TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH DẤU HẠT TỪ
Lịch sử hình thành và phát triển phương pháp đánh dấu hạt từ
Trong tập 5 của tạp chí Engineering năm 1868, S.H Saxby đã chỉ ra rằng các lỗi trong nòng pháo và các thành phần sắt khác có thể được phát hiện thông qua phương pháp từ hóa Mặc dù không sử dụng hạt, nhưng nguyên tắc tìm kiếm từ trường rò rỉ đã được áp dụng để phát hiện những khuyết tật này.
Năm 1917, W.E Hoke tại Cục tiêu chuẩn Mỹ phát hiện rằng các mạt thép mài nhỏ khi giữ trên mâm cặp từ có khả năng bám vào các vết nứt trên bề mặt Phát hiện này đã trở thành cơ sở quan trọng cho việc áp dụng phương pháp đánh dấu hạt từ để xác định vị trí của các vết nứt ngang.
Đánh dấu hạt từ là một trong những phương pháp đo không phá huỷ đầu tiên, cùng với X-ray, chúng đã xuất hiện sớm trong Thế chiến I.
Vào năm 1928-1929, A.V de Forest đã cải tiến thí nghiệm của Hoke bằng cách sử dụng dòng điện mạnh để tạo ra từ trường tròn, cho phép từ hoá theo nhiều hướng khác nhau Ông cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng hạt từ với kích thước, hình dạng và đặc tính từ được kiểm soát, nhằm đảm bảo kết quả nhất quán và đáng tin cậy Những đóng góp này đã thúc đẩy phương pháp trở nên thực tiễn và hữu ích hơn.
Năm 1934, A.V de Forest và F.B Doane sáng lập Magnaflux Corporation. Công ty vẫn nổi tiếng đến tận ngày nay.
Vào những năm 1930, hạt từ đã bắt đầu được ứng dụng trong ngành công nghiệp, với các thiết bị đầu tiên còn khá thô sơ và đơn giản.
Hình 1.2 Nguồn điện xoay chiều dùng máy biến áp Hình 1.1 Nguồn pin tạo điện một chiều
Cùng với sự phát triển của hai phương pháp đầu, các phương pháp đo không phá huỷ khác cũng dần được phát hiện.
Trong những năm 1940, Thế chiến II đã thúc đẩy nhu cầu về các phương pháp đo không phá huỷ, dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ của các kỹ thuật và ứng dụng mới Sự phát triển này khởi đầu cho thiết kế và ứng dụng các thiết bị kiểm tra tự động Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng cũng mang lại nhiều thách thức, bao gồm thiếu kinh nghiệm trong kiểm tra, ứng dụng kiểm tra không hợp lý và chi phí cao.
Hình 1.3 Thiết bị tự động kiểm tra đạn xuyên giáp
Sau chiến tranh, mặc dù nhiều phương pháp mới phát triển nhanh chóng, nhưng đánh dấu hạt từ vẫn giữ vị trí ưu việt trong ứng dụng vật liệu sắt từ Các thiết bị ngày càng lớn và tự động hơn, cùng với sự cải tiến trong kỹ thuật từ hóa và phát triển hạt từ mới.
Hiện nay, phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm cả những lĩnh vực yêu cầu độ tin cậy cao như năng lượng hạt nhân và không gian Với kinh nghiệm tích lũy phong phú, phương pháp này vẫn sẽ tiếp tục phát huy hiệu quả và tìm kiếm những ứng dụng mới trong tương lai.
Nguyên lý cơ bản của phương pháp
1.2.1 Ví dụ về thanh nam châm
Một vật liệu được từ hoá có những tính chất giống như thanh nam châm
Từ thông tồn tại trong và xung quanh thanh nam châm, bắt đầu từ cực Bắc và kết thúc tại cực Nam Khi rắc mạt sắt lên thanh nam châm, chúng sẽ bị hút về hai cực của nam châm.
