Assessment of surface corrosion on carbon steel plates using a differential Fluxgate probe

• Autorzy: Saari, Mohd Mawardi , Zaini, Mohd Aufa Hadi Putera , Mohd Yusdi, Ummi Sabihah , Nadzri, Nurul Ain , Sulaiman, Mohd Herwan , Kiwa, Toshihiko

Warianty tytułu

PL

Ocena korozji powierzchniowej płyt ze stali węglowej przy użyciu sondy różnicowej Fluxgate

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work, magnetic responses from artificial corrosion defects were investigated using a differential fluxgate probe. Different rates of corrosion defects were prepared based on the electrolytic corrosion process on the surface of a carbon steel plate by manipulating the corrosion period. Then, the differential fluxgate probe, consisting of two miniature fluxgates arranged in a planar configuration and a circular excitation coil, was used to measure the real and imaginary components of magnetic responses from the corrosion defects in the range of 5 to 510 Hz. The real differential magnetic response from the probe showed that the magnetic signal change was proportionally increased with the corrosion period, revealing the increased depth of the corroded region with the electrolytic corrosion period. The magnetic response induced by an excitation field from 10 to 110 Hz could be utilized to enable a sensitive depth estimation of a corrosion defect on high-permeability steel at a sub-millimeter resolution.

PL

W tej pracy zbadano reakcje magnetyczne wywołane sztucznymi defektami korozyjnymi za pomocą różnicowej sondy fluxgate. W oparciu o proces korozji elektrolitycznej na powierzchni płyty ze stali węglowej przygotowano różne stopnie defektów korozyjnych poprzez manipulację okresem korozji. Następnie za pomocą różnicowej sondy fluxgate, składającej się z dwóch miniaturowych bramek strumieniowych ułożonych w układzie planarnym oraz kołowej cewki wzbudzającej, dokonano pomiaru składowych rzeczywistych i urojonych odpowiedzi magnetycznych od defektów korozyjnych w zakresie od 5 do 510 Hz. Rzeczywista różnicowa odpowiedź magnetyczna z sondy wykazała, że zmiana sygnału magnetycznego była proporcjonalnie zwiększona wraz z okresem korozji, ujawniając zwiększoną głębokość skorodowanego obszaru wraz z okresem korozji elektrolitycznej. Odpowiedź magnetyczną indukowaną przez pole wzbudzenia o częstotliwości od 10 do 110 Hz można wykorzystać do dokładnego oszacowania głębokości korozji stali o wysokiej przenikalności z rozdzielczością poniżej milimetra.

Słowa kluczowe

PL

korozja; odpowiedź magnetyczna; defekt powierzchni; stal; sonda magnetyczna

EN

corrosion; magnetic response; surface defect; steel; magnetic probe

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 12
• Strony: 207--210
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Saari, Mohd Mawardi

• Faculty of Electrical and Electronics Engineering Technology, Universiti Malaysia Pahang,
• Centre for Advanced Industrial Technology, Universiti Malaysia Pahang

autor

Zaini, Mohd Aufa Hadi Putera

• Faculty of Electrical and Electronics Engineering Technology, Universiti Malaysia Pahang,

autor

Mohd Yusdi, Ummi Sabihah

• Faculty of Electrical and Electronics Engineering Technology, Universiti Malaysia Pahang,

autor

Nadzri, Nurul Ain

• Faculty of Electrical and Electronics Engineering Technology, Universiti Malaysia Pahang,

autor

Sulaiman, Mohd Herwan

• Faculty of Electrical and Electronics Engineering Technology, Universiti Malaysia Pahang,

autor

Kiwa, Toshihiko

• Graduate School of Interdisciplinary Science and Engineering in Health Systems, Okayama University,

Bibliografia

• [1] R. Rodrigues, S. Gaboreau, J. Gance, I. Ignatiadis, and S. Betelu, “Reinforced concrete structures: A review of corrosion mechanisms and advances in electrical methods for corrosion monitoring,” Constr. Build. Mater., vol. 269, p. 121240, 2021, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.121240.
• [2] Z. Li, Z. Jin, Y. Gao, T. Zhao, P. Wang, and Z. Li, “Coupled application of innovative electromagnetic sensors and digital image correlation technique to monitor corrosion process of reinforced bars in concrete,” Cem. Concr. Compos., vol. 113, no. July, p. 103730, 2020, doi: 10.1016/j.cemconcomp.2020.103730.
• [3] D. Tamhane, J. Patil, S. Banerjee, and S. Tallur, “Feature Engineering of Time-Domain Signals Based on Principal Component Analysis for Rebar Corrosion Assessment Using Pulse Eddy Current,” IEEE Sens. J., vol. 21, no. 19, pp. 22086– 22093, 2021, doi: 10.1109/JSEN.2021.3103545.
• [4] S. Wakabayashi, M. Hayashi, T. Saitoh, K. Sakai, T. Kiwa, and K. Tsukada, “Optimization of inclined angle magnetic sensor probe to improve detection performance of corrosion near the ground using extremely low-frequency eddy current testing,” 10th Int. Work. NDT Prog., 2019.
• [5] N. A. Nadzri, M. M. Saari, M. A. H. P. Zaini, A. M. Halil, M. Ishak, and K. Tsukada, “Anisotropy magnetoresistance differential probe for characterization of sub-millimeter surface defects on galvanized steel plate,” Meas. Control (United Kingdom), 2021, doi: 10.1177/00202940211028618.
• [6] S. Tumanski, “Modern magnetic field sensors - a review,” Prz. Elektrotechniczny, vol. 89, no. 10, pp. 1–12, 2013, Accessed: May 06, 2015. [Online]. Available: http://www.red.pe.org.pl/articles/2013/10/1.pdf.
• [7] S. Tumański, “Modern methods of electrical steel testing – a review,” Prz. Elektrotechniczny, vol. 97, no. 3, pp. 162–167, 2021, doi: 10.15199/48.2021.03.31.
• [8] M. M. Saari, N. A. Nadzri, M. A. H. P. Zaini, N. H. Ramlan, and K. Tsukada, “A Low-frequency Eddy Current Probe Based on Miniature Fluxgate Array for Defect Evaluation in Steel Components,” IEEE Trans. Magn., pp. 1–5, 2021, doi: 10.1109/TMAG.2021.3076441.
• [9] N. Sathappan et al., “Development of an MFL coil sensor for testing pipes in extreme temperature conditions,” Sensors, vol. 21, no. 9, 2021, doi: 10.3390/s21093033.
• [10] M. A. H. P. Zaini, M. M. Saari, N. A. I. Nadzri, Z. Aziz, N. H. Ramlan, and K. Tsukada, “Extraction of Flux Leakage and Eddy Current Signals Induced by Submillimeter Backside Slits on Carbon Steel Plate Using a Low-Field AMR Differential Magnetic Probe,” IEEE Access, vol. 9, pp. 146755–146770, 2021, doi: 10.1109/ACCESS.2021.3123421.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.12.37