Sử dụng nguyên lý Villari và kỹ thuật nhớ từ trong kiểm tra vật liệu từ chịu lực

Bài viết giới thiệu nguyên lý Villari và sự phát triển của kỹ thuật nhớ từ cùng với kết quả nghiên cứu thử nghiệm của Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) về sử dụng kỹ thuật này để chế tạo thiết bị kiểm tra cấu trúc kim loại chịu lực.

CƠNG NGHỆ DẦU KHÍ TẠP CHÍ DẦU KHÍ Số - 2020, trang 60 - 66 ISSN 2615-9902 SỬ DỤNG NGUYÊN LÝ VILLARI VÀ KỸ THUẬT NHỚ TỪ TRONG KIỂM TRA VẬT LIỆU TỪ CHỊU LỰC Nguyễn Thị Lê Hiền, Đồn Thành Đạt, Lê Thị Phương Nhung Viện Dầu khí Việt Nam Email: hienntl@vpi.pvn.vn Tóm tắt Tập trung ứng suất nguyên nhân gây hư hỏng cấu trúc kim loại Trong vật liệu sắt từ, tập trung ứng suất làm thay đổi từ trường gần gọi hiệu ứng từ giảo hay hiệu ứng Villari Phương pháp kiểm tra cấu trúc kim loại chịu lực sử dụng kỹ thuật nhớ từ (metal magnetic memory - MMM) phát triển dựa hiệu ứng Villari kỹ thuật kiểm tra không phá hủy mới, tiên tiến cho phép xác định vị trí tập trung ứng suất để dự báo sớm hư hỏng tiềm ẩn vật liệu sắt từ Bài báo giới thiệu nguyên lý Villari phát triển kỹ thuật nhớ từ với kết nghiên cứu thử nghiệm Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) sử dụng kỹ thuật để chế tạo thiết bị kiểm tra cấu trúc kim loại chịu lực Từ khóa: Hiệu ứng Villari, kỹ thuật nhớ từ, kiểm tra không phá hủy kim loại, tập trung ứng suất, hư hỏng cấu trúc Giới thiệu Các chi tiết, cấu trúc kim loại đường ống làm việc điều kiện chịu tải trọng bị phá hủy mỏi sau thời gian vận hành Quá trình phá hủy vật liệu kim loại mỏi chia thành giai đoạn: (i) q trình xuống cấp vật lý hoặc/và hóa học hư hỏng cấu trúc vi mô, (ii) khởi tạo xuất vết nứt vĩ mô (iii) vết nứt phát triển dẫn đến phá hủy vật liệu kim loại Các nghiên cứu giai đoạn thường diễn chậm kéo dài, chiếm đến 90% thời gian làm việc chi tiết, thiết bị đường ống kim loại khoảng 80% cố, tai nạn kỹ thuật có nguyên nhân phá hủy mỏi vị trí tập trung ứng suất cục Phá hủy vật liệu mỏi thường xảy vật liệu làm việc với tải trọng giới hạn chảy danh nghĩa vật liệu, dạng phá hủy không báo trước dẫn đến thảm họa không mong muốn công nghiệp, đặc biệt nghiêm trọng cơng nghiệp dầu khí Hiện có nhiều phương pháp đánh giá khơng phá hủy (non-destructive test, NDT) như: phương pháp siêu âm (ultrasonic testing, UT), phương pháp dịng xốy (eddy current testing, EC), kỹ thuật kiểm tra rị rỉ dịng từ thơng (magnetic flux leakage testing, MFL), siêu âm sóng Ngày nhận bài: 21/5/2020 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 21/5 - 1/7/2020 Ngày báo duyệt đăng: 20/7/2020 60 DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 dẫn hướng (LRGW),… cho phép kiểm tra, đánh giá suy giảm chiều dày xuất phát triển vết nứt bề mặt đường ống, thiết bị cấu trúc kim loại Tuy nhiên, phương pháp có hạn chế định không phát suy giảm, xuống cấp vật liệu hư hỏng vi cấu trúc giai đoạn mỏi Việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật phát cảnh báo sớm hư hỏng có ý nghĩa khoa học thực tiễn lớn, cho phép dự báo tuổi thọ cơng trình kim loại, đảm bảo an tồn vận hành Hiệu ứng từ tính đàn hồi phát nhà vật lý người Ý Emilio Villari năm 