Hình 1.4 Từ trường của thanh nam châm
Khi một thanh nam châm bị nứt, hai cạnh của vết nứt sẽ trở thành hai cực nam và bắc, tạo ra từ thông rò rỉ Từ thông này thoát ra từ cạnh nứt và đi vào cạnh còn lại Đồng thời, các mạt sắt cũng bị hút vào vết nứt giống như hai cực nam và bắc, điều này hình thành cơ sở cho phương pháp đánh dấu hạt từ.
Hình 1.5 Từ thông rò rỉ của thanh nam châm bị nứt
1.2.2 Những yếu tố ảnh hưởng từ thông rò rỉ
Cường độ và hình dáng của từ thông rò rỉ có ảnh hưởng lớn đến kết quả kiểm tra, với cường độ mạnh và hình dáng nhọn mang lại kết quả rõ ràng hơn Do đó, những yếu tố tác động đến từ thông rò rỉ cũng sẽ ảnh hưởng đến phương pháp kiểm tra.
Góc giữa từ thông và sai hỏng
Từ thông rò rỉ mạnh nhất khi góc giữa nó và sai hỏng là 900 và giảm dần về hầu như không có khi góc giảm về 0.
Vì vậy, khi kiểm tra yêu cầu cần từ hoá ít nhất theo hai hướng vuông góc nhau, đặc biệt là từ hoá dọc.
Hình 1.6 Từ thông rò rỉ phụ thuộc vào góc với sai hỏng
Độ sâu của sai hỏng
Từ thông rò rỉ mạn nhất khi sai hỏng ở trên bề mặt, càng yếu dần khi sai hỏng càng xa bề mặt.
Vì vậy, phương pháp chỉ áp dụng cho kiểm tra bề mặt và ngay sát bề mặt.
Hình 1.7 Từ thông rò rỉ phụ thuộc vào độ sâu của sai hỏng
Hình dáng của sai hỏng
Từ thông rò rỉ mạnh hơn khi sai hỏng hẹp và sâu, trong khi yếu hơn với sai hỏng nông và bè Đối với các trường hợp có từ thông rò rỉ yếu, cần đảm bảo dòng điện từ hoá đủ lớn và hạt từ dễ quan sát.
Hình 1.8 Từ thông rò rỉ phụ thuộc vào hình dạng sai hỏng
Hình 1.9 Nguyên lý cơ bản
Từ hóa đối tượng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng nam châm vĩnh cửu, nam châm điện hoặc cho dòng điện một chiều hoặc xoay chiều chạy qua Sau quá trình từ hóa, từ thông sẽ chạy qua đối tượng và có thể bị rò rỉ tại các điểm sai hỏng.
Rắc hạt từ lên bề mặt đã được từ hóa là một phương pháp hiệu quả, sử dụng hạt từ khô hoặc ướt để rải đều lên bề mặt của đối tượng Các hạt từ này sẽ tự động tập trung tại những khu vực có sai hỏng, giúp phát hiện các khuyết tật một cách chính xác.
Để kiểm tra đối tượng, cần quan sát các đám hạt nhằm xác định vị trí, kích thước và hình dáng của sai hỏng Việc sử dụng kính lúp, huỳnh quang hoặc tia UV sẽ giúp quá trình quan sát trở nên dễ dàng hơn.
• Khử từ đối tượng: Sau khi kiểm tra xong, phải khử từ để đối tượng trở về trạng thái ban đầu.
Các bước tiến hành trên sẽ được trình bày cụ thể ở các phần sau.
Ưu, nhược điểm của phương pháp
• Không cần khâu làm sạch trước khi kiểm tra quá chặt chẽ
• Nhanh, đơn giản, kinh tế
• Ít bị giới hạn bởi hình dạng, kích thước mẫu vật
• Dễ thực hiện, dễ đào tạo người kiểm tra
• Chỉ áp dụng với vật liệu sắt từ
• Chỉ phát hiện sai hỏng trên và gần bề mặt
• Hướng và độ lớn của từ trường có ảnh hưởng lớn
• Yêu cầu phải khử từ sau kiểm tra
KỸ THUẬT TỪ HÓA KIM LOẠI SẮT TỪ
Giới thiệu về từ trường
Thuật ngữ "từ trường" mô tả không gian nơi có sự thay đổi năng lượng Cực từ là vị trí mà từ trường thoát ra hoặc đi vào vật chất, và các cực từ luôn tồn tại theo cặp, được gọi là lưỡng cực Lưỡng cực có một cực từ ở một đầu và một cực từ ở đầu kia, với cường độ bằng nhau nhưng ngược chiều Ví dụ, nam châm dạng thanh là một lưỡng cực với cực bắc ở một đầu và cực nam ở đầu kia.
