Phương pháp kiểm tra hạt từ (Magnetic Particle Testing)

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

Tìm kiếm Blog này