1865, tượng thay đổi trạng thái từ vật liệu tác động lực học Hiệu ứng Villari cho phép xác định lực học ứng suất thông qua việc đo từ tính vật liệu [1] Trên sở hiệu ứng Villari, kỹ thuật nhớ từ phát triển tác giả A.A Dubov (Nga) vào cuối năm 90 kỷ XX [2] Kỹ thuật giúp phát vị trí có tượng tập trung ứng suất cục vật liệu sắt từ chịu tác động lực học cách đo từ trường vật liệu mở phương pháp đánh giá không phá hủy mới, tiên tiến để xác định vị trí giai đoạn đầu tiên, trước khuyết tật vi mô xuất Đây hướng nghiên cứu ứng dụng mới, đầy triển vọng giới quan tâm nghiên cứu ứng dụng thập niên gần [3 - 12] PETROVIETNAM Nguyên lý Villari kỹ thuật nhớ từ ∂λ ∂B ( ∂σ )H = ( ∂H )σ 2.1 Nguyên lý Villari Từ giảo (magnetostriction) tượng vật liệu từ tính thay đổi hình dạng chịu tác động từ trường ngược lại Từ giảo thuận tượng vật liệu kim loại thay đổi chiều dài chịu tác động từ trường, phát James Joule năm 1842 Hiện tượng minh họa đơn giản Hình [3] Khi vật liệu kim loại trạng thái khơng từ hóa trạng thái từ hóa thấp, domain từ (magnetic domain) định hướng ngẫu nhiên Dưới tác dụng từ trường, domain từ xếp theo hướng từ trường áp đặt bão hòa Ở trạng thái bão hòa, domain từ chỉnh, xếp song song với từ trường áp đặt, kéo theo thay đổi kích thước vật liệu Ngược lại với hiệu ứng Joule tượng từ giảo ngược, hiệu ứng từ tính đàn hồi hay hiệu ứng Villari [1] Khi vật liệu từ chịu tác động ứng suất học, dẫn đến thay đổi từ hóa kéo theo thay đổi từ trường xung quanh vật liệu Sự thay đổi độ cảm từ (B) vật liệu sắt từ ảnh hưởng ứng suất học (σ) có dạng điển Hình Đặc tính thay đổi độ cảm từ vật liệu theo ứng suất tác dụng phụ thuộc vào dấu đại lượng λsσ, với λs hệ số từ giảo bão hịa vật liệu đặc tính thay đổi tuân theo nguyên lý Le Chatelier phương trình (1): l Từ trường tác động l + δl B(σ) B(σ = 0) λsσ < λs = λs > λsσ > σc στ Ứng suất nén Trong đó: H: Từ trường ngồi; λ: Hệ số từ giảo đặc trưng cho thay đổi hình dạng (chiều dài thể tích) vật liệu sắt từ tác dụng từ trường Khi λsσ dương, độ cảm từ tăng vật liệu chịu tác dụng ứng lực ngược lại λsσ âm, độ cảm từ giảm vật liệu chịu tác dụng ứng lực Với quy ước ứng suất kéo (σT ) có giá trị dương ứng suất nén có giá trị âm, vật liệu có hệ số từ giảo bão hịa λs dương, mật độ từ thơng B tăng ứng suất kéo σT trình tương tự xảy vật liệu có hệ số từ giảo bão hịa λs âm chịu tác dụng ứng suất nén σC Hình cho thấy giá trị định ứng suất, xuất giá trị cực ∂λ ∂B đại cảm ứng từ, ( )H == 0, ∂H σ ∂σ H gọi điểm đảo chiều Villari [4] Sau đạt đến điểm này, vật liệu phản ứng với gia tăng thêm ứng suất σ giống vật liệu có dấu hiệu ngược lại từ tính bão hịa λs (vật liệu có λs dương phản ứng giống vật liệu có λs âm ngược lại) ( ) ( ) 2.2 Kỹ thuật nhớ từ (MMM) Hình Hiệu ứng từ giảo - Vật liệu thay đổi kích thước tác dụng từ trường [3] λsσ < (1) Ứng suất kéo Hình Đặc trưng điển hình phụ thuộc độ cảm từ (B) ứng suất học (s) vật liệu với hệ số từ tính bão hòa vật liệu λs dương (λs > 0), âm (λs < 0) (λs = 0) [3] Các đường ống, thiết bị, kết cấu chịu lực chủ yếu chế tạo thép có từ tính, cấu trúc vi mơ coi tập hợp xếp domain từ Khi vật liệu thép chịu tác động ngoại