Nguồn gốc của từ tính bắt nguồn từ cấu trúc cơ bản của vật chất, đó là nguyên tử Nguyên tử bao gồm proton, neutron và electron, trong đó proton và neutron nằm trong hạt nhân, còn electron di chuyển xung quanh hạt nhân Khi các electron mang điện tích âm chuyển động, chúng tạo ra từ trường Mỗi khi có điện tích chuyển động, một từ trường được hình thành, với cường độ được gọi là mômen từ.
Hình 2.10 Cấu tạo bên trong nguyên tử
Khi dòng điện chảy qua vật dẫn, chuyển động của electron tạo ra từ trường xung quanh Từ trường này có thể được phát hiện bằng la bàn Tất cả vật chất đều bao gồm nguyên tử và do đó đều bị ảnh hưởng bởi từ trường, nhưng các vật liệu khác nhau phản ứng không giống nhau với từ trường.
2.1.2 Phản ứng của vật liệu với từ trường
Khi một vật liệu được đặt trong từ trường, lực từ tác động lên các electron của nó, tạo ra hiệu ứng theo Định luật Cảm ứng Từ của Faraday Tuy nhiên, phản ứng của vật liệu trước từ trường bên ngoài có thể khác nhau Mômen từ liên quan đến nguyên tử được hình thành từ ba nguồn chính: chuyển động của electron, sự thay đổi chuyển động do từ trường bên ngoài và chuyển động quay của electron.
Hình 2.11 Chuyển động cặp của electron
Trong hầu hết các nguyên tử, electron thường xuất hiện theo cặp và quay theo hướng ngược nhau, dẫn đến việc triệt tiêu từ trường của chúng Do đó, không có từ trường thuần Ngược lại, các vật liệu có electron chưa ghép đôi sẽ tạo ra từ trường thuần và phản ứng mạnh mẽ hơn với trường bên ngoài Dựa vào cách tương tác với từ trường, các vật liệu có thể được phân loại thành nhiều nhóm khác nhau.
Vật liệu nghịch từ có độ nhạy yếu và phản ứng ngược lại với từ trường Khi tiếp xúc với từ trường bên ngoài, các phân tử trong vật liệu này sẽ tạo ra dòng điện phụ và từ trường phụ ngược chiều, theo nguyên lý cảm ứng điện từ Trong các vật liệu nghịch từ, tất cả các electron đều được ghép đôi, do đó không có mômen từ trường trên mỗi nguyên tử Hầu hết các nguyên tố trong bảng tuần hoàn như đồng, bạc và vàng đều thuộc loại nghịch từ.
Hình 2.12 Vật liệu nghịch từ
Vật liệu thuận từ có độ nhạy yếu và phản ứng với từ trường, khác với nghịch từ Khi chịu tác động của từ trường ngoài, các moment từ trong vật liệu thuận từ sẽ xoay theo hướng của từ trường, dẫn đến sự gia tăng cảm ứng từ tổng cộng Các vật liệu này thường có một số electron chưa ghép đôi, ví dụ như magiê, molypden và liti.
Hình 2.13 Vật liệu thuận từ
Vật liệu sắt từ có độ nhạy lớn và phản ứng mạnh với từ trường bên ngoài, cho phép chúng giữ lại các đặc tính từ sau khi loại bỏ từ trường Sự hiện diện của các electron chưa ghép đôi trong nguyên tử tạo ra momen từ trường lớn, cùng với các miền từ tính giúp tăng cường tính chất từ tính Trong trạng thái không có từ tính, các miền này sắp xếp ngẫu nhiên, dẫn đến từ trường tổng thể bằng không Khi một lực từ hóa được áp dụng, các miền trở nên thẳng hàng, tạo ra từ trường mạnh bên trong vật liệu Các ví dụ điển hình về vật liệu sắt từ bao gồm sắt, niken và coban, thường được kiểm tra bằng phương pháp đánh dấu hạt từ tính.
