EMAT (Electro Magnetic Acoustic Transducer) ist eine Ultraschallprüftechnik (UT), bei der der Schall in dem untersuchten Teil und nicht im Schallkopf erzeugt wird.
Ein EMAT induziert Ultraschallwellen in ein Testobjekt mit zwei wechselwirkenden Magnetfeldern. Ein relativ hochfrequentes (HF-Feld), das von elektrischen Spulen erzeugt wird, interagiert mit einem niederfrequenten oder statischen Feld, das von Magneten erzeugt wird, und erzeugt auf ähnliche Weise wie bei einem Elektromotor eine Lorentzkraft.
Diese Störung wird auf das Gitter des Materials übertragen und erzeugt eine elastische Welle. In einem reziproken Prozess induziert die Wechselwirkung elastischer Wellen in Gegenwart eines Magnetfeldes Ströme im empfangenden EMAT-Spulenkreis.
Bei ferromagnetischen Leitern erzeugt die Magnetostriktion zusätzliche Spannungen, die die Signale auf ein viel höheres Niveau verstärken, als es allein durch die Lorentzkraft erreicht werden könnte. Mit unterschiedlichen Kombinationen von HF-Spulen und Magneten können verschiedene Arten von Wellen erzeugt werden.
Da der Schall im geprüften Teil und nicht im Wandler erzeugt wird, bieten EMATs die folgenden Vorteile gegenüber herkömmlichen piezoelektrischen Wandlern:
EMAT ist in der Lage, alle bei der Ultraschallprüfung verwendeten Wellenmodi zu erzeugen, einschließlich einiger Modi, die mit herkömmlichen piezoelektrischen Wandlern sehr schwierig oder unpraktisch sind. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über den Wellentyp und die Technik, die für verschiedene Anwendungen zur Verfügung stehen.
1 Generation aus praktischen Gründen auf EMAT beschränkt
2 Besonders gut geeignet für die Generierung mit EMAT
Eigenschaften
Anwendungen
Einzigartigkeit des elektromagnetischen Schallwandlers (EMAT)
Eigenschaften
Anwendungen
Einzigartigkeit des elektromagnetischen Schallwandlers (EMAT)
Eigenschaften
Anwendungen
Einzigartigkeit des elektromagnetischen Schallwandlers (EMAT)
Als Ultraschalltechnik kann EMAT verwendet werden, um ISO-, AWS-, API-, MIL-STD- und andere internationale Ultraschallprüfstandards zu erfüllen. Innerspec Technologies hat bereits Systeme eingesetzt, die darauf ausgelegt sind, die folgenden Anforderungen zu erfüllen:
EMAT wird auch in mehreren EMAT-Ultraschallstandards und -codes, einschließlich der folgenden ASTM-Leitfäden, ausdrücklich erwähnt:
Der elektromagnetische Schallwandler (EMAT) ist eine zerstörungsfreie Ultraschallprüfung (ZFP), die ohne Kontakt oder Koppelmittel funktioniert. Der Schall wird direkt im Material neben dem Schallkopf erzeugt. Dieses koppelmittelfreie Merkmal macht den elektromagnetischen Schallwandler für verschiedene Anwendungen einzigartig:
Eigenschaften
Anwendungen
Einzigartigkeit des elektromagnetischen Schallwandlers (EMAT)
Eigenschaften
Anwendungen
Einzigartigkeit des elektromagnetischen Schallwandlers (EMAT)
Eigenschaften
Anwendungen
Einzigartigkeit des elektromagnetischen Schallwandlers (EMAT)
Bei der Ultraschallprüfung werden hochfrequente Schallwellen verwendet, um Unvollkommenheiten zu erkennen, Messungen durchzuführen oder Veränderungen der Materialeigenschaften fester Objekte zu lokalisieren. Aufgrund seiner Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit ist UT eine der am schnellsten wachsenden zerstörungsfreien Prüfverfahren. Es ist die Methode der Wahl für kritische Anwendungen, bei denen eine vollständige volumetrische Inspektion erforderlich ist, insbesondere wenn das zu prüfende Objekt nur eingeschränkt zugänglich ist.
Der piezoelektrische Kristall erzeugt eine mechanische Störung (Ultraschallwelle), wenn er einer Spannung ausgesetzt wird. Diese Ultraschallwelle gelangt vom Transducer in das Objekt, um die Inspektion durchzuführen. Da Ultraschallwellen aufgrund von Impedanzunterschieden nicht leicht durch die Luft übertragen werden können, muss der Schallkopf an den zu prüfenden Feststoff herangeführt werden, wobei zwischen dem Schallkopf und dem zu prüfenden Feststoff eine Flüssigkeit zu verwenden ist.
Ein EMAT oder Electro Magnetic Acoustic Transducer besteht aus einem Magneten und einer Drahtspule und beruht auf elektromagnetischer akustischer Wechselwirkung zur Erzeugung elastischer Wellen (Ultraschall). Mithilfe von Lorentzkräften und Magnetostriktion interagieren der EMAT und die Prüfoberfläche aus Metall und erzeugen eine akustische Welle im Material. Das zu prüfende Material ist ein eigener Schallkopf, und es ist nicht erforderlich, den EMAT mit dem Material zu koppeln, was einer der Vorteile von EMAT ist. Weitere Informationen finden Sie unter EMAT-Technologie.