lực xuất hư hỏng bên trong, tác động từ trường trái đất, domain từ bên vật liệu chuyển hướng khơng thuận nghịch dẫn đến tín hiệu từ trường bên xung quanh kim loại bị thay đổi tín hiệu gọi tín hiệu nhớ từ kim loại (MMM) [5, 6] Theo lý thuyết, thiết lập tương quan ứng suất nội kim loại từ tín hiệu nhớ từ bề mặt, qua xác định ứng suất nội thực tế kim loại [7] vị trí kim loại có ứng suất tập trung [6] Lý thuyết DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 61 CƠNG NGHỆ DẦU KHÍ đề xuất Dubov sau phát triển thành phương pháp chẩn đốn hư hỏng vật liệu có triển vọng So sánh với phương pháp từ thử nghiệm không phá hủy truyền thống, kỹ thuật nhớ từ sử dụng để dự báo phát sớm khuyết tật vị trí hư hỏng vật liệu sắt từ mà khơng cần kích thích từ trường mạnh để từ hóa vật liệu sử dụng thiết bị thu thập tín hiệu nhớ từ đơn giản, chi phí khơng cao Bên cạnh đó, nghiên cứu gần hướng tới ứng dụng kỹ thuật nhớ từ sử dụng từ trường trái đất làm nguồn kích thích - thay cho từ trường nhân tạo cần cường độ mạnh áp đặt bên ngồi - tín hiệu cịn gọi độ rị rỉ từ thơng (self-magnetic flux leakage - SMFL) hay tín hiệu từ trường tự cảm Sự biến đổi tín hiệu SMFL liên quan đến nhiều yếu tố từ trường ban đầu, cấu trúc vi mơ, thành phần hóa học, hình dạng kích thước vật liệu sắt từ [8, 9] Các kết nghiên cứu, ứng dụng nguyên lý Villari kỹ thuật nhớ từ kiểm tra cấu trúc kim loại 3.1 Các nghiên cứu nước Để ứng dụng nguyên lý Villari kỹ thuật nhớ từ vào thực tế, nhiều nhà khoa học công nghệ Ứng suất Giới hạn bền Giới hạn chảy Độ biến dạng Hình Đặc trưng quan hệ ứng suất - biến dạng vật liệu [10] -400 (b) By/mGs 120 80 Lực/kN Lực/kN Lực/kN 1200 160 120 10 20 30 40 50 60 70 80 Độ giãn dài/mm 40 0 (c) -900 -800 -1000 -300 -600 -600 -800 100 80 60 40 20 0 Các khảo sát thay đổi SMFL theo ứng suất cho thấy độ tự cảm từ biến thiên tương tự tương quan ứng suất biến dạng vật liệu Nghiên cứu khảo sát thay đổi tín hiệu từ trường mẫu thép trịn (ф12 mm, ф16 mm ф 18 mm) theo độ biến dạng mẫu tác động ứng suất kéo mơ tả Hình [7] Kết thu cho thấy thay đổi tín hiệu từ tương tự biến thiên ứng suất theo độ biến dạng vật liệu: giai đoạn đầu, tín hiệu cảm ứng từ mẫu tăng với tăng độ biến dạng; ứng suất đạt khoảng 65% giá trị độ bền vật liệu, từ trường vật liệu đạt tới trạng thái bão hòa SMFL đạt tới điểm cực trị, gần không thay đổi theo biến dạng vật liệu mẫu bị phá hủy Bằng cách lấy đạo hàm tín hiệu độ cảm từ cho phép xác định vùng đàn hồi vật liệu Các nghiên cứu khác cho thấy tiến hành đo từ By/mGs By/mGs -600 (a) tập trung nghiên cứu để tìm tương quan SMFL ứng suất tác động lên vật liệu từ mở rộng phạm vi đối tượng áp dụng nguyên lý Dưới tác động lực sinh ứng suất, kim loại bị biến dạng quan hệ ứng suất kéo biến dạng kim loại có dạng điển mơ tả Hình Giai đoạn đầu tiên, độ biến dạng kim loại tỷ lệ thuận với ứng suất kéo, gọi vùng biến dạng đàn hồi vật liệu (elastic deformation) Tiếp đó, kim loại chuyển sang trạng thái biến dạng dẻo (plastic deformation), kim loại tiếp tục biến dạng ứng suất không tăng tương ứng với giới hạn chảy vật liệu (yield strength) Giai đoạn cuối sau chảy dẻo, ứng suất biến dạng tiếp tục tăng kim loại bị thắt cổ chai kéo đứt, giá trị ứng suất lớn tương ứng với giới hạn bền vật liệu (ultimate strengh) Đối với thép rắn, giới hạn chảy rõ ràng, giới hạn chảy dẻo xác định theo quy ước giá trị ứng suất tương ứng với biến dạng dư tỷ đối 0,2% 10 20 30 40 50 60 70 80 Độ giãn dài/mm 80 40 0 20 40 60 Độ giãn dài/mm 80 Hình Biến thiên tín hiệu từ theo độ giãn dài mẫu trình tác động lực kéo sinh ứng suất mẫu thép # TSB (a) ф12 mm, (b) ф16 mm (c) ф18 mm [11] 62 DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 PETROVIETNAM trường điểm mẫu sau bị phá hủy có khác biệt lớn so với trước bị phá hủy Hình với điểm đo tương ứng Hình [11] cục bất thường bên đường ống thép bị ăn mịn bên ngồi đường ống thu nhận Hình [12] Khi đo độ tự cảm dọc theo mẫu thử nghiệm, tín hiệu từ trường tự cảm có xu hướng tăng gần tuyến tính điểm đo, giá trị gần không đổi vùng biến dạng dẻo Tại điểm mẫu bị phá hủy (tương ứng với ứng suất phá hủy), hình dạng đường cong độ tự cảm dọc theo vị trí mẫu khác so với mẫu trước bị phá hủy Tại vị trí đứt mẫu, tín hiệu từ đổi chiều từ dương sang âm có giá trị biên điểm đứt mẫu Khảo sát trường sở phân tích đánh giá biến thiên từ trường đường ống phần mềm cho phép vùng tập trung ứng suất (stress concentration zone - SCZ), liên quan đến vị trí khuyết tật vật liệu [13] Kết thu sử dụng phóng thoi thơng minh (ILI piging) cho thấy tương đồng với liệu khảo sát, ngồi cịn vị trí bất thường tập trung ứng lực, cho phép cảnh báo sớm nguy hư hỏng đường ống (Hình 10) Điều minh chứng khả ứng dụng thực tế phương pháp mở nghiên cứu nhằm hồn thiện cơng nghệ Các kết nghiên cứu cho thấy việc xây dựng tương quan SMFL ứng suất mẫu vật liệu sở cho phép xác định ứng suất thực tế cấu trúc chịu lực chịu tải Ứng dụng hiệu ứng Villari nhằm phát vị trí có ứng suất tập trung, cho phép cảnh báo sớm vị trí bất thường đường ống, thiết bị hướng nghiên cứu quan tâm nhiều nhà khoa học D.L.Atherton phát triển kỹ thuật khảo sát đường ống quy trình bước nhằm thu nhận tín hiệu rị rỉ từ thơng từ bất thường bên bên đường ống chịu áp lực Đường ống từ hóa cách phóng thoi từ (magnetic pig) nhờ áp lực đường ống Ứng suất Điểm 10 10 10 30 Điểm 1 10 Đường Đường 90 225 Tín hiệu từ Hp (y)/(A/m) 800 600 433,3MPa 440MPa 446MPa - ứng suất gãy (a) 400 200 -200 -400 10 Điểm đo Tín hiệu từ Hp (y)/(A/m) Hình Hình dạng mẫu thử nghiệm vị trí thử nghiệm [11] 1000 800 600 400 200 -200 -400 -600 3.2 Nghiên cứu nước Ở nước, việc nghiên cứu ứng dụng phương pháp từ nhằm dự đốn vị trí khuyết tật, hư hỏng vật liệu kim loại hạn chế, chủ yếu áp dụng kỹ thuật thương mại hóa gần chưa có cơng bố ứng dụng liên quan đến kỹ thuật nhớ từ hiệu ứng Villari cho khảo sát, dự báo hư hỏng, khuyết tật đường ống, thiết bị áp lực Trên sở công bố quốc tế, Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) nghiên cứu nhằm chế tạo thiết bị thu nhận tín hiệu từ trường trái đất xung quanh cơng trình kim loại chịu tải với mục tiêu phát thay đổi từ trường trái đất xung quanh vị trí vật liệu kim loại tập trung ứng suất dự báo sớm hư hỏng vật liệu chịu áp 533,3MPa (b) 600MPa 669,2MPa - ứng suất gãy 10 Điểm đo 1500 1000 