Hình 2.14 Vật liệu sắt từ
2.1.3.1 Từ trường bên trong và xung quanh thanh nam châm
Hình 2.15 Từ trường sinh ra bởi thanh nam châm
Từ trường xung quanh một thanh nam châm có thể quan sát được thông qua việc sử dụng một mảnh giấy và rắc mạt sắt lên trên Các hạt mạt sắt sẽ tự sắp xếp theo đường sức từ mà nam châm tạo ra Trong từ kế, các cực từ được phân bố dọc theo chiều dài của nam châm, nhưng tập trung chủ yếu ở hai đầu, tạo thành cực bắc và cực nam.
2.1.3.2 Từ trường bên trong và xung quanh nam châm chữ U
Hình 2.16 Nam châm hình chữ U
Nam châm hình chữ U là một trong những loại nam châm phổ biến, có cấu tạo với các cực bắc và nam giống như nam châm thanh, nhưng được thiết kế cong Điều này khiến các cực nằm trong cùng một mặt phẳng, tạo ra đường sức từ truyền từ cực này sang cực kia tương tự như nam châm thanh Tuy nhiên, do khoảng cách giữa các cực gần nhau hơn và có con đường trực tiếp cho các đường từ thông di chuyển, từ trường giữa các cực của nam châm hình chữ U trở nên tập trung hơn.
2.1.3.3 Tính chất chung của đường sức từ
Hình 2.17 Hình dạng đường sức từ Đường sức từ có một số tính chất quan trọng, bao gồm:
Trong một nam châm đơn được hiển thị, họ cố gắng tạo thành các vòng khép kín từ cực này sang cực khác.
Chúng không bao giờ vượt qua nhau.
Tất cả đều có năng lượng như nhau.
Mật độ của chúng giảm khi khoảng cách từ các cực tăng lên.
Mật độ của chúng giảm (chúng lan ra) khi chúng di chuyển từ vùng có độ từ thẩm cao hơn sang vùng có độ từ thẩm thấp hơn.
Chúng di chuyển từ cực nam sang cực bắc trong một vật liệu và từ cực bắc sang cực nam trong không khí.
Nam châm không phải là nguồn duy nhất tạo ra từ trường; dòng điện chạy qua vật dẫn cũng sinh ra từ trường Khi dòng điện chạy trong một dây dẫn thẳng dài, nó tạo ra một từ trường hình tròn xung quanh, với cường độ tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện Cường độ từ trường mạnh nhất nằm gần dây dẫn và giảm dần theo khoảng cách Trong hầu hết các dây dẫn, từ trường chỉ xuất hiện khi có dòng điện Tuy nhiên, trong vật liệu sắt từ, dòng điện có thể làm cho các miền từ trường thẳng hàng, dẫn đến sự tồn tại của một từ trường dư.
Hình 2.18 Từ trường sinh ra bởi dòng điện
Hình 2.19 Quy tắc bàn tay phải
Hướng của từ trường xung quanh một dây dẫn phụ thuộc vào chiều dòng điện trong dây Để xác định hướng của từ trường, có thể sử dụng quy tắc "nắm tay phải" Theo quy tắc này, nếu bạn nắm dây dẫn bằng tay phải với ngón tay cái chỉ theo chiều dòng điện, các ngón tay sẽ cuộn lại theo hướng của từ trường.
Công thức từ trường sinh ra bởi trong 1 dây dẫn dài: với I: Cường độ dòng điện (A),
R: khoảng cách từ điểm đo đến dây dẫn (m).
2.1.5 Từ trường được tạo ra bởi một cuộn dây mang điện
Khi một dây dẫn điện được quấn thành nhiều vòng, từ trường xung quanh mỗi vòng sẽ kết hợp với từ trường của các vòng khác, tạo ra một trường từ tập trung qua tâm của cuộn dây Trường từ này chạy dọc theo trục của cuộn dây và các vòng từ sẽ quay trở lại xung quanh bên ngoài cuộn dây.
