Chuyển đến nội dung chính

Phương pháp kiểm tra hạt từ (Magnetic Particle Testing)

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com

Kiểm tra hạt từ (Magnetic Particle Testing MPT/MT hay Magnetic Particle Inspection - MPI) là một phương pháp kiểm tra không phá hủy nhằm phát hiện các khuyết tật trên bề mặt hoặc ngay bên dưới bề mặt kim loại. Đây là kỹ thuật nhanh và đáng tin cậy để phát hiện và định vị các vết nứt bề mặt.
Nguyên lý MPT: Từ thông rò trên bề mặt không liên tục

Nguyên lý Kiểm tra hạt từ (MT) dựa trên tính chất từ tính của vật liệu sắt từ. Khi một thành phần sắt từ bị từ hóa (được thực hiện bằng cách cho dòng điện chạy qua nó hoặc bằng cách đặt nó trong một từ trường mạnh), bất kỳ sự không liên tục hoặc khuyết tật nào có trong vật liệu sẽ gây ra rò rỉ từ thông (như vết nứt sẽ tạo ra lực cản đáng kể đối với từ trường, tại những điểm không liên tục như vậy, từ trường thoát ra trên bề mặt của mẫu thử (từ thông rò rỉ).

Xem thêm: 

Rò rỉ từ thông làm cho từ trường bị biến dạng trong vùng lân cận của khuyết tật. Bằng cách phun các hạt từ lên bề mặt của vật liệu được từ hóa, các hạt từ sẽ bị hút vào các khu vực rò rỉ từ thông, tạo ra một dấu hiệu rõ ràng về vị trí và mức độ của khuyết tật (Các hạt từ tính cực mịn, được trộn thành bột nhão trong nước hoặc dầu).

Phương pháp này có hiệu quả để phát hiện các khuyết tật trên bề mặt và gần bề mặt trong vật liệu sắt từ.

Thiết bị kiểm tra hạt từ (MT)

Nhiều loại thiết bị & kỹ thuật kiểm tra hạt từ được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau.  ASME, Section V Article 7, đã chỉ định năm phương pháp hoặc kỹ thuật MT dưới đây:

Phương pháp từ hóa vật kiểm tra:

1.      Phương pháp Prod

2.      Phương pháp từ hóa dọc (Longitudinal magnetization method)

3.      Phương pháp từ hóa vòng (Circular magnetization method)

4.      Phương pháp từ hóa đa hướng (Multidirectional magnetization method)

5.      Phương pháp Yoke (dùng gông từ được sử dụng phổ biến)

Hạt sắt từ cho MPI

MPI sử dụng các hạt từ làm phương tiện phát hiện khuyết tật. Các hạt từ có sẵn ở hai dạng:

1.      hạt khô

2.      Hạt ướt

Các hạt khô có nhiều kích cỡ và màu sắc khác nhau để phù hợp với các mức độ nhạy khác nhau trong MPI. Các hạt khô được áp dụng bằng phương pháp phủ bụi.

Các hạt màu được sử dụng để nâng cao mức độ nhạy. Chúng rất di động và phù hợp nhất với MPI hiện trường. 

Các hạt từ ướt được sử dụng chủ yếu cho MPI cố định nhưng cũng được sử dụng trong các ứng dụng hiện trường. Trong một hệ thống hạt ướt, các hạt oxit sắt lơ lửng trong nước hoặc trong chất lỏng gốc dầu mỏ. Chúng được sử dụng bằng cách phun hoặc đổ lên bề mặt thử nghiệm.

MT Kiểm tra đường hàn bằng phương pháp Yoke (dùng gông từ)

MPI dùng gông từ là kỹ thuật MT được sử dụng phổ biến nhất để kiểm tra các mối hàn. Kiểm tra bằng cách sử dụng 1 gông từ để tạo từ trường liên tục để xác định và định vị các khuyết tật.