500 -500 -1000 -1500 -2000 Tín hiệu từ Hp (y)/(A/m) Trong thực tế, để đảm bảo an toàn vận hành cho cơng trình, đặc biệt cấu trúc chịu lực, thông thường vật liệu kim loại thiết kế làm việc vùng đàn hồi Nghiên cứu quy luật SMFL ứng suất vùng đàn hồi thép C45 cho thấy độ tự cảm từ tỷ lệ thuận với ứng suất kéo mẫu thử nghiệm với hệ số góc phụ thuộc vào ứng suất cực đại Hình [9] (c) 1066,7MPa 1133,3MPa 1159,8MPa - ứng suất gãy 10 Điểm đo Hình Sự phân bố tín hiệu từ trước sau bị phá hủy tương ứng với loại thép thử nghiệm khác (thép Q233 (a), thép 0,45%C (b) thép 45CrNiMoVA (c)) [11] DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 63 CƠNG NGHỆ DẦU KHÍ -1,0 -0,6 460MPa, 36kN -1,2 -1,6 B (10-4T) B (10-4T) -1,4 B = -2,357 + 0,0026σ -1,8 -2,0 -2,2 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 σ (MPa) 610MPa, 48kN -0,8 -1,0 -1,2 -1,4 -1,6 -1,8 -2,0 -2,2 -2,4 B = -2,322 + 0,00266σ 100 200 300 400 σ (MPa) 500 600 700 Hình Biến thiên SMFL theo ứng suất kéo mẫu [9] (a) 3.2.1 Điều kiện thực nghiệm Bên ф 19mm 12mm × 50mm ф 19mm 50mm × 12mm ф 19mm Chai cứng ф 19mm Thiết bị đo từ trường lắp ráp đầu dị cảm biến chiều có khả đo từ trường trái đất, tích hợp khuếch đại tín hiệu có khử nhiễu tần số điện lưới 50 - 60 Hz Kết khảo sát thu nhận xử lý phần mềm; liệu đo lưu lại máy tính, chuyển sang dạng excel để phân tích, xử lý vẽ đồ thị 500mm Bên ngồi (b) 10-4T Hình (a) Đường ống chế tạo bất thường thử nghiệm Atherton (b) Từ trường thu dọc theo đường ống áp suất 180 MPa từ hóa [12] Cường độ từ trường (μT) Cao độ (m) Vĩ độ (độ) 500 51,706 51,704 51,702 51,7 51,698 -3,63 -3,625 -3,62 Kinh độ (độ) 480 460 440 420 200 400 600 800 Khoảng cách (m) 1000 1200 100 50 -50 Chênh lệch từ trường tuyệt đối (μT/m) Chênh lệch từ trường (μT/m) -100 200 400 600 800 Khoảng cách (m) 1000 1200 1400 X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 Z1 Z2 Z3 1400 40 X12 X23 X12 Y23 Z12 Z23 20 -20 -40 200 400 600 800 Khoảng cách (m) 1000 1400 30 20 X23 10 00 200 400 600 Khoảng cách (m) 800 1000 Hình Đặc trưng kết khảo sát trường [13] 64 1200 40 DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 1200 1400 Thiết bị chế tạo thử nghiệm đo từ trường trái đất gần mẫu thép chịu tác động ứng suất kéo Các mẫu thử nghiệm chế tạo từ thép carbon thấp, có hình dạng tương tự mẫu thử nghiệm kéo, gá thiết bị kéo học có khả điều chỉnh tốc độ chậm Đầu đo từ trường bố trí gần mẫu thép di chuyển dọc theo mẫu thử nghiệm 3.2.2 Kết thu Khảo sát biến thiên từ trường gần mẫu thép bị kéo giãn vị trí cố định khơng có khuyết tật mẫu có khơng có khuyết tật (Hình 11) Kết thu cho thấy biến thiên tín hiệu từ trường theo độ giãn dài mẫu có tương quan tương tự quan hệ ứng suất độ giãn dài vật liệu mô tả thử nghiệm Dong Lihong cộng [11] PETROVIETNAM Dưới tác dụng lực kéo, domain từ mẫu kim loại chuyển từ trạng thái xếp ngẫu nhiên sang trạng thái xếp có trật tự nhằm đáp ứng giãn dài mẫu, tương ứng với trạng thái kim loại vùng đàn hồi Trong vùng biến đổi từ trường tự cảm tăng dần theo độ giãn dài mẫu Khi domain từ đạt trạng thái bão hòa, từ trường gần không thay đổi mẫu kéo dài bị phá hủy Tại ứng suất kéo không đổi, từ trường đo vị trí cố định dọc theo chiều dài mẫu thử nghiệm mẫu khơng có khuyết tật mẫu có khuyết tật với vị trí khuyết tật tạo mẫu thử nghiệm (tương ứng với vị trí 0) Kết thu Hình 12 Trên mẫu có khơng có khuyết tật nhân tạo, từ trường xác định dọc theo chiều dài mẫu thử nghiệm ứng suất kéo tương ứng 50, 100 150 MPa cho thấy rõ khác biệt vị trí có khơng có khuyết tật Hình 12 Kết thu cho thấy thiết bị chế tạo có khả thu nhận tín hiệu từ trường cảm ứng xung quanh kim loại từ chịu ứng lực, phát bất thường vị trí tập trung ứng lực khuyết tật, kim loại ăn mòn… Kết luận Kỹ thuật nhớ từ phát triển sở nguyên lý Villari kỹ thuật nhà khoa học công nghệ nước quan tâm nghiên cứu, phát triển ứng dụng phương pháp NDT tiên tiến, cho phép phát sớm hư hỏng tiềm ẩn vị trí tập trung ứng suất Các nghiên cứu bước đầu Viện Dầu khí Việt Nam cho phép chế tạo thiết bị có khả thu nhận tín hiệu biến đổi từ trường xung quanh kim loại phát bất thường mẫu thử nghiệm kéo, cho phép mở hướng nghiên cứu ứng dụng thực tiễn công nghiệp, đặc biệt thiết bị đường ống chịu áp lực khó tiếp cận trực tiếp Tài liệu tham khảo [1] E.Villari, “Change of magnetization by tension and by electric current”, Annals of Physics and Chemistry, Vol 126, pp 87 - 122, 1865 210 210 50 Mpa 100 Mpa 150 Mpa Từ trường Hx (A/m) Từ trường Hx (A/m) 209 205 208 207 200 206 205 195 204 0,0 -5 0,4 0,6 0,8 1,0 -1Độ biến0dạng (mm) Vị trí đo Hình 11 Biến thiên SMFL theo độ giãn dài mẫu thử nghiệm Hình 10 Đặc trưng kết khảo sát trường so sánh MMM ILI (đường đỏ) [13] 210 207 206 -5 210 209 /m) -2 208 207 206 205 205 204 0,2 -3 50 Mpa 100 Mpa 150 Mpa 209 Từ trường Hx (A/m) Từ trường Hx (A/m) 208 -4 210 50 Mpa 100 Mpa 150 Mpa 209 Không khuyết tật Khuyết tật 208 -4 -3 -2 -1 Vị trí đo 204 -5 -4 -3 -2 -1 Vị trí đo (a) (b) Hình 12 Sự biến thiên từ trường dọc theo chiều dài mẫu thử nghiệm khơng có khuyết tật (a) có khuyết tật vị trí (b) 50 Mpa 100 Mpa DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 150 Mpa 65 CÔNG NGHỆ DẦU KHÍ [2] A.A.Dubov, “A study of metal properties using the methode of magnetic memory”, Metal Science and Heat Treatment, Vol 39, pp 401 - 405, 1997 [3] Peter Švec Sr., Roman Szewczyk, Jacek Salach, Dorota Jackiewicz, Peter Švec, Adam Bieńkowski, and Jozef Hoško, “Magnetoelastic properties of selected amorphous systems tailored by thermomagnetic treatment”, Journal of Electrical Engineering, Vol 65, No 4, pp 259 - 261, 2014 DOI: 10.2478/jee-2014-0040 [4] Dorota Jackiewicz, Maciej Kachniarz, and Adam Bieńkowski, “Investigation of the magnetoelastic Villari effect in steel truss”, Recent Global Research and Education: Technological Challenges Springer International Publishing, 2017, pp 63 - 70 [5] D.C.Jiles, “Theory of magnetomechanical effect”, Journal of Physics D: Applied Physics, Vol 28, No 8, pp 1537 - 1546, 1995 [6] Anatoly A Dubov and Sergey Kolokolnikov, “Technical diagnostics of equipment and constructions with residual life assessment using the method of metal magnetic memory", 17th World Conference on Nondestructive Testing, Shanghai, China, 25 - 28 October, 2008 [7] Caoyuan Pang, Jianting Zhou, Ruiqiang