Ӭng dөng phѭѫng pháp kiӇm tra dòng điӋn xoáy kiӇm tra mүu ӕng chuҭn phi tӯ tính tҥi Trung tâm đánh giá không phá hӫy

Mặt phẳng tr kháng ...

M C L C

L I C M N 1

DANH M C CÁC B NG 2

DANH M C CÁC HÌNH NH 3

DANH M C THU T NG VI T T T 4

L I M Đ U 5

CH NG I: T NG QUAN PH NG PHÁP KI M TRA DÒNG ĐI N XOÁY 6

1.1 Nguyên lý c a ph ng pháp dòng đi n xoáy 6

1.2 Các khái ni m t ng quan 7

1.2.1 Độ d n đi n 7

1.2.2 Lift-off 7

1.2.3 Mặt phẳng tr kháng 9

1.2.4 Hi u ng độ sâu b mặt 10

1.2.5 T n s ki m tra 11

1.3 Tiêu chu n ASME áp d ng cho ki m tra ng phi t tính 11

CH NG II: TH C NGHI M KI M TRA M U NG CHU N PHI T TÍNH T I TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ KHÔNG PHÁ H Y 14

2.1 Thi t bị ki m tra dòng đi n xoáy EddyMax TMT 14

2.1.1 H th ng đi u khi n EddyMax TMT 14

2.1.2 Đ u dò 15

2.1.3 M u ng chu n 17

2.2 Thi t l p các thông s ki m tra 17

2.2.1 Tính toán t n s ki m tra 17

2.2.2 Thi t l p các thông s trên máy 17

2.2.3 Ti n hành ki m tra bằng ph n m m TubeMax 21

CH NG III: K T QU VÀ ĐÁNH GIÁ 22

K T LU N 25

TÀI LI U THAM KH O 26

Họ và tên : Nguy n Văn Đ c Mã sinh viên : 20131045

Vi n: KTHN&VLMT L p: Kỹ thu t h t nhân – K58

I Đ tài

‘‘ ng d ng ph ng pháp ki m tra dòng đi n xoáy ki m tra m u ng chu n phi t tính

t i Trung tâm đánh giá không phá h y’’

II N i dung báo cáo th c t p t t nghi p

- T ng quan v ph ng pháp ki m tra dòng đi n xoáy

- S d ng thi t bị ki m tra dòng đi n xoáy EddyMax TMT

- Phân tích s li u t ki m tra m u ng đ ng chu n

IV Cán b và gi ng viên h ng d n: KS Tr n Đăng M nh và Th.S Lê Văn Mi n

V Ngày giao nhi m v : 15/01/2018 Ngày hoàn thành: 15/3/2017

Đánh giá, nh n xét và cho đi m c a Cán b và gi ng viên h ng d n

L I C M N

L i đ u tiên em xin c m n mái tr ng Đ i học Bách Khoa Hà Nội, đặc bi t là

Vi n Kỹ thu t H t nhân và V t lý Môi tr ng đã t o ra môi tr ng học t p t t cho sinh viên chúng em trong th i gian 5 năm học v a qua Kính chúc các th y cô luôn luôn có nhi u s c kh e, nhi u ni m vui và thành công trong cuộc s ng đ luôn gi ng d y và đào t o cho đ t n c nh ng kỹ s ch t l ng, giúp ích cho s nghi p công nghi p hóa,

hi n đ i hóa đ t n c Đ ng th i, em chân thành c m n Trung tâm đánh giá không phá h y, Vi n Năng l ng Nguyên t Vi t Nam và các anh chị t i Trung tâm đã t o

đi u ki n giúp đỡ em r t nhi u trong th i gian th c t p v a qua

Đ hoàn thành đ c th c t p này, em xin chân thành c m n t i các th y h ng

d n là Th c sĩ Lê Văn Mi n – Vi n Kỹ thu t H t nhân và V t lý Môi tr ng, tr ng

Đ i học Bách Khoa Hà Nội và Kỹ s Tr n Đăng M nh – Tr ng phòng Hỗ tr kỹ thu t, Trung tâm Đánh giá không phá h y, Vi n Năng l ng Nguyên t Vi t Nam Các

th y đã t n tình h ng d n chỉ b o và t o đi u ki n cho em học t p, tìm hi u lý thuy t, trang thi t bị th c hành trong su t th i gian th c t p v a qua

Cu i cùng, em xin g i l i c m n đ n Gia đình và các b n l p Kỹ thu t H t nhân – K58 đã động viên tinh th n, khích l và giúp đỡ em trong th i gian học t p và hoàn thành th c t p này

Em xin chân thành c m n!

Hà Nội, ngày 15 tháng 3 năm 2018

Sinh viên

Nguy n Văn Đ c

DANH M C CÁC HÌNH NH

Ch ng I

Hình 1 1: Nguyên lý c a ph ng pháp dòng đi n xoáy 6

Hình 1 2: H s đi n đ y c a ng 8

Hình 1 3: S đ mặt phẳng tr kháng c a v t li u phi t tính 9

Hình 1 4: S thay đ i m t độ dòng đi n xoáy trong chi ti t ki m tra 11

Hình 1 5: Đáp ng tín hi u t đ u dò vi sai khi ki m tra m u chu n v i khuy t t t là rãnh trong và rãnh ngoài 13

Ch ng II Hình 2 1: H th ng đi u khi n c a thi t bị ki m tra dòng đi n xoáy EddyMax 15

Hình 2 2: Hình nh th c t c a đ u dò D-B-ID dùng ki m tra 17

Hình 2 3: M u ng đ ng tiêu chu n 18

Hình 2 4: Màn hình hi n thị tab EC c a kênh CH1 và CH2 19

Hình 2 5: Màn hình hi n thị tab EC c a kênh MIX 19

Hình 2 6: Màn hình hi n thị tab Display c a kênh CH1 và CH2 20

Hình 2 7: Màn hình hi n thị tab Display c a kênh MIX 20

Hình 2 8: Màn hình hi n thị tab Analysis c a kênh CH1 và CH2 21

Hình 2 9: Màn hình hi n thị tab Analysis c a kênh MIX 21

Ch ng III Hình 3 1:Màn hình hi n thị v i khuy t t t là 68% FBH 23

Hình 3 2: Màn hình hi n thị v i khuy t t t là rãnh trong 56% FBH 24

Hình 3 3: Màn hình hi n thị v i khuy t t t là rãnh ngoài 34% 24

Hình 3 4: Màn hình hi n thị v i khuy t t t là rãnh trong 12% FBH 25

DANH M C THU T NG Ữ VI T T T

ASME American Society of Mechanical

Engineers Hi p hội Kỹ s C khí Hoa Kỳ ECT Eddy Current Testing Ki m tra dòng đi n xoáy FBH Flat Bottom Hole Lỗ đáy phẳng

IACS International Annealed Copper

Standard Chu n đ ng qu c t

ID Inside Diameter Đ ng kính trong

NDT Nondestructive Testing Ki m tra không phá h y

OD Outside Diameter Đ ng kính ngoài

WT Wall Thickness B dày thành ng

L I M Đ U

Hi n nay, Vi t Nam có hàng trăm nhà máy nhi t đi n v i công su t hàng tri u

MW nhằm ph c v cho s n xu t và ph c v đ i s ng c a nhân dân Đ đ m b o ngu n

đi n t các nhà máy nhi t đi n đ m b o xuyên su t thì một công vi c không th thi u

đ c trong quá trình v n hành, s d ng nhà máy đó là công vi c b o trì, b o d ỡng các thi t bị c a nhà máy Bộ ph n c n chú trọng trong b o d ỡng c a nhà máy nhi t đi n

đó là các bộ trao đ i nhi t, bình sinh h i v i hàng ngàn ng trao đ i nhi t đ c làm t các v t li u phi t tính nh đ ng, thép không gỉ Đ có th ki m tra đ c một s l ng

l n ng nh v y mà không làm nh h ng đ n s ho t động chung cũng nh c u trúc

c a nhà máy thì vi c s d ng ph ng pháp ki m tra không phá h y (NDT) là l a chọn

t i u nh t Ph ng pháp ki m tra dòng đi n xoáy (ECT) là ph ng pháp h u hi u

nh t có th s d ng đ ki m tra các ng trao đ i nhi t này b i vi c s d ng đ u dò v i các dây cáp dài có th đi vào sâu trong các ng đ ki m tra, đánh giá một cách d dàng

V i m c tiêu ph c v cho đ tài t t nghi p ‘‘ ng d ng ph ng pháp ki m tra dòng đi n xoáy ki m tra bộ trao đ i nhi t c a nhà máy nhi t đi n’’, trong th i gian

th c t p em đã tìm hi u v nguyên lý c b n c a ph ng pháp dòng đi n xoáy và v n hành thi t bị ki m tra dòng đi n xoáy EddyMax TMT t i Trung tâm đánh giá không phá h y đ th c hi n đ tài th c t p t t nghi p ‘‘ ng d ng ph ng pháp ki m tra dòng

đi n xoáy ki m tra m u ng chu n phi t tính t i Trung tâm đánh giá không phá h y’’ Nội dung c a báo cáo th c t p t t nghi p g m có các ph n sau :

Ch ng I : T ng quan ph ng pháp dòng đi n xoáy

Ch ng II : Th c nghi m ki m tra m u ng chu n phi t tính t i Trung tâm đánh giá không phá h y

Ch ng III : K t qu và đánh giá

Ch ng IV : K t lu n

CH NG I: T NG QUAN PH NG PHÁP KI M TRA DÒNG ĐI N XOÁY 1.1 Nguyên lý c a ph ng pháp dòng đi n xoáy

Ki m tra dòng đi n xoáy là một ph ng pháp ki m tra không phá h y d a trên nguyên lý c a hi n t ng c m ng đi n t , c m ng đi n t là hi n t ng su t hi n một su t đi n động trên v t li u khi v t li u đó đ c đặt trong một t tr ng bi n thiên Khi đ a một dòng đi n xoay chi u ch y qua cuộn dây, một t tr ng bi n thiên s

đ c hình thành, khi đặt cuộn dây g n v t chi ti t ki m tra, t tr ng s gây ra một dòng đi n trên v t li u, dòng đi n này đ c gọi là dòng đi n xoáy Nguyên lý c a

ph ng pháp dòng đi n xoáy đ c bi u di n qua Hình 1.1

Hình 1 1: Nguyên lý c a ph ng pháp dòng đi n xoáy Dòng đi n xoáy ph thuộc vào các đặc tính v t lý và đi n c a chi ti t c n ki m tra Khi dòng đi n xoáy ch y trong chi ti t ki m tra, b n thân dòng đi n xoáy t o ra một t tr ng dao động, t tr ng gây b i dòng đi n xoáy luôn luôn có xu h ng

ch ng l i t tr ng c a cuộn dây Vì v y, khi cuộn dây đặt trên chi ti t ki m tra, c ng

độ t tr ng c a cuộn dây s gi m S thay đ i c a t tr ng d n đ n s thay đ i c a dòng đi n trong cuộn dây và đi u đó d n đ n s thay đ i tr kháng c a cuộn dây S thay đ i tr kháng đ c phát hi n b i màn hình chỉ thị đặt trong m ch ki m tra

Thi t bị dòng đi n xoáy đo và hi n thị s thay đ i c a cuộn dây tr kháng và cho phép kỹ thu t viên đánh giá các thông tin có giá trị v tính ch t và tr ng thái c a chi ti t ki m tra

1.2 Các khái ni m t ng quan

1.2.1 Đ d n đi n

Độ d n đi n c a v t li u đ c định nghĩa là kh năng v t li u đó mang dòng

đi n, ký hi u là σ và đ n vị trong h SI là S/m (Siemens trên mét), các đ n vị bi n đ i khác nh S/cm, m/.mm2 cũng th ng đ c s d ng v i 1 S/m = 100 S/m và 1 m/.mm2 = 106 S/m Ngoài ra, riêng t i Hoa Kỳ, độ d n đi n đ c bi u di n qua ph n trăm IACS (International Annealed Copper Standard – Chu n đ ng qu c t ) v i 100% IACS = 58 MS/m Trong h th ng IACS, độ d n đi n c a đ ng nguyên ch t

đ c chọn làm chu n (giá trị 100%) và độ d n đi n c a t t c các v t li u khác đ c

bi u di n theo ph n trăm chu n đó Các v t li u d n đi n t t nh b c và đ ng, v t li u

d n đi n kém nh thép và nickel và các v t li u không d n đi n nh th y tinh và gỗ

1.2.2 Lift-off

Lift-off là khái ni m th hi n kho ng cách gi a đ u dò và chi ti t ki m tra S thay đ i tr kháng khi có s thay đ i kho ng cách gi a chi ti t ki m tra và đ u dò đ c gọi là tín hi u lift-off Trong tr ng h p chi ti t ki m tra là hình tr ( ng đặc hoặc ng rỗng) thì đ c gọi lift-off là h s đi n đ y

Hình 1 2: H s đi n đ y c a ng

H s đi n đ y mô t ng ki m tra s k t n i đi n t t t th nào v i đ u dò bao xung quanh (đ i v i ng đặc) hoặc đ u dò đ c đ a vào trong trong (đ i v i ng rỗng)

và một s thay đ i nh trong đ ng kính c a chi ti t ki m tra cũng có th làm thay đ i

tr kháng c a đ u dò H s đi n đ y s luôn luôn là s nh h n 1, th c t ki m tra

th ng gi giá trị h s đi n đ y t 0,85 đ n 0,9 Trong ki m tra c n thi t ph i có

ph ng ti n đ d n ng đặc hoặc cuộn dây đ u dò luôn luôn đi qua tâm đ duy trì h s

đi n đ y giá trị không đ i H s đi n đ y đ c tính theo công th c:

1.2.3 M ặt phẳng tr kháng

Tr kháng (Z) trong cuộn dây là đ i l ng v t lý đặc tr ng cho s c n tr dòng

đi n c a một m ch đi n khi có hi u đi n th đặt vào Trong cuộn dây, tr kháng là k t

h p c a giá trị đi n tr (R) và c m kháng (XL) Đi n tr và c m kháng gây ra các giá trị l ch pha nhau 900 nên đ xác định tr kháng c a cuộn dây có th bi u di n bằng véct , độ dài c a véct th hi n giá trị tr kháng và h ng c a góc pha c a véct

Nh ng véct đó có th đ c đo và th hi n trên bi u đ đ c gọi là mặt phẳng tr kháng

Hình 1 3: S đ mặt phẳng tr kháng c a v t li u phi t tính Xét v i các v t li u phi t tính, v i mỗi v t li u có một giá trị độ d n đi n khác nhau nên có tr kháng và góc pha khác nhau, t đó thu đ c quỹ tích c a độ d n đi n

đ c bi u di n Hình 1.3 Đi m đ u dò đặt trong không khí là đi m t i đó là các v t

li u không d n đi n hoặc dòng đi n ch y qua đ u dò là dòng đi n một chi u (không có

t n s ) T i g c tọa độ là đi m mà t i đó cuộn dây đ u dò không có tr kháng, đó là các

v t li u siêu d n, độ d n đi n bằng vô cùng

Khi cuộn dây đ u dò gặp v t n t thì giá trị tr kháng cuộn dây tăng lên do kho ng không gi a khe n t làm gi m m t độ dòng đi n xoáy làm gi m dòng đi n ch y qua m ch có nghĩa là giá trị đi n tr tăng lên và giá trị c m kháng tăng do làm gi m dòng ch y qua cuộn dây dây Khi cuộn dây đ u dò đ c nh c ra kh i v t li u tín hi u thay đ i theo đ ng d n c a tín hi u lift-off đ n giá trị khi đ u dò đặt trong không khí

1.2.4 Hi u ng đ sâu b mặt

Dòng đi n xoáy không phân b đ u trong toàn bộ chi ti t ki m tra mà t p trung

ch y u b mặt g n cuộn dây nh t, và m t độ dòng đi n xoáy s gi m nhanh v i kho ng cách tăng lên d i b mặt v t li u, đây đ c gọi là hi u ng độ sâu b mặt

Độ sâu xuyên th u c a dòng đi n xoáy bị nh h ng b i t n s , độ d n đi n và

độ t th m c a v t li u Độ sâu xuyên th u gi m khi t n s tăng và ng c l i, độ d n

đi n và độ t th m càng cao thì độ sâu xuyên th u càng ít Độ sâu xuyên th u chu n hóa () đ c định nghĩa là chi u sâu mà m t độ dòng đi n xoáy gi m đi e l n

một độ sâu nào đó, dòng đi n xoáy s không còn ch y trong v t li u, dòng

đi n xoáy th ng s d ng l i độ sâu bằng 2 hoặc 3 l n độ sâu xuyên th u chu n hóa

Độ sâu xuyên th u đ c tính thông qua đi n tr su t, t n s và độ t th m c a v t li u qua công th c:

𝛿 = , × √ × 𝜇𝜌

𝑟 𝑙

Trong đó:  là độ sâu xuyên th u chu n hóa (inch),  là đi n tr su t (µ.cm), f

là t n s (Hz), µrel là độ t th m t ng đ i (không th nguyên), đ i v i v t li u phi t tính µrel = 1

1.2.5 T n s ki m tra

T n s ki m tra c n đ th p đ m t độ dòng xoáy b mặt ngoài ng đ cao,

nh ng đ th p đ gi góc pha riêng bi t gi a các tín hi u khác nhau t các b dày c a

ng Do đó, t n s ki m tra nên là f90 cho phép tách tín hi u gi a một lỗ nông bên trong thành ng và một lỗ nông b ngoài thành ng Tuy nhiên, do s khác nhau gi a c u hình ki m tra b mặt và ki m tra ng, tân s này ph i là t n s ki m tra t i b dày thành

ng bằng 1,1 l n độ sâu xuyên th u tiêu chu n T đây, ta có công th c tính t n s

ki m tra ng:

90 =𝑡52× 𝜎Trong đó, f90 là t n s ki m tra (kHz), t là b dày thành ng (mm) và  là độ d n

đi n c a v t li u ki m tra (%IACS)

1.3 Tiêu chu n ASME áp d ng cho ki m tra ng phi t tính

- ASME 2017, Ch ng V, M c 8, trang 246 quy định v yêu c u chung đ i v i

đ u dò vi sai:

+ Đ u dò Bobbin ph i phát hi n đ c các b t liên t c nhân t o trên các

m u chu n hi u chỉnh

+ Đ u dò Bobbin ph i có đ d i t n s ho t động đ l a chọn phát hi n khuy t t t và kích th c c a chúng

+ H s đi n đ y c a đ u dò ((đ ng kính đ u dò)2/(đ ng kính trong ng)2)nh nh t là 0,8

+ N u h s đi n đ y là 0,8 không đ t đ c do s t, sói mòn hoặc các đi u

ki n khác thì h s đi n đ y l y giá trị 0,6 s d ng cho t t c các lo i khuy t t t gặp ph i

- ASME 2017, Ch ng V, M c 8, trang 248 quy định thi t bị dòng đi n xoáy

s d ng đ u dò vi sai:

+ Thi t bị ph i ghi nh n đ c tín hi u đáp ng yêu c u 50% chi u cao màn hình t tín khuy t t t c a 4 FBH hoặc xác định b i nhân viên có ch ng chỉ level III

+ Góc pha ph i đ c đi u chỉnh đ đáp ng tín hi u do rãnh bên trong 10% năm trong kho ng 50 so v i mặt phẳng ngang, đáp ng tín hi u do lỗ xuyên

th u ph i h ng lên trên sang trái hoặc h ng xu ng sang ph i khi đ u dò rút ra

kh i ng

+ T n s f90 ph i đ c xác định đ c góc l ch 900 riêng bi t gi a tín hi u

bên trong và bên ngoài thành ng do rãnh 10% gây ra

Hình 1 5: Đáp ng tín hi u t đ u dò vi sai khi ki m tra m u chu n v i khuy t t t là

rãnh trong và rãnh ngoài

CH NG II: TH C NGHI M KI M TRA M U NG CHU N PHI T TÍNH

T I TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ KHÔNG PHÁ H Y 2.1 Thi t b ki m tra dòng đi n xoáy EddyMax TMT

2.1.1 H th ng đi u khi n EddyMax TMT

H th ng đi u khi n EddyMax TMT là một h th ng thi t bị dòng đi n xoáy đa

t n s , đ c thi t k cho vi c ki m tra ng nhanh, là một h th ng xách tay v i nhi u tính năng nâng cao thích h p cho ho t động ki m tra, phát hi n đ c b dày m ng nh

k t qu c a xói mòn, ăn mòn, n t trong các ng thẳng trong bộ trao đ i nhi t c a nhà máy nhi t đi n H th ng đi u khi n EddyMax TMTcó kích th c 46 mm  29 mm 

23 mm, trọng l ng 16 kg và nhi t độ thích h p ho t động t 00 C đ n +500 C Hình 2.1 d i đây là hình nh th c t c a một h đi u khi n EddyMax TMT

ng đi u khi n c a thi t bị ki m tra dòng đi n xoáy EddyMax