EMATs können problemlos jeden Wellenmodus erzeugen, der mit piezoelektrischen UT verfügbar ist (Rayleigh, Creeping, Shear Vertical, Longitudinal) sowie andere, die mit herkömmlichen Methoden nur sehr schwer zu erzeugen sind (Shear Horizontal, Lamb). Außerdem können EMATs Scherwellen in jedem beliebigen Winkel erzeugen und das Material mit demselben Wandler durch einfaches Ändern der Frequenz von 0º bis 90º bewegen. In Bezug auf die verfügbaren Frequenzen hat Innerspec Systeme im Bereich von 50 kHz bis 12 MHz eingesetzt.
Da der Schall in dem geprüften Teil erzeugt wird, bietet der EMAT-Test mehrere einzigartige Vorteile:
Aufgrund der spezifischen Partikelbewegung ist horizontal polarisierte Scherenergie das einzig praktikable Mittel, um austenitische Schweißnähte und Materialien mit dendritischen Kornstrukturen (z. B. Edelstahlschweißnähte) mit Ultraschall zu untersuchen. Darüber hinaus füllen horizontale Scherwellen als geführte Welle oder Plattenwelle die gesamte Materialdicke aus und ermöglichen eine vollständige Dickenmessung in einem Durchgang des Schallkopfs.
EMAT eignet sich besonders gut für reale industrielle Anwendungen, bei denen Geschwindigkeit und Genauigkeit der Inspektion von größter Bedeutung sind und die Material- und Prozessbedingungen aufgrund der Vorteile des EMAT-Tests, die wir zuvor gesehen haben, nicht immer ideal sind.
EMAT funktioniert mit jedem Material, das Elektrizität leitet. Insgesamt funktioniert EMAT mit fast allen Metallen, einige Metalle eignen sich jedoch besser für diese Technik als andere.
EMAT ist eine relativ neue Technik, die von vielen potenziellen Nutzern noch nicht erforscht wird. EMAT-Wandler benötigen außerdem eine hohe Leistung und spezielle elektronische Ausrüstung, die nicht überall erhältlich ist. In dem Maße, in dem die Industrie die Vorteile von EMAT-Tests entdeckt, wird sich deren Einsatz auf immer mehr Anwendungen ausweiten.
In Bezug auf die Wellenausbreitung und die Reaktion auf Defekte gelten für EMAT dieselben Standards, die für konventionelle UT gelten. Darüber hinaus gibt es anerkannte ASTM-Normen für die EMAT-Inspektion. Vgl. EMAT-Technologie.
Da EMAT mehr Strom benötigt, um den Ultraschall zu erzeugen, sind EMAT-Instrumente im Allgemeinen teurer als piezoelektrische UT-Instrumente. Da jedoch die Lieferung und Entsorgung von Koppelmitteln entfällt und sie weniger von Prozess- und Materialbedingungen beeinflusst werden, sind sie in integrierten Inspektionssystemen deutlich kostengünstiger. Im Allgemeinen sind integrierte EMAT-Systeme in der Regel den piezoelektrischen UT-Systemen ebenbürtig oder kostengünstiger.
Die Inspektion in Echtzeit bei Produktionsgeschwindigkeiten ist einer der interessantesten Vorteile von EMAT. Wir verfügen derzeit über Systeme zur Schweißnahtprüfung, die mit 3 m/s arbeiten, und einige Anwendungen haben Inspektionsgeschwindigkeiten von 26 m/s erreicht.
Ja. Weder mit der Technologie noch mit der Ausrüstung sind Gesundheitsrisiken verbunden.
Ja, EMAT-Wandler können in Phased-Arrays verwendet werden. Innerspec Technologies hat mehrere Anwendungen mit Phased-Array-Technologie für die Inspektion von Schweißnähten und großen Mengen entwickelt.
Wir entwickeln unser integriertes Gerät so, dass es von Linienbedienern ohne spezielle Ultraschallausbildung verwendet werden kann. Unsere tragbaren Instrumente ähneln herkömmlichen UT-Systemen, weisen jedoch nur einige Besonderheiten auf, die es nur bei EMAT gibt.
Ja. Innerspec Technologies verkauft Sensoren und verfügt über Forschungskapazitäten, um maßgeschneiderte Lösungen für bestimmte Anwendungen zu entwickeln. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die meisten EMAT-Sensordesigns Hochleistungsinstrumente erfordern, die nicht allgemein verfügbar sind. Für diese Fälle können wir auch spezielle Instrumentierungsmodule anbieten, um den individuellen Anforderungen gerecht zu werden.
Kontaktieren Sie uns mit den Details der Bewerbung. Sobald wir diese Informationen erhalten haben, werden wir Sie umgehend darüber informieren, ob es sich um eine gute Bewerbung für EMAT handelt. Möglicherweise bitten wir Sie auch, Muster zu schicken, um einen Machbarkeitsnachweis oder einen Machbarkeitstest durchzuführen. Sofern keine spezielle Ausrüstung erforderlich ist (z. B. kundenspezifische Sensoren), führt Innerspec Technologies diesen ersten Test völlig kostenlos durch. Wenn die Testergebnisse positiv sind, unterbreiten wir Ihnen ein vollständiges Angebot. Sobald wir ein Angebot für Ihre Anwendung erstellt haben, erhalten Sie für das endgültige System dieselbe 100-prozentige Leistungsgarantie wie für unsere bestehenden Produkte.
Die meisten unserer Systeme sind weltweit über unser Netzwerk von Niederlassungen und Vertriebspartnern erhältlich, obwohl einige Einschränkungen gelten. Kontaktieren Sie uns, um sich über die Verfügbarkeit in Ihrem Land zu erkundigen.