Quantificando a espessura relativa de materiais ferromagnéticos condutores usando sensores de corrente pulsados à base de bobina de detector

Resumo

Aqui, apresentamos um protocolo para quantificar a espessura relativa (ou seja, espessura como uma porcentagem em relação a uma referência) de materiais ferromagnéticos condutores usando sensores de corrente de redemoinho pulsados à base de bobina de detector, ao mesmo tempo em que superam a calibração Exigência.

Resumo

A quantificação da espessura de materiais ferromagnéticos condutores por meio de avaliação não destrutiva (NDE) é um componente crucial do monitoramento estrutural da saúde da infraestrutura, especialmente para avaliar a condição de grande diâmetro canos ferromagnéticos encontrados nos setores de energia, água, petróleo e gás. A detecção de corrente de redemoinho pulsada (PEC), especialmente a arquitetura do sensor PEC baseada em bobinas de detector, estabeleceu-se ao longo dos anos como um meio eficaz para servir a esse propósito. Abordagens para a concepção de sensores pec, bem como sinais de processamento foram apresentados em obras anteriores. Nos últimos anos, o uso da taxa de decaimento do sinal pec de domínio de tempo baseado em bobina de detector com fins para fins de quantificação de espessura tem sido estudado. Tais obras estabeleceram que o método baseado em taxa de decaimento mantém a generalidade da arquitetura de sensores baseadas em bobinas do detector, com um grau de imunidade a fatores como forma e tamanho do sensor, número de curvas de bobina e corrente de excitação. Além disso, este método tem mostrado a sua eficácia em NDE de tubos de grande papel ão feitos de ferro fundido cinza. Seguindo tal literatura, o foco deste trabalho é explicitamente o detetor do detetor do sensor do PEC que bobina a redução da taxa de decadência do material ferromagnético condutor da espessura do material. No entanto, o desafio enfrentado por este método é a dificuldade de calibração, especialmente quando se trata de aplicações como a avaliação da condição do tubo in situ desde a medição de propriedades elétricas e magnéticas de certos materiais de tubulação ou a obtenção de calibração amostras é difícil na prática. Motivado por esse desafio, em contraste com a estimativa da espessura real, como feito por alguns trabalhos anteriores, este trabalho apresenta um protocolo para o uso do método baseado na taxa de decaimento para quantificar a espessura relativa (ou seja, espessura de um determinado local em relação a um espessura máxima), sem a exigência de calibração.

Introdução

A técnica de detecção de corrente de redemoinho pulsada (PEC) é talvez o membro mais versátil da família de técnicas de avaliação não destrutiva (NDE) de corrente de redemoinho (CE) e tem muitas aplicações na detecção e quantificação de defeitos, e a geometria de metais e estruturas metálicas^1. A quantificação da espessura de estruturas condutivas semelhantes a paredes ferromagnéticas, com espessuras de parede não superiores a alguns milímetros a algumas dezenas de milímetros, é um serviço de engenharia de alta demanda no campo do monitoramento estrutural da saúde da infraestrutura. Infra-estrutura crítica feita de ligas ferromagnéticas que exi....

Protocolo

1. Extrair a taxa de decaimento β de um sinal pec à base de bobina de detector disponível

1. Expresse um sinal pec capturado experimentalmente disponível (ou seja, uma tensão de bobina de detector de domínio do tempo (denotada como V(t)))na forma logarítica de ln[V(t)]. Um sinal típico pec expresso na forma de ln[V(t)]é mostrado na Figura 1.
2. Encontre uma região linear na forma de tal

Resultados

Os resultados representativos desta seção foram gerados usando os sinais pec fornecidos como material suplementar com referência^8; como mencionado acima, os sinais foram capturados em amostras de ferro fundido cinza extraído do leito de teste de tubos em Sydney Austrália, cuja localização e detalhes vintage são fornecidos em referências^9,10,11.

A Figura 1

Discussão

Foi apresentado um protocolo para quantificar a espessura relativa (ou seja, espessura em percentagem no que diz respeito a uma referência) de materiais ferromagnéticos condutores utilizando sensores pec à base de bobina de detector. A principal vantagem deste método é a capacidade de superar o requisito de calibração (ou seja, superar a necessidade de medir ou estimar a permeabilidade magnética e a condutividade elétrica do material que está sendo inspecionado para permitir a quantificação da espessura). O protocolo env.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Um sistema de detecção PEC baseado em bobina detectora.	N/A		Os resultados representativos deste trabalho foram gerados utilizando o sistema PEC desenvolvido pela University of Technology Sydney (UTS), Austrália e publicado em trabalhos 6,8. Este sistema pode ser acessível aos leitores por meio da colaboração com a UTS.
Um material ferromagnético condutor adequado de espessura variável.	N/A		Os resultados representativos deste trabalho foram gerados pela aquisição de medições de PEC em peças de teste de ferro fundido cinzento extraídas de um banco de testes de tubos localizado em Sydney, Austrália, cuja localização e detalhes de safra estão disponíveis nas referências 9-11. O banco de ensaio de tubos, bem como as amostras de calibração extraídas, podem ser acessíveis aos leitores através da colaboração com a UTS.
Uma plataforma de computação para processamento de sinais PEC	MathWorks, Natick, MA, EUA.		É necessária uma plataforma de computação na qual o algoritmo de processamento de sinal PEC possa ser codificado e executado. Nesta publicação, o processamento do sinal PEC foi feito usando um executável de software denominado "PEC_Signal_Processor", produzido usando MATLAB R2017b, Editora: MathWorks, Natick, MA, EUA.
Um aplicativo que pode produzir uma tabela contendo sinais PEC brutos (por exemplo, Microsoft Office Excel).	Microsoft Corporation, One Microsoft Way, Redmond, Washington, EUA.		O Microsoft Office Excel (Office 16) foi utilizado para o trabalho desta publicação.