Hình 2.20 Từ trường sinh ra bởi cuộn dây
Khi cuộn dây được quấn chặt chẽ, một từ trường đồng nhất hình thành dọc theo chiều dài của nó Cường độ từ trường không chỉ tăng khi dòng điện tăng mà còn khi thêm vòng dây vào cuộn Cuộn dây dài và thẳng được gọi là cuộn dây điện từ, có khả năng tạo ra từ trường gần giống như từ trường của nam châm thanh Từ trường tập trung bên trong cuộn dây rất hữu ích cho việc từ hóa vật liệu sắt từ, phục vụ cho các phương pháp kiểm tra hạt từ tính.
Công thức về từ trường được biểu diễn như sau: với I: cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây (A),
2.1.6 Hiện tượng từ trễ và các thuộc tính từ tính
Nghiên cứu vòng từ trễ của vật liệu giúp hiểu rõ các đặc tính từ tính của nó, thể hiện mối quan hệ giữa mật độ từ thông cảm ứng (B) và lực từ hóa (H) Vòng lặp này, thường được gọi là vòng lặp B-H, là công cụ quan trọng trong phân tích từ tính của vật liệu.
Hình 2.21 Hiện tượng từ trễ
Kỹ thuật từ hóa kim loại sắt từ
2.2.1 Tổng quan kỹ thuật từ hóa kim loại sắt từ
Từ trường có thể được tạo ra trong các vật liệu sắt từ thông qua từ hóa gián tiếp hoặc trực tiếp bằng dòng điện Mặc dù công nghệ nam châm vĩnh cửu có nhiều hạn chế, việc sử dụng dòng điện làm nguồn cảm ứng từ là cần thiết do hình dạng và kích thước đa dạng của các thành phần Các bộ phận, thanh, tấm và phôi vật liệu thường cần được từ hóa theo hai hướng, nhưng hình dạng phức tạp của nhiều thành phần thép cho thấy điều này không đủ để đảm bảo từ trường chính xác Hình thức vật lý của các bộ phận cũng ảnh hưởng đến phương pháp từ hóa, như vòng nhỏ có thể bị biến dạng khi kẹp giữa các đầu của thiết bị từ hóa gián tiếp Ngoài ra, khả năng cháy bề mặt là vấn đề nghiêm trọng, vì dòng điện truyền trực tiếp có thể gây ra phóng điện hồ quang và cháy do tiếp xúc kém Do đó, các thông số kỹ thuật yêu cầu kiểm tra độ xuyên thấu của các khu vực tiếp xúc để ngăn ngừa nứt do nhiệt sinh ra từ hồ quang.
Để đảm bảo rằng bất kỳ khuyết tật nào cũng sẽ làm gián đoạn từ trường cảm ứng, các bộ phận, dù có hình dạng đơn giản, cần được từ hóa theo hai hướng: hướng tròn và chiều dọc Hình 2.17 minh họa một hình dạng thanh đơn giản được từ hóa theo hai hướng, với các khuyết tật được chỉ ra trong mỗi trường hợp.
Hình 2.26 Một thanh sắt từ đơn giản được từ hóa
2.2.2 Kỹ thuật từ hóa gián tiếp
2.2.2.1 Nam châm vĩnh cửu (Permanent magnet)
Nam châm vĩnh cửu là giải pháp lý tưởng cho các tình huống không có hoặc không được phép cung cấp điện, đặc biệt ở những vùng sâu vùng xa Chúng thường được áp dụng trong các môi trường có nguy cơ cháy nổ cao, như kiểm tra dưới mặt đất tại các mỏ than và nhà máy hóa dầu Trong những trường hợp này, việc sử dụng nam châm vĩnh cửu giúp giảm thiểu nguy cơ gây ra tia lửa Tuy nhiên, cần cân nhắc kỹ lưỡng về rủi ro hỏng hóc do bỏ sót khuyết tật Nếu độ nhạy của phương pháp kiểm tra bị ảnh hưởng bởi hạn chế của nam châm vĩnh cửu, các phương pháp từ hóa cấu trúc khác như điều khiển từ xa hoặc thiết lập đơn vị từ hóa chống cháy nổ cần được xem xét Nếu không thể thực hiện những phương pháp này, cần áp dụng các phương pháp kiểm tra không phá hủy khác để đảm bảo an toàn.
Hình 2.27 Hình ảnh một nam châm vĩnh cửu
Sử dụng nam châm vĩnh cửu là một phương pháp tiết kiệm chi phí để tạo ra từ trường Tuy nhiên, phương pháp này gặp khó khăn trong việc kiểm soát cường độ từ trường và việc đặt cũng như tách các nam châm vĩnh cửu mạnh khỏi các thành phần cần kiểm tra.
Nam châm điện là một thiết bị bao gồm lõi sắt non hình chữ U và cuộn dây quấn quanh thanh ngang, giúp khắc phục nhược điểm của nam châm vĩnh cửu Chúng chỉ hoạt động khi có dòng điện chạy qua lõi sắt, tạo ra từ trường giữa cực bắc và cực nam Nam châm điện được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để kiểm tra các vật thể.
Hình 2.28 Hình ảnh một nam châm điện
Khi dòng điện một chiều đi qua cuộn dây, hai cực của lõi sắt sẽ từ hóa ngược chiều nhau, tạo thành một nam châm điện tương tự như nam châm vĩnh cửu Nam châm điện một chiều có ưu điểm vượt trội, cho phép điều chỉnh cường độ từ trường bằng cách thay đổi dòng điện, và có thể dễ dàng được đưa vào hoặc tách ra khỏi vật cần kiểm tra mà không bị từ hóa khi không có dòng điện Bên cạnh đó, nam châm điện xoay chiều cũng được ứng dụng rộng rãi, với lợi ích trong việc sử dụng cho cả từ hóa và khử từ.
2.2.2.3 Cuộn dây (Coil và solenoid)
Việc sử dụng cuộn dây là một phương pháp thứ ba trong từ hóa gián tiếp Khi chiều dài của thành phần vượt xa đường kính, một từ trường dọc được thiết lập trong vật cần kiểm tra Vật này được đặt theo chiều dọc trong từ trường tập trung của cuộn dây, và kỹ thuật từ hóa này thường được gọi là "coil shot".
Hình 2.29 Hình ảnh một cuộn dây
2.2.2.4 Dây dẫn trung tâm (Central conductor)
Một phương pháp khác để tạo ra từ trường trong vật liệu là sử dụng từ trường từ một dây dẫn có dòng điện Bằng cách sử dụng dây dẫn trung tâm, ta có thể thiết lập một từ trường vòng trong các thành phần hình trụ Thông thường, các thành phần này được treo từ một thanh đồng đặc chạy qua đường kính bên trong Dòng điện chạy qua thanh đồng sẽ tạo ra từ trường vòng, từ đó sinh ra từ trường bên trong các vật cần kiểm tra.
Hình 2.30 Hình ảnh dây dẫn trung tâm
2.2.3 Kỹ thuật từ hóa trực tiếp
1.1.1.1 Thiết bị tĩnh cấp dòng điện
Hình 2.31 Hình ảnh thiết bị cấp dòng điện
Thiết bị tĩnh cấp dòng điện hoạt động bằng cách kẹp vật cần kiểm tra giữa hai tiếp điểm điện trong một thiết bị đặc biệt Dòng điện chạy qua vật kiểm tra tạo ra một từ trường vòng xung quanh nó Khi dòng điện ngừng chạy, một từ trường dư vẫn tồn tại trong vật kiểm tra Cường độ từ trường cảm ứng tỉ lệ thuận với lượng dòng điện chạy qua vật này.
Hình 2.32 Ví dụ thiết bị cấp dòng điện ngoài thực tế
Bất kỳ thành phần nào, dù rắn hay rỗng, đều có thể được từ hóa khi giữ cố định giữa các đầu tiếp xúc Đối với các thành phần rỗng, chỉ có thể kiểm tra bề mặt bên ngoài Tuy nhiên, một nhược điểm là dòng điện có thể gây ra phóng điện hồ quang hoặc đốt cháy khi truyền vào vật liệu sắt từ Để giảm thiểu vấn đề này, cần đảm bảo cả hai bề mặt của vật liệu thử nghiệm và các điểm tiếp xúc trên bộ phận nhiễm từ đều sạch sẽ Bụi bẩn tạo ra điện trở, dẫn đến nhiệt hoặc phóng điện hồ quang, có thể gây hư hỏng cho linh kiện.
Để tránh hiện tượng phóng điện hồ quang, điểm tiếp xúc cần phải được đảm bảo chắc chắn Kẹp có thể được thiết kế bằng xi lanh khí nén hoặc hệ thống hình nón vận hành bằng tay Một số thiết bị sử dụng miếng đệm tiếp xúc hình chữ V nhằm chứa các thành phần dài hơn khoảng cách giữa các đầu tại vị trí mở rộng nhất Tuy nhiên, sự sắp xếp này gặp phải một số vấn đề nghiêm trọng, khi áp lực duy nhất giữa các miếng đệm tiếp xúc và vật liệu thử nghiệm chỉ do trọng lượng của các thành phần tạo ra Hơn nữa, trong quá trình thử nghiệm, chất lỏng mang các hạt từ tính có thể lắng đọng trong V, dẫn đến điện trở và làm cho các thành phần hoặc vật liệu trở nên cứng ở các điểm tiếp xúc.
Kỹ thuật sử dụng thiết bị cấp dòng điện mang lại lợi ích to lớn trong việc kiểm tra các thành phần như trục, thanh truyền, trục cam, trục khuỷu, bu lông, cùng với các vòng và đĩa chắc chắn Phương pháp này cho phép kiểm tra một số lượng lớn linh kiện, đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm.
Một số thành phần điện có đầu hình dạng bất thường, dẫn đến tiếp xúc kém và tăng nguy cơ cháy hoặc hồ quang Để khắc phục vấn đề này, có thể sử dụng các bộ điều hợp đặc biệt nhằm sửa đổi hình dạng đầu của các thành phần Việc này giúp tránh tiếp xúc điện không tốt, từ đó giảm thiểu thiệt hại do phóng điện hồ quang, cháy nổ hoặc làm nóng.
Kỹ thuật thứ hai sử dụng prod hoặc clamp để tiếp xúc với vật cần kiểm tra, cho phép dòng điện chạy từ tiếp điểm này sang tiếp điểm khác Dòng điện này tạo ra một từ trường tròn xung quanh đường đi của nó, giúp xác định các đặc điểm của vật liệu.
Hình 2.33 Hình ảnh một prod
Prods là thiết bị gắn vào cáp mang dòng điện cao và điện áp thấp từ máy phát điện, dùng để truyền điện tới các thành phần hoặc vật liệu bằng cách đặt chúng lên bề mặt một cách thủ công.
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH DẤU HẠT TỪ KHÔ
Hạt từ khô
Các hạt từ được phân loại theo nhiều màu sắc như đỏ, đen, xám, vàng để tạo độ tương phản cao với vật thể kiểm tra Kích thước hạt từ cũng rất quan trọng, với sản phẩm hạt từ khô có nhiều kích thước khác nhau Hạt mịn có đường kính nhỏ hơn nhiều so với hạt thô, làm cho hạt mịn nhạy cảm hơn với các trường rò rỉ Tuy nhiên, hạt thô cần thiết để kiểm tra, giúp tạo cầu nối cho các chỗ không tiếp giáp lớn và giảm bụi Hạt nhỏ dễ bám bụi bẩn và ẩm ướt, dễ bị kẹt trong các bề mặt thô ráp, đồng thời cũng dễ bị gió thổi bay, ảnh hưởng đến độ chính xác kiểm tra Cuối cùng, việc thu hồi hạt khô sau kiểm tra không được khuyến khích vì hạt nhỏ khó thu lại và hỗn hợp hạt đã qua sử dụng cho kết quả ít chính xác hơn.
Hình dạng của hạt rất quan trọng trong quy trình ứng dụng bột khô Các hạt dài, mảnh thường tự xếp dọc theo đường sức từ, nhưng nếu chỉ sử dụng hạt dài, quá trình sẽ bị rút ngắn do chúng không lan tỏa tự do Do đó, một hỗn hợp giữa hạt dài và hạt tròn thường được áp dụng để đảm bảo bột khô chảy tốt và duy trì độ chính xác cao Thông thường, tỉ lệ L/D (chiều dài trên đường kính) của các hạt trong hỗn hợp này dao động từ 1 đến 2.
Phương pháp đánh dấu hạt từ khô
Trong công nghệ kiểm tra hạt từ, các hạt khô được phủ lên bề mặt đối tượng đã được từ hóa, đặc biệt phù hợp cho các bề mặt gồ ghề Khi sử dụng gông điện từ, dòng điện xoay chiều sẽ tạo ra một từ trường, giúp bột trở nên lưu động hơn Phương pháp này mang lại nhiều ưu điểm trong việc kiểm tra chất lượng bề mặt.
- Khả năng di chuyển hạt tốt với dòng AC hoặc DC nửa sóng
- Bột từ dễ loại bỏ hơn phương pháp dùng hạt từ ướt.
Bột khô có khả năng chịu nhiệt tốt, phù hợp cho cả vật liệu ở nhiệt độ cao và thấp, với nhiều loại bột có thể sử dụng ở nhiệt độ lên đến 600 °F (315,6 °C).
- Không nhạy bằng phương pháp dùng hạt từ ướt ở các khuyết tật nhỏ và cận bề mặt
- Khó sử dụng khi kiểm tra hướng từ dưới lên
Các bước kiểm tra hạt từ khô
Khi chuẩn bị bề mặt cho việc kiểm tra bằng thẩm thấu chất lỏng, bề mặt cần tương đối sạch sẽ, không có dầu mỡ hoặc độ ẩm để đảm bảo các hạt có thể di chuyển tự do Mặc dù một lớp sơn mỏng, rỉ sét hoặc cặn có thể làm giảm độ nhạy của phép thử, nhưng đôi khi vẫn cho kết quả phù hợp Các tiêu chuẩn kỹ thuật cho phép tối đa 0,076 mm lớp phủ không dẫn điện (như sơn) hoặc 0,025 mm lớp phủ sắt từ (như niken) trên bề mặt Do đó, tất cả bụi bẩn, sơn, rỉ sét hoặc cặn cần phải được loại bỏ Một số tiêu chuẩn cũng yêu cầu bề mặt được phủ một lớp sơn trắng mỏng để cải thiện sự tương phản giữa màu nền và các hạt, đặc biệt khi sử dụng hạt màu xám.
Từ hóa đối tượng – Sử dụng nam châm vĩnh cửu, một gông điện từ, một cuộn dây hoặc các dụng cụ khác cần thiết để tạo ra từ thông.
Sử dụng hạt từ khô – Phủ nhẹ một lớp các hạt từ.
Thổi sạch bột thừa là một bước quan trọng trong quy trình, sử dụng lực từ còn tác dụng để loại bỏ bột thừa khỏi bề mặt Cần thổi nhẹ một vài luồng khí khô, đảm bảo lực đủ mạnh để loại bỏ các hạt dư thừa nhưng cũng phải nhẹ nhàng để không làm bay mất những hạt được giữ lại bởi trường rò rỉ từ thông.
Khử từ là quá trình cần thiết khi từ thông được tạo ra bởi nam châm điện hoặc trường điện từ, nhằm ngăn chặn việc từ hóa đối tượng Ngược lại, khi sử dụng nam châm vĩnh cửu, quá trình khử từ không cần thiết.
Kiểm tra dấu hiệu – Tìm kiếm các khu vực mà các hạt từ tích tụ lại.
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH DẤU HẠT TỪ ƯỚT
Giới thiệu phương pháp đánh dấu hạt từ ướt
Kiểm tra hạt từ tính huyