- Nguồn sáng đen:
5.3.9.Lĩnh vực sử dụng và hướng phát triển của kiểm tra từ ký
5. Kiểm tra mối hàn bằng phương pháp từ tính:
5.3.9.Lĩnh vực sử dụng và hướng phát triển của kiểm tra từ ký
Phương pháp từ ký chủ yếu được sử dụng để kiểm tra mối hàn giáp mối. Bằng việc dùng các thiết bị từ hoá hiện đại phương pháp này có thể kiểm tra được các sản phẩm và kết cấu hàn từ các loại thép tấm khác nhau có chiều dày đến 20 mm.
Phương pháp này được áp dụng lần đầu tại Liên xô vào năm 1952 và được phát triển mạnh trong những năm 1960. Thời kỳ đầu nó được dùng để kiểm tra các mối hàn trong các đường ống dẫn dầu- khí kết hợp với chụp ảnh bức xạ.
Ưu điểm của phương pháp này so với kiểm tra bằng bột từ là: i)- khả năng phân giải cao, cho phép ghi nhận được các loại từ trường, đo được kích thước khuyết tật với độ chính xác cao; ii)- ghi nhận từ trường trong phạm vi rộng lớn; iii)- ghi nhận từ trường trên những bề mặt phức tạp, chỗ khe hẹp; iv)- có khả năng tái sử dụng sau khi khử từ. Do năng suất cao, kinh tế và không gây hại cho người thao tác nên phương pháp này chiếm phần lớn khối lượng kiểm tra chất lượng hàn.
Nhược điểm của phương pháp này là:
i)- biến đổi thông tin để đánh giá mức độ từ hóa;
ii)- chỉ ghi được một thành phần từ trường theo hướng dọc theo bề mặt; iii)- khử từ phức tạp hơn và phải lưu giữ băng từ cẩn thận.
Gần đây với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện- điện tử - kỹ thuật số, cho phép liên tục hoàn thiện thiết bị và công nghệ để kiểm tra trong các ngành công nghiệp khác như chế tạo máy và lắp ráp.
5.4. Phương pháp dò sắt từ
Để ghi và đo trường điện từ, ngoài kỹ thuật dùng cuộn dây dẫn, băng từ, đầu từ và bột từ còn phương pháp nữa là dò sắt từ. Thực chất của phương pháp kiểm tra dò sắt là phát hiện từ trường của khuyết tật nhờ cảm biến điều biến từ. Dò sắt từ dựa vào đặc điểm của các quá trình từ hóa lại các vật liệu sắt từ. Ở các trường hợp này trạng thái từ của vật liệu bị thay đổi theo đường cong từ trễ không đối xứng, điều đó làm xuất hiện sóng hài bậc chẵn trong phổ tín hiệu của cuộn đo có biên độ tỉ lệ với từ trường đo.
Thiết bị dò đơn giản nhất (h. V.31) gồm khung lõi từ 1 được chế tạo từ các tấm mỏng của vật liệu permalloj. Trên hai cạnh đối diện của khung quấn các cuộn dây 2 và 3 nối tiếp có số vòng như nhau. Cuộn đo 4 quấn vòng quanh khung bao lấy hai cuộn kia. Nếu có dòng điện xoay chiều từ nguồn riêng chạy qua cuộn dây 2 và 3thì trong cuộn đo không xuất hiện sức điện động vì sự biến thiên từ thông trong hai cuộn dây là bằng giá trị và ngược chiều nhau.
Khi đặt khung lõi vào từ trường một chiều đồng nhất hướng theo trục các cuộn dây sẽ làm biến đổi chu trình từ trễ gây ra sự mất cân bằng từ thông ở hai cạnh khung; trong cuộn đo xuất hiện sức điện động tỉ lệ với cường độ từ trường.
chiều 1000 Hzcó thể đo được cường độ từ trường 0,001 A/cm.
Hình 21.159 Sơ đồ dò sắt từ: 1)-Kkhung lõi; 2) & 3)- Cuộn nguồn; 4)- Cuộn đo
Để dò tìm khuyết tật thường sử dụng các đầu dò sắt từ được tập trung theo sơ đồ trọng sai (gradiometr). So với đầu dò từ trường, trong trường hợp này trọng sai kế có ưu điểm là về thực tế số chỉ của chúng không chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài (như từ trường gây ra bởi các thiết bị điện xung quanh, địa từ trường...). Cường độ từ trường ngoài có thể thay đổi trong phạm vi rộng, tuy nhiên do đầu dò sắt từ nhỏ nên sự chênh lệch của chúng không đáng kể so với tán xạ đo được từ khuyết tật.
Trong việc dò tìm khuyết tật bằng từ người ta thường dùng đầu dò sắt từ kích thước dài 2 mm – 10 mm được cấp bởi dòng điện kích thích với tần số 10
kHz– 300 kHz. Tần số nhỏ để phát hiện tương đối lớn trong kết cấu thép có lực kháng từ cao.
Bộ dò khuyết tật sắt từ làm việc với tần số lớn hơn 100 kHz rất nhạy. Nhờ bộ dò như vậy có thể phát hiện bề mặt (nứt vi mô- vĩ mô và xước có độ sâu 0,01
mm, sẹo mảnh ...), khuyết tật trong sâu đến 8 mm và khuyết tật lớn sâu đến 15
mm. Phương pháp này cho phép phát hiện vết nứt sâu cách bề mặt trong 0,5 mm
của ống dày 6 mm– 8 mm. Để đảm bảo độ nhạy và tính chính xác cao của phương pháp dò sắt từ bề mặt của vật kiểm phải được làm sạch. Ngoài ra cấu trúc không đồng đều của vật cũng ảnh hưởng đến kết quả kiểm tra.
Có thể kiểm tra thực hiện kiểm tra theo hai cách là từ hoá liên tục và từ dư. Kiểm tra theo cách từ dư (sau khi từ hoá) đơn giản và thuận tiện hơn.
Ngoài việc phát hiện khuyết tật, dò sắt từ còn được dùng cho phép đo từ, đo chiều dày và phát hiện cấu trúc. Nhờ dò sắt từ có thể phát hiện tạp chất từ tính trong khối hoặc môi trường không từ tính, xác định mức độ khử từ của chi tiết.
5.5 Trình tự thực hiện:
1 Chuẩn bị Máy kiểm tra MT - Bộ nguồn - Bộ phận tạo từ - Chọn công suất máy đúng yêu cầu - Bột màu - Bột từ 2 Rải bột từ - Bột từ - Rải đều 3 Thử từ tính - Máy thử từ tính - Đúng kỹ thuật 4 Đọc kết
quả - Phom báo cáo
- Đọc đúng khuyết tật
Bài tập và sản phẩm thực hành
Câu 1: Trình bày các bước thực hiện kiểm tra mối hàn bằng hạt từ tính? Câu 2: Cho biêts các phương pháp kiểm tra mối hàn bằng từ tính
Câu 3: Kiểm tra bằng từ tính và báo cáo kết quả theo code D1.1M2008. (Chi tiếtthực tập từ các bài trước)
TT Tiêu chí đánh giá phương pháp Cách thức và đánh giá Điểm tối đa Kết quả thực hiện của người học I Kiến thức 1 Nêu đúng thực chất và đặc
điểm của phương pháp siêu âm Làm bài tự luận, đối chiếuvới nội
dung bài học 1