Các hạt từ được sử dụng tại hiện trường bằng cách phun. Tiếp theo là tạo từ trường bằng cách sử dụng một gông từ di động.

Trong một thiết bị gông từ, hai cực của nam châm điện được gắn theo một hệ thống sắp xếp trong đó mạch điện sẽ kín sau khi cả hai cực chạm vào vật thử. Bất kỳ sai sót nào nằm trong từ trường đều được hiển thị do sự đứt gãy của đường sức từ như được minh họa trong hình bên dưới.

Để đảm bảo kiểm tra từ hiệu quả bằng phương pháp gông từ (Yoke), điều cần thiết từ hóa theo hai hướng khác nhau để tất cả các khuyết tật nếu có trên bề mặt kiểm tra đều được phát hiện bất kể hướng của chúng.


Nguyên lý Magnetic Particle Testing,  Phương pháp Yoke (dùng gông từ được sử dụng phổ biến)

Kiểm tra hạt từ được sử dụng trong hầu hết các kim loại có từ tính, chẳng hạn như thép các bon, hợp kim thấp và gang. Mục đích chính của thử hạt từ là cho các mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt. Nó có thể áp dụng cho các bề mặt không qua vệ sinh và khá thô, nhưng như vậy thì độ nhạy sẽ giảm đi. Kiểm tra hạt từ huỳnh quang được sử dụng khi yêu cầu độ nhạy ở mức cao nhất.

Sự khác biệt chính giữa MT và MFL là phương tiện phát hiện khuyết tật, trong khi MT sử dụng các hạt từ tính để phát hiện các khuyết tật trong vật liệu, thì MT sau (MFL) sử dụng Cảm biến hiệu ứng Hall để xác định vị trí khuyết tật. Tuy nhiên, kỹ thuật Kiểm tra hạt từ tính (MPI) được sử dụng trong phạm vi rộng hơn so với các ứng dụng hạn chế của MFL.

Ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng kiểm tra hạt từ

Ưu điểm của thử nghiệm hạt từ

Kiểm tra hạt từ là một trong những phương pháp NDT bề mặt được sử dụng nhiều nhất. Thử nghiệm này được sử dụng cho nhiều vật liệu sắt từ bất kể hình dạng và kích cỡ của chúng, từ hàn, gia công, rèn và các thành phần quy trình sản xuất khác.

Những ưu điểm của Thử nghiệm hạt từ được liệt kê dưới đây:

1.      Phương pháp NDT trên bề mặt và dưới bề mặt nhanh và có độ nhạy cao.

2.   Di động và phù hợp nhất để kiểm tra tại hiện trường bằng cách sử dụng gông từ cầm tay.

3.      Ít yêu cầu đào tạo & kỹ năng cho Kỹ thuật viên NDT.

4.      Trực tiếp kiểm tra & đánh giá các bộ phận.

5.      Chỉ cần làm sạch bề mặt vừa phải.

6.      Không yêu cầu cao về làm sạch sau khi test như Penetrant testing.

7.      MT có thể được áp dụng cho nhiệt độ bề mặt vật liệu khác nhau.

8.      Thử nghiệm có thể được thực hiện ở bất kỳ vị trí hoặc hình dạng nào.

Nhược điểm (Hạn chế) của Kiểm tra hạt từ

Kiểm tra hạt từ, MT hay MPI cũng có một số nhược điểm hoặc nhược điểm như các phương pháp NDT khác. Những hạn chế quan trọng hàng đầu của Kiểm tra hạt từ (MT) là:

1.      Thử nghiệm chỉ có thể được áp dụng cho các vật liệu sắt từ, tức là chỉ dành cho các vật liệu có thể bị từ hóa.

2.      MT là không thể đối với vật liệu kim loại màu.

3.      MT chỉ giới hạn ở bề mặt và giới hạn trong việc kiểm tra khuyết tật dưới bề mặt.

4.      Sau thử nghiệm, cần khử từ để loại bỏ từ tính dư.

Tiêu chuẩn kiểm tra hạt từ MT

Các tiêu chuẩn và bộ Code về kiểm tra hạt từ của Mỹ, Canada và ISO được liệt kê dưới đây:

1.      ASME Mục V

2.      ASTM E3024 – Thực hành tiêu chuẩn cho MT.

3.       ISO 9934-1 : Các nguyên tắc chung MT

4.      ISO 17638 : Để kiểm tra các mối hàn. (Cũng được sử dụng ở Canada).

5.      ISO 3059 : Điều kiện xem MPI

6.      ASTM E1444: MT cho các ứng dụng hàng không vũ trụ

7.      CSA W59

8.      AWSD1.1

Related Posts by Categories



Nhận xét

Bài đăng xem nhiều

Dung sai và các chế độ lắp ghép bề mặt trụ trơn [pdf]

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Ví dụ bạn cần gia công 1 trục bơm ly tâm 1 cấp, khi lên bản vẽ gia công thì cần dung sai gia công, việc chọn dung sai gia công thì căn cứ vào kiểu lắp ghép như vị trí lắp vòng bi: đối với vòng trong vòng bi với trục bơm thì sẽ lắp theo hệ thống lỗ (vì kích thước vòng bi không thay đổi được), nên việc lắp chặt hay trung gian là do bạn lựa chọn dựa trên các tiêu chí ở dưới. Còn thân bơm với vòng ngoài vòng bi thì lắp theo hệ trục (xem vòng ngoài vòng bi là trục). Bạn cũng cần lưu ý việc lắp chặt hay trung gian có thể ảnh hưởng đến khe hở vòng bi khi làm việc nên cần cân nhắc cho phù hợp với điều kiện vận hành, loại vòng bi (cùng loại vòng bi, vòng bi C2, C3 có khe hở nhỏ hơn C4, C4 nhỏ hơn C5). Nếu bạn đang dùng C3, lắp trung gian mà chuyển sang lắp chặt có thể làm giảm tuổi thọ vòng bi vì khe hở giảm hoặc không đáp ứng yêu cầu làm việc. Sơ đồ miền dung sai Miền dung sai Miền dung sai được tạo ra bằng cách phối hợp giữa  1...

Tải miễn phí phần mềm triển khai hình gò

Phần mềm này sẽ giúp các bạn đưa ra bản vẽ triển khai gia công đầy đủ và chính xác, cho phép các bạn xuất ra bản vẽ Autocad để tiện hơn cho việc tính toán, in ấn , quản lý. [MF] —–  nhấn chọn để download Lưu ý: sau khi giải nén và cài đặt thì chép pns4.exe (có sẵn sau khi giải nén) đè lên file pns4.exe mới. Phiên bản này có đầy đủ kích thước với các kiểu ống và help. Nên chạy run as administrator trong win 7. Xin chào bạn!  Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa.  Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi. Nguyễn Thanh Sơn

Tải giáo trình chuyên nghành cơ khí [pdf]

Danh mục sách chuyên nghành cơ khí do chúng tôi tìm kiếm sưu tầm trên internet, đường link google drive có sẵn (pdf).  Nếu có điều kiện các bạn nên mua sách để ủng hộ tác giả và NXB nhé! Link tải giáo trình vẫn đang tiếp tục được cập nhật hàng ngày...... Ngày cập nhật: 13/6/2023 -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 1 - PGS Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng, TH.S. Phan Đăng Phong NXB Khoa học và Kỹ thuật (2006) Số trang: 734 ==>  Tải tại đây -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 2 - PGS Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng NXB Khoa học và Kỹ thuật (2004) Số trang: 601 ==>  Tải tại đây -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 3 - PGS Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng NXB Khoa học và Kỹ thuật (2006) Số trang: 653 ==>  Tải tại đây -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ ...

Cách kiểm tra và đánh giá vết ăn khớp (tooth contact) của cặp bánh răng

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Hộp số với cặp bánh răng nghiêng Tooth contact là một trong những yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả và độ bền của bánh răng Mục đích Các bánh răng phải có tải trọng phân bố đều trên bề mặt răng khi làm việc ở điều kiện danh định.  Nếu tải trọng phân bố không đều, áp lực tiếp xúc và ứng suất uốn tăng cục bộ , làm tăng nguy cơ hư hỏng.  Gear Run Out của bánh răng là gì? cách kiểm tra Bánh răng và hộp số, phần 3: Phân tích dầu tìm nguyên nhân hư hỏng bánh răng. Bánh răng và Hộp số, phần 2: Các loại hộp số, bôi trơn, hư hỏng thường gặp Bánh răng và hộp số, phần 1: Các loại bánh răng (types of gears) Để đạt được sự phân bố tải đều, bánh răng cần có độ chính xác trong thiết kế, sản xuất, lắp ráp và lắp đặt các bộ phận của hộp số. Các yếu tố này được kiểm tra, test thử nghiệm và kiểm tra tại xưởng của nhà sản xuất thiết bị. Lắp đặt đúng cách tại hiện trường là bước cuối cùng để ...

Khe hở mặt răng (backlash) và khe hở chân/đỉnh răng (root/tip clearance)

Viết bài : Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Các thông số cơ bản của bánh răng Về những thông số của bánh răng, có rất nhiều thông số để phục vụ cho quá trình gia công, thiết kế và lắp đặt máy. Tuy nhiên có một số thông số cơ bản bắt buộc người chế tạo cần phải nắm rõ, gồm: Đường kính Vòng đỉnh (Tip diameter): là đường tròn đi qua đỉnh răng, da = m (z+2) . Đường kính Vòng đáy (Root diameter): là vòng tròn đi qua đáy răng, df = m (z-2.5) . Đường kính Vòng chia (Reference diameter): là đường tròn tiếp xúc với một đường tròn tương ứng của bánh răng khác khi 2 bánh ăn khớp với nhau, d = m.Z   Số răng: Z=d/m Bước răng (Circular Pitch): là độ dài cung giữa 2 profin của 2 răng kề nhau đo trên vòng chia, P=m. π Modun: là thông số quan trọng nhất của bánh răng, m = P/π ; ha=m. Chiều cao răng (whole depth): là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chia; h=ha + hf=2.25m, trong đó ha=1 m, hf=1,25 Chiều dày răn...

Tại sao đường kính ống hút thường lớn hơn đường kính ống xả của bơm ly tâm?

Trong hệ thống bơm ly tâm (centrifugal pump system), việc thiết kế và lựa chọn kích thước đường ống hút và đường ống xả không phải là ngẫu nhiên mà dựa trên cơ sở tính toán thủy lực nhằm đảm bảo hiệu quả vận hành, độ tin cậy và tuổi thọ thiết bị. Một điểm dễ thấy là trong nhiều hệ thống, đường kính ống hút thường lớn hơn đường kính ống xả. Điều này xuất phát từ các yêu cầu kỹ thuật liên quan đến kiểm soát tổn thất áp suất, chống xâm thực (cavitation) và đảm bảo điều kiện thủy lực tối ưu cho bơm. Sau đây là phân tích chi tiết: 1. Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm Bơm ly tâm hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi năng lượng cơ học từ bánh công tác (impeller) thành động năng và áp năng của dòng chất lỏng. Chất lỏng được hút vào bơm qua cửa hút (suction inlet), tại đây bánh công tác gia tốc dòng chảy, sau đó chất lỏng được đẩy ra ngoài qua cửa xả (discharge outlet) với áp suất và vận tốc cao hơn. Lưu ý: Áp suất tại cửa hút luôn thấp hơn áp suấ...

Sơ đồ tuabin khí chu trình hỗn hợp (combined cycle)

Viết bài KS Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com CCGT được gọi là chu trình kết hợp trong nhà máy điện, có sự tồn tại đồng thời của hai chu trình nhiệt trong một hệ thống, trong đó một lưu chất làm việc là hơi nước và một lưu chất làm việc khác là một sản phẩm khí đốt. Giải thích rõ hơn: Turbine khí chu trình hỗn hợp (Combined Cycle Gas Turbine - CCGT) là một hệ thống phát điện sử dụng cùng một nguồn nhiên liệu để vận hành hai loại máy phát điện khác nhau: một máy phát điện dẫn động bởi tuabin khí (gas turbine) và một máy phát điện dẫn động bởi tuabin hơi nước (steam turbine). Hệ thống CCGT được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện, do có thể giảm thiểu lượng khí thải và tăng tính hiệu quả trong việc sử dụng năng lượng. Nhà máy điện CCGT Trong hệ thống CCGT, nguồn nhiên liệu (thường là khí tự nhiên natural gas hoặc dầu) được đốt trong máy tuabin khí dẫn động cho máy phát điện generator để sản xuất điện. Hơi nước được tạo ra từ lò hơi thu hồi nhiệt (Heat Re...

Kỹ thuật hàn Temper Bead

Biên soạn Nguyễn Thanh Sơn , bản quyền thuộc baoduongcokhi.com Hàn temper bead là một kỹ thuật hàn đặc biệt, trong đó nhiệt lượng (heat input) từ các lớp hàn kế tiếp sẽ làm tôi (temper) các lớp hàn trước đó. Kết quả là cấu trúc hạt mịn (fine grain structure) và độ cứng thấp được hình thành trong vùng ảnh hưởng nhiệt (Heat-Affected Zone – HAZ). Đây là phương pháp rất hữu ích trong việc kiểm soát luyện kim vùng HAZ mà không cần xử lý nhiệt sau hàn (Post-Weld Heat Treatment – PWHT).  Kỹ thuật này thường được áp dụng trong các tình huống mà PWHT không thể thực hiện được vì lý do kỹ thuật hoặc kinh tế — chẳng hạn như khi thực hiện sửa chữa tại chỗ trong các nhà máy đang vận hành. Trong những trường hợp như vậy, hàn temper bead cho phép đạt được các đặc tính cơ học chấp nhận được cho mối hàn và kiểm soát kích thước HAZ ở mức tối thiểu. 1. Định nghĩa và cơ sở luyện kim Temper Bead Welding (TBW) là phương pháp hàn nhiều lớp (multi-pass welding) được bố trí theo trình tự cụ thể, trong đó...

Bẫy hơi (steam trap) trong nhà máy công nghiệp

1. Tại sao cần bẫy hơi (Steam Trap)? Trong hệ thống hơi nước công nghiệp (industrial steam system), khi hơi được sử dụng để gia nhiệt, truyền nhiệt hoặc vận hành thiết bị, một phần hơi luôn ngưng tụ thành nước (condensate) do: Hơi trao đổi nhiệt cho quá trình. Mất nhiệt qua thành ống, van, thiết bị. Sự xâm nhập của không khí và khí không ngưng tụ (non-condensable gases) như CO₂, O₂. Nếu không loại bỏ kịp thời nước ngưng tụ và khí không ngưng, sẽ xảy ra: Tụ đọng nước làm giảm hiệu suất trao đổi nhiệt.   Hiện tượng búa nước (water hammer) gây nứt vỡ ống, hỏng thiết bị.   Ăn mòn cục bộ do kết hợp với oxy, CO₂. Rò rỉ hơi (live steam loss), thất thoát năng lượng. Sản phẩm không đạt yêu cầu, gián đoạn sản xuất. Bẫy hơi (steam trap) là thiết bị tự động xả nước ngưng và khí không ngưng, ngăn thất thoát hơi, bảo vệ thiết bị và đảm bảo hiệu suất nhiệt toàn hệ thống. 2. Định nghĩa và Vai trò của Bẫy Hơi Theo tiêu chuẩn ISO 6704:1982, steam tra...