017. https://doi.org/10.1177/1475921717734501
  4. Муравьева О.В., Муравьев В.В. Методические особенности использования SH-волн и волн Лэмба при оценке анизотропии свойств листового проката // Дефектоскопия. 2016. № 7. С. 3-11.
  5. Aleshin N.P., Krysko N.V., Kusyy A.G., Skrynnikov S.V., Mogilner L.Yu. Investigating the Detectability of Surface Volumetric Defects in Ultrasonic Testing with the Use of Rayleigh Waves Generated by an Electromagnetic-Acoustic Transducer // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2022. V. 57. No. 5. P. 361-368.
  6. Алешин Н.П., Крысько Н.В., Кусый А.Г., Скрынников С.В. Могильнер Л.Ю. Исследование выявляемости поверхностных объемных дефектов при ультразвуковом контроле с применением волн Рэлея, генерируемых электромагнитно-акустическим преобразователем // Дефектоскопия. 2021. № 5. С. 22-30. doi: 10.31857/S0130308221050031
  7. Aleshin N.P., Krysko N.V., Skrynnikov S.V., Kusyy A.G. Studying Detectability of Plane Surface Defects by Ultrasonic Method Using Rayleigh Waves // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2021. V. 57. No. 6. P. 446-454.
  8. Алешин Н.П., Крысько Н.В., Скрынников С.В., Кусый А.Г. Исследование выявляемости поверхностных плоскостных дефектов ультразвуковым методом с применением волн Рэлея // Дефектоскопия. 2021. № 6. С. 26-34. doi: 10.31857/S0130308221060038
  9. Муравьев В.В., Гущина Л.В., Казанцев С. Оценка накопленной поврежденности шеек осей колесных пар вагонов ультразвуковым методом с использованием рэлеевских и головных волн // Дефектоскопия. 2019. № 10. С. 14-23. doi: 10.1134/S0130308219100026
  10. Муравьева О.В., Волкова Л.В., Муравьев В.В., Синцов М.А., Мышкин Ю.В., Башарова А.Ф. Чувствительность электромагнитно-акустического метода многократной тени с использованием рэлеевских волн при контроле труб нефтяного сортамента // Дефектоскопия. 2020. № 12. С. 48-57. doi: 10.31857/S0130308220120052.
  11. Муравьева О.В., Муравьев В.В., Стрижак В.А., Мурашов С.А., Пряхин А.В. Акустический волноводный контроль линейно-протяженных объектов. Издательство Сибирского отделения РАН, 2017. С. 234.
  12. Kapayeva S.D., Bergander M.J., Vakhguelt A., Khairaliyev S. Remaining life assessment for boiler tubes affected by combined effect of wall thinning and overheating // Journal of Vibroengineering. 2017. V. 19. No. 8. P. 5892-5907. doi: 10.21595/jve.2017.18219
  13. Ашихин Д.С., Федоров А.В. Исследование влияния параметров электромагнитно-акустического преобразователя на точность измерения толщины изделий // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22. № 2. С. 376-384. doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-2-376-384
  14. Сучков Г.М., Мигущенко Р.П., Кропачек О.Ю., Плеснецов С.Ю., Билык З.В., Хорошайло Ю.Е., Ефименко С.А., Салам Б. Бесконтактный спектральный экспресс-способ обнаружения коррозионных повреждений металлоизделий // Дефектоскопия. 2020. № 1. С. 14-21. doi: 10.31857/S0130308220010029
  15. Бабкин С.Э. Определение скорости основных типов акустических волн в металлах приставным датчиком // Дефектоскопия. 2020. № 4. С. 32-39. doi: 10.31857/S0130308220040041
  16. Murav'eva O., Murav'ev V., Volkova L., Kazantseva N., Nichipuruk A., Stashkov A. Acoustic properties of low-carbon 2% Mn-doped steel manufactured by laser powder bed fusion technology // Additive Manufacturing. 2022. V. 51. P. 102635. doi: 10.1016/j.addma.2022.102635
  17. Федорова Н.В., Леньков С.В. Исследование магнитоупругих свойств аморфно-кристаллического сплава fe73.7cu1.0nb3.2si12.7b9.4 и методика эксперимента при использовании электромагнитно-акустического преобразования // Химическая физика и мезоскопия. 2020. Т. 22. № 4. С. 448-457. doi: 10.15350/17270529.2020.4.42
  18. Муравьев В.В., Будрин А.Ю., Синцов М.А. Влияние циклически изменяющихся нагрузок на скорости сдвиговых и Рэлеевских волн в стальных прутках разной термической обработки // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18. № 4. С. 4-10. doi: 10.22213/2410-9304-2020-4-10
  19. Волкова Л.В., Муравьева О.В., Муравьев В.В. Неравномерность акустической анизотропии толстолистового стального проката // Сталь. 2021. № 5. С. 36-41.
  20. Булдакова И.В., Волкова Л.В., Муравьев В.В. Распределение напряжений в образцах труб магистральных газопроводов со сварным соединением // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18. № 1. С. 4-8. doi: 10.22213/2410-9304-2020-1-4-8
  21. Муравьев В.В., Муравьева О.В., Будрин А.Ю., Синцов М.А., Зорин А.В. Акустическая структуроскопия стальных образцов, нагруженных изгибом с вращением при испытаниях на усталость // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. 2019. Т. 22. № 1. С. 37-44. doi: 10.22213/2413-1172-2019-1-37-44
  22. Liu Z., Deng L., Zhang Y., Li A., Bin W., He C. Development of an omni-directional magnetic-concentrator-type electromagnetic acoustic transducer // NDT & E International. 2020. V. 109. P. 102193. doi: 10.1016/j.ndteint.2019.102193
  23. Сучков Г.М., Мигущенко Р.П., Кропачек О.Ю. Портативный накладной прямой совмещенный электромагнитно-акустический преобразователь для ультразвукового контроля через диэлектрические слои толщиной до 20 мм на поверхности ферромагнитных металлоизделий // Дефектоскопия. 2022. № 5. С. 13-23. doi: 10.31857/S0130308222050025
  24. Злобин Д.В., Муравьева О.В. Особенности построения аппаратуры электромагнитно-акустической дефектоскопии пруткового проката с использованием стержневых волн // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. 2012. № 4 (56). С. 99-104.
  25. Rieger K., Erni D., Rueter D. Noncontact reception of ultrasound from soft magnetic mild steel with zero applied bias field EMATs // NDT & E International. 2022. V. 125. P. 102569. doi: 10.1016/j.ndteint.2021.102569
  26. Ren W., He J., Dixon S., Xu K. Enhancement of EMAT's efficiency by using silicon steel laminations back-plate // Sensors and Actuators A: Physical. 2018. V. 274. P. 189-198. doi: 10.1016/j.sna.2018.03.010
  27. Xiang L., Dixon S., Thring C.B., Li Z. Edwards R.S. Lift-off performance of electromagnetic acoustic transducers (EMATs) for surface acoustic wave generation // NDT & E International. 2022. V. 126. P. 102576. doi: 10.1016/j.ndteint.2021.102576
  28. Tu J., Zhong Z., Song X., Zhang X., Deng Z., Liu M. An external through type RA-EMAT for steel pipe inspection // Sensors and Actuators A: Physical. 2021. V. 331. P. 113053. doi: 10.1016/j.sna.2021.113053
  29. Liu H., Liu T., Yang P., Liu Y., Gao S., Li Y., Li T., Waang Y. Design and experiment of array Rayleigh wave-EMAT for plane stress measurement // Ultrasonics. 2022. V. 120. P. 106639. doi: 10.1016/j.ultras.2021.106639
  30. Tkocz J., Greenshields D., Dixon S. High power phased EMAT arrays for nondestructive testing of as-cast steel // NDT & E International. 2019. V. 102. P. 47-55. doi: 10.1016/j.ndteint.2018.11.001
  31. Муравьев В.В., Муравьева О.В., Петров К.В. Связь механических свойств пруткового проката из стали 40Х со скоростью объемных и рэлеевских волн // Дефектоскопия. 2017. № 8. С. 20-28.
  32. Murav′eva O.V., Brester A.F., Murav′ev V.V.Comparative Sensitivity of Informative Parameteres of Electromagnetic-Acoustic Mirror-Shadow Multiple Reflections Method during Bar Stock Testing // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2022. V. 58. No. 8. P. 689-704.
  33. Муравьева О.В., Брестер А.Ф., Муравьев В.В. Сравнительная чувствительность информативных параметров электромагнитно-акустического зеркально-теневого метода на многократных отражениях при контроле пруткового проката // Дефектоскопия. 2022. № 8. С. 36-51.
  34. Муравьева О.В., Муравьев В.В., Кокорина Е.В., Лойферман М.А. Реальная чувствительность входного акустического контроля прутков-заготовок при производстве пружин // В мире неразрушающего контроля. 2013. № 1 (59). С. 52-60.
  35. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В. Динамические задачи теории упругости в приложении к проблемам акустического контроля и диагностики. М.: ООО Издательская фирма "Физико-математическая литература", 2004. 135 с. ISBN 5-94052-061-X.
  36. Костин В.Н., Василенко О.Н., Сандомирский С.Г. Структурная чувствительность параметров несимметричного цикла "коэрцитивный возврат-намагничивание" термообработанных низкоуглеродистых сталей // Дефектоскопия. 2018. № 11. С. 36-42. doi: 10.1134/S0130308218110052
  37. Stashkov A.N., Schapova E.A., Nichipuruk A.P., Korolev A.V. Magnetic incremental permeability as indicator of compression stress in low-carbon steel // NDT & E International. 2021. V. 118. P. 102398. doi: 10.1016/j.ndteint.2020.102398
  38. Serbin E.D., Kostin V.N., Vasilenko O.N., Ksenofontov D.G., Gerasimov E.G., Terentev P.B. Influence of the two-stage plastic deformation on the complex of the magnetoacoustic characteristics of low-carbon steel and diagnostics of its structural state // NDT & E International. 2020. V. 116. P. 102330. doi: 10.1016/j.ndteint.2020.102330
  39. Wang S., Kang L., Li Z., Zhai G., Zhang L. 3-D modeling and analysis of meander-line-coil surface wave EMATs // Mechatronics. 2012. V. 22. No. 6. P. 653-660. doi: 10.1016/j.mechatronics.2011.04.001
  40. Муравьева О.В., Петров К.В. Акустическое поле, формируемое в условиях импульсного излучения-приема на поверхности эллиптического цилиндра // Акустический журнал. 2019. Т. 65. № 1. С. 110-119. doi: 10.1134/S0320791919010064
  41. Plesnetsov S.Yu., Petrishchev O.N., Mygushchenko R.P., Suchkov G.M. Simulation of electromagnetic-acoustic conversion process under torsion waves excitation. part 2 // Technical Electrodynamics. 2018. № 1. P. 30-36. doi: 10.15407/techned2018.01.030
  42. Li Y., Liu Z., Miao Y., Yuan W., Liu Z. Study of a spiral-coil EMAT for rail subsurface inspection // Ultrasonics. 2020. V. 108. P. 106169. doi: 10.1016/j.ultras.2020.106169
  43. Сандомирский С.Г. Использование параметров предельной петли гистерезиса для синтеза структурочувствительных магнитных параметров сталей // Контроль. Диагностика. 2017. № 11. С. 26-31. doi: 10.14489/td.2017.11.pp.026-031

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023