Zhao, Hu Ma, and Yi Zhou, “Research on internal force detection method of steel bar in plastic and yielding stage based on metal magnetic memory”, Materials, Vol 12, No 7, pp 1167, 2019 DOI: 10.3390/ma12071167 [8] Guo Pengju, Chen Xuedong, Guan Weihe, Cheng Huayun, and Jiang Heng, “Effect of tensil stress on the variation of magnetic field of low-alloy steel”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol 323, No 20, pp 2474 - 2477, 2011 DOI: 10.1016/j.jmmm.2011.05.015 [9] Shangkun Ren and Xianzhi Ren, “Studies on law of stress-magnetization based on magnetic memory testing technique”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol 449, pp 165 - 171, 2018 DOI: 10.1016/j jmmm.2017.09.050 [10] ASM International, Atlas of Stress – Strain Curves, 2nd edition The Materials Information Society, 2002 [11] Dong Lihong, Xu Binshia, Dong Shiyuna, Chen Qunzhic, and Wang Dan, “Variation of stress-induced magnetic signals during tensile testing of ferromagnetic steels”, NDT&E International, Vol 41, No 3, pp 184 - 189, 2008 DOI: 10.1016/j.ndteint.2007.10.003 [12] D.L.Atherton, “Stress-shadow magnetic inspection technique for far-side anomalies in steel pipe”, NDT International, Vol 16, No 3, pp 145 - 149, 1983 DOI: 10.1016/0308-9126(83)90037-8 [13] Stephen G.H.Staples, “Using magnetostriction and the villari effect to detect anomalies”, PhD Transfer Report, 2012 VILLARI EFFECT AND METAL MAGNETIC MEMORY TECHNIQUE IN INSPECTION OF MAGNETIC MATERIALS UNDER STRESS Nguyen Thi Le Hien, Doan Thanh Dat, Le Thi Phuong Nhung Vietnam Petroleum Institute Email: hienntl@vpi.pvn.vn Summary Stress concentration is a major cause of metal structure failures In ferromagnetic materials, it changes the nearby magnetic field, which is called the inverse magnetostrictive effect or Villari effect The metal magnetic memory (MMM) method, which is developed based on the Villari effect, is considered a novel, advanced, unique non-destructive testing technique allowing identification of stress concentration zones and early prediction of damage potential for ferromagnetic materials The paper introduces the Villari effect theoretical basis, the development of the MMM technique, and some experimental investigations conducted by the Vietnam Petroleum Institute in which this technique is used to produce test equipment for material structures under stress Key words: Villari effect, metal magnetic memory, non-destructive testing, stress concentration, structure failure 66 DẦU KHÍ - SỐ 8/2020 ... 9] Các kết nghiên cứu, ứng dụng nguyên lý Villari kỹ thuật nhớ từ kiểm tra cấu trúc kim loại 3.1 Các nghiên cứu nước Để ứng dụng nguyên lý Villari kỹ thuật nhớ từ vào thực tế, nhiều nhà khoa... thống, kỹ thuật nhớ từ sử dụng để dự báo phát sớm khuyết tật vị trí hư hỏng vật liệu sắt từ mà khơng cần kích thích từ trường mạnh để từ hóa vật liệu sử dụng thiết bị thu thập tín hiệu nhớ từ đơn...PETROVIETNAM Nguyên lý Villari kỹ thuật nhớ từ ∂λ ∂B ( ∂σ )H = ( ∂H )σ 2.1 Nguyên lý Villari Từ giảo (magnetostriction) tượng vật liệu từ tính thay đổi hình dạng chịu tác động từ trường ngược lại Từ giảo