Quantifier l'épaisseur relative des matériaux ferromagnetic conductrices à l'aide de capteurs à effet de détecteur à base de particules d'Eddy

La technique de détection du courant de remous pulsé (PEC) est peut-être le membre le plus polyvalent de la famille des techniques d’évaluation non destructive (NDE) du courant de remous (EC) et a de nombreuses applications dans la détection et la quantification des défauts, ainsi que la géométrie des métaux et des structures métalliques¹. La quantification d’épaisseur des structures ferromagnetic conductrices de mur-comme, ayant des épaisseurs de mur de pas plus de quelques millimètres à quelques dizaines de millimètres, est un service d’ingénierie à forte demande dans le domaine de la surveillance structurale de santé de l’infrastructure. Les infrastructures essentielles faites d’alliages ferromagnetic qui nécessitent ce service sont couramment disponibles dans les industries de l’énergie, de l’eau, du pétrole et du gaz. Alors que les capteurs PEC peuvent être conçus suivant plusieurs architectures, l’architecture à bobinede détecteur a été déterminé pour être le plus efficace et couramment utilisé dans l’évaluation de l’état des matériaux ferromagnetic^2,3,4^,5. Par conséquent, c’est l’architecture du capteur PEC à bobine de détecteur qui pose les bases du problème de la quantification de l’épaisseur des matériaux ferromagnetic conductifs.

L’architecture du capteur PEC à base de bobines de détecteur est généralement composée de deux bobines concentriquement enroulées, cœur d’air,^{conductrices 2,3,4,5,6} (généralement bobines de cuivre). Il est assez fréquent de vent ces bobines d’être circulaire dans la forme^2,3,4,^5,6, mais parfois, rectangulaire bobines de forme⁶ ont été utilisés. Des deux bobines dans le capteur, l’une se comporte comme une bobine d’exciteur tandis que l’autre agit comme la bobine de détecteur. Dans un capteur PEC, la bobine d’excitant est excitée par une impulsion de tension – quelque chose qui peut être caractérisé comme une fonction d’étape Heaviside en principe. Cette excitation pulsée génère un champ magnétique transitoire (appelé le champ principal) autour du capteur. Lorsque le capteur est placé à côté d’une pièce d’essai conductrice (p. ex., une structure conductrice ressemblant à une paroi ferromagnétique), ce champ magnétique transitoire induit des courants de remous variables dans la pièce d’essai. Ces courants de remous génèrent un champ magnétique secondaire (appelé champ secondaire) qui s’oppose au champ primaire. En réponse à l’effet résultant des champs primaires et secondaires, une tension transitoire est induite dans la bobine de détecteur – qui devient le signal de PEC de domaine de temps d’intérêt pour ce travail.

Le taux de désuture de la tension de la tension de la bobine de détecteur de détecteur de PEC (dénoté comme étant ‘) a été rapporté^6,7,8 pour montrer la proportionnalité de ², lorsqu’un signal est acquis plaçant un capteur PEC au-dessus d’une couche ferromagnetic conductive de perméabilité magnétique, conductivité électrique , et l’épaisseur d. Bien que cette fonction de signal de débit de désuétude ait une immunité considérable à des paramètres tels que la taille du capteur, la forme du capteur et le décollage^6,7,8, ce qui rend le taux de désintégration hautement souhaitable pour les scénarios de NDE difficiles tels que l’évaluation de l’état du tuyau in situ^9,10,11, cette fonctionnalité doit être calibrée (c.-à-d., , , de l’estimation du matériau inspecté) pour permettre l’épaisseur (c.-à-d. , d) quantification. Pour permettre des méthodes conventionnelles de quantification d’épaisseur basée sur le taux de décomposition^6,8, cet étalonnage doit être fait en extrayant des échantillons d’étalonnage^6,8 ou en impliquant des méthodes de caractérisation des matériaux à base de courant de remous^12,13. Alternativement, la complexité de l’étalonnage peut être évitée en représentant l’épaisseur sous forme d’épaisseur relative. Supposons qu’un exercice NDE soit effectué et que les valeurs de l’A soient extraites des signaux, alors, la valeur de la valeur du point d’épaisseur maximum dans la pièce d’essai est considérée comme une référence (c.-à-d. , _{ref ‘max max}^2); puis, l’épaisseur de tout autre emplacement peut être représentée en pourcentage de l’épaisseur maximale dans la forme, présentant une épaisseur relative comme la sortie, qui est toujours utile information qualitative comme une sortie NDE qui porte également la simplicité de ne pas avoir à calibrer pour ‘ ,. Le protocole présenté ici décrit les étapes à suivre pour y parvenir.

Étant donné que le taux de désintégration montre la généralité à l’architecture du capteur PEC à bobine de détecteur tout en montrant l’immunité aux paramètres de la conception du capteur ainsi que le décollage^6,7,8,14, les praticiens peuvent utiliser n’importe quel détecteur à bobine basée sur le système de détection PEC de leur choix sur un matériau ferromagnetic conductif approprié pour effectuer la quantification relative de l’épaisseur suivant le protocole ici. Un exemple de conception de capteur PEC pour un matériau ferromagnetic conducteur est disponible pour les lecteurs intéressés¹⁵. Les signaux et les résultats présentés dans ce travail ont été acquis à l’aide du système PEC développé par l’Université de technologie de Sydney^6,8. Le matériau ferromagnetic conducteur utilisé pour les résultats représentatifs acquis par le système PEC est la fonte grise extraite d’un lit d’essai de tuyau^9,10,11 à Sydney en Australie.

Il convient de noter que les méthodes, les résultats et les discussions présentés dans cette publication se concentrent explicitement sur l’utilisation du taux de désintégration du signal de désuture du signal de domaine du domaine PEC basé sur la bobine de détecteur pour la quantification de l’épaisseur des matériaux ferromagnetic conductifs. La publication n’inclut pas une discussion plus large sur les conventions générales des principes de détection pec et les configurations de capteurs. D’autres travaux publiés^16,17,18 peuvent être utiles pour les lecteurs d’acquérir plus de perspicacité sur les configurations de capteurs PEC autres que l’architecture de capteur à bobine de détecteur.