CHƯƠNG 2 KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY
2.5. Kiểm tra mối hàn bằng phương pháp từ tính
2.5.3. Phương pháp dò sắt từ
Đểghi 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 từtrường đo.
Thiết bịdị đơn giản nhất (Hình 159) gồm khung lõi từ1 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 vịng như nhau. Cuộn đo 4 quấn vòng quanh khung bao lấy hai cuộn
154
kia. Nếu có dịng điện xoay chiều từ nguồn riêng chạy qua cuộn dây 2 và 3 thì trong cuộn đo khơng 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. Tần số của nó gấp đơi tần số nguồn. Nhờ bộ dị sắt từ này khi tần số dịng xoay chiều 1000 Hz có thểđo được cường độ từtrường 0,001 A/cm.
Hình 159 Sơ đồ dị sắt từ: 1)-Kkhung lõi; 2) & 3)- Cuộn nguồn; 4)- Cuộn đo
Để dị 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 khơng chịu ảnh hưởng của từ trường ngồi (như từtrường gây ra bởi các thiết bịđiện xung quanh, địa từtrường...). Cường độ từtrường ngồi có thểthay 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 dị tìm khuyết tật bằng từ người ta thường dùng đầu dị sắt từ kích thước dài 2 mm – 10 mm được cấp bởi dịng 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 dị như vậy có thể phát hiện bề mặt (nứt vi mơ- vĩ mơ 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 dị 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 từdư. Kiểm tra theo cách từ dư (sau khi từhố) đơn giản và thuận tiện hơn.
155
Ngồi việc phát hiện khuyết tật, dò sắt từcòn được dùng cho phép đo từ, đo chiều dày và phát hiện cấu trúc. Nhờ dị sắt từ có thể phát hiện tạp chất từ tính trong khối hoặc mơi trường khơng từ tính, xác định mức độ khử từ của chi tiết.