L'EMAT, ou transducteur acoustique électromagnétique, est une technique de contrôle par ultrasons (UT) qui génère le son directement dans la pièce inspectée plutôt que dans le transducteur.
Un EMAT induit des ondes ultrasonores dans un objet testé grâce à l'interaction de deux champs magnétiques. Un champ haute fréquence (RF) généré par des bobines électriques interagit avec un champ basse fréquence ou statique généré par des aimants pour produire une force de Lorentz, selon un principe similaire à celui d'un moteur électrique.
Cette perturbation est transférée au réseau cristallin du matériau, produisant une onde élastique. Dans un processus réciproque, l'interaction des ondes élastiques en présence d'un champ magnétique induit des courants dans le circuit de la bobine EMAT réceptrice.
Pour les conducteurs ferromagnétiques, la magnétostriction produit des contraintes supplémentaires qui amplifient les signaux à des niveaux bien supérieurs à ceux obtenus par la seule force de Lorentz. Divers types d'ondes peuvent être générés en utilisant différentes combinaisons de bobines RF et d'aimants.
Comme le son est généré directement dans la pièce inspectée plutôt que dans le transducteur, les EMAT présentent les avantages suivants par rapport aux transducteurs piézoélectriques conventionnels :
La technologie EMAT permet de générer tous les modes d'ondes utilisés dans les contrôles par ultrasons, y compris certains modes très difficiles ou impossibles à obtenir avec des transducteurs piézoélectriques conventionnels. Le tableau ci-dessous résume les types d'ondes et les techniques disponibles selon les applications.
1 Génération limitée aux EMAT pour des raisons pratiques
2 Particulièrement adapté à la génération par EMAT
Caractéristiques
Anwendungen
Spécificités du transducteur acoustique électromagnétique (EMAT)
Caractéristiques
Anwendungen
Spécificités du transducteur électromagnétique acoustique (EMAT)
Caractéristiques
Anwendungen
Spécificités du transducteur acoustique électromagnétique (EMAT)
En tant que technique ultrasonore, l'EMAT peut être utilisé pour répondre aux normes ISO, AWS, API, MIL-STD et autres normes internationales d'essais par ultrasons. Innerspec Technologies a déjà déployé des systèmes conçus pour répondre aux exigences suivantes :
La technologie EMAT est également spécifiquement mentionnée dans plusieurs normes et codes ultrasonores EMAT, notamment les guides ASTM suivants :
Le transducteur acoustique électromagnétique (EMAT) est une méthode de contrôle non destructif (CND) par ultrasons qui fonctionne sans contact ni couplant. Le son est généré directement à l'intérieur du matériau adjacent au transducteur. Cette absence de couplant rend le transducteur acoustique électromagnétique unique pour plusieurs applications :
Caractéristiques
Anwendungen
Spécificités des transducteurs acoustiques électromagnétiques (EMAT)
Caractéristiques
Anwendungen
Spécificités du transducteur électromagnétique acoustique (EMAT)
Caractéristiques
Anwendungen
Spécificité du transducteur acoustique électromagnétique (EMAT)
Le contrôle par ultrasons consiste à utiliser des ondes sonores à haute fréquence pour détecter des imperfections, effectuer des mesures ou localiser des changements dans les propriétés des matériaux solides. En raison de ses capacités et de sa fiabilité, le contrôle par ultrasons est l'une des techniques de contrôle non destructif à la croissance la plus rapide. C'est la méthode de choix pour les applications critiques nécessitant une inspection volumétrique complète, en particulier lorsque l'accès à l'objet inspecté est limité.
Le cristal piézoélectrique crée une perturbation mécanique (onde ultrasonore) lorsqu'il est soumis à une tension. Cette onde ultrasonore est transmise du transducteur vers l'objet pour effectuer l'inspection. Comme les ondes ultrasonores ne se transmettent pas facilement dans l'air en raison des différences d'impédance, le transducteur doit être couplé au solide inspecté à l'aide d'un liquide placé entre le transducteur et le solide.
Un EMAT, ou transducteur acoustique électromagnétique, se compose d'un aimant et d'une bobine de fil et repose sur l'interaction acoustique électromagnétique pour la génération d'ondes élastiques (ultrasons). Grâce aux forces de Lorentz et à la magnétostriction, l'EMAT et la surface métallique testée interagissent pour générer une onde acoustique à l'intérieur du matériau. Le matériau inspecté sert lui-même de transducteur, ce qui élimine le besoin de couplage entre l'EMAT et le matériau, constituant l'un des avantages de l'EMAT. Pour plus d'informations, consultez la technologie EMAT.
Les EMAT peuvent facilement générer tous les modes d'ondes disponibles avec les ultrasons piézoélectriques (Rayleigh, rampantes, transversales verticales, longitudinales) ainsi que d'autres très difficiles à générer avec les méthodes conventionnelles (transversales horizontales, Lamb). De plus, les EMAT peuvent générer des ondes transversales à n'importe quel angle et balayer le matériau de 0º à 90º avec le même transducteur, simplement en modifiant la fréquence. En termes de fréquences disponibles, Innerspec a déployé des systèmes allant de 50 kHz à 12 MHz.
Comme le son est généré directement dans la pièce inspectée, le test EMAT présente plusieurs avantages uniques :
En raison du mouvement spécifique des particules, l'énergie de cisaillement à polarisation horizontale est le seul moyen pratique d'inspecter par ultrasons les soudures austénitiques et les matériaux à structure granulaire dendritique (par exemple, les soudures en acier inoxydable). De plus, en tant qu'onde guidée ou onde de plaque, les ondes de cisaillement horizontales occupent toute l'épaisseur du matériau et permettent une inspection complète sur toute l'épaisseur en un seul passage du transducteur.
L'EMAT est particulièrement bien adapté aux applications industrielles réelles où la vitesse et la précision de l'inspection sont primordiales, et où les conditions du matériau et du procédé ne sont pas toujours idéales, grâce aux avantages des tests EMAT mentionnés précédemment.
L'EMAT fonctionne avec tout matériau conducteur d'électricité. Dans l'ensemble, l'EMAT fonctionne avec presque tous les métaux, bien que certains soient mieux adaptés à cette technique que d'autres.
L'EMAT est une technique relativement nouvelle, encore inexplorée par de nombreux utilisateurs potentiels. Les transducteurs EMAT nécessitent également une puissance élevée et un équipement électronique spécifique qui n'est pas largement disponible. À mesure que l'industrie découvrira les avantages des tests EMAT, leur utilisation s'étendra à un nombre croissant d'applications.
En termes de propagation des ondes et de réponse aux défauts, les mêmes normes que celles appliquées aux ultrasons conventionnels s'appliquent à l'EMAT. De plus, il existe des normes ASTM reconnues pour l'inspection par EMAT. Voir Technologie EMAT.
Comme l'EMAT nécessite plus de puissance pour générer des ultrasons, les instruments EMAT sont généralement plus coûteux que les instruments à ultrasons piézoélectriques. Cependant, en éliminant l'application et l'élimination de couplant, et en étant moins sensibles aux conditions du procédé et du matériau, ils s'avèrent nettement plus rentables dans les systèmes d'inspection intégrés. En règle générale, les systèmes EMAT intégrés sont équivalents ou moins coûteux que les systèmes à ultrasons piézoélectriques.
L'inspection en temps réel à des vitesses de production élevées est l'un des avantages les plus intéressants de l'EMAT. Nous avons actuellement des systèmes d'inspection de soudure fonctionnant à 3 m/s, et certaines applications ont atteint des vitesses d'inspection de 26 m/s.
Oui. Il n'y a aucun risque pour la santé associé à cette technologie ou à cet équipement.
Oui, les transducteurs EMAT peuvent être utilisés en réseau phasé (phased array). Innerspec Technologies a développé plusieurs applications utilisant le réseau phasé pour l'inspection de soudures et de grands volumes.
Nous concevons nos systèmes intégrés pour qu'ils puissent être utilisés par des opérateurs de ligne sans formation spécifique en ultrasons. Notre instrumentation portable est similaire aux systèmes UT conventionnels, avec seulement quelques fonctionnalités propres à l'EMAT.
Oui. Innerspec Technologies vend des capteurs et dispose de capacités de recherche pour développer des solutions personnalisées pour des applications spécifiques. Il est toutefois important de noter que la plupart des conceptions de capteurs EMAT nécessitent une instrumentation haute puissance qui n'est pas largement disponible. Dans ces cas, nous pouvons également fournir des modules d'instrumentation spécifiques pour répondre à vos besoins individuels.
Contactez-nous en nous fournissant les détails de votre application. Dès réception de ces informations, nous vous indiquerons immédiatement si elle est adaptée à la technologie EMAT. Nous pourrions également vous demander de nous envoyer des échantillons pour effectuer un test de faisabilité ou une preuve de concept. Sauf si un équipement spécifique est requis (par exemple, des capteurs sur mesure), Innerspec Technologies réalise ce test initial gratuitement. Si les résultats sont concluants, nous vous fournirons un devis complet. Une fois votre application chiffrée, le système final bénéficiera de la même garantie de performance à 100 % que nos produits existants.
La plupart de nos systèmes sont disponibles dans le monde entier via notre réseau de bureaux et de distributeurs, bien que certaines restrictions s'appliquent. Contactez-nous pour connaître la disponibilité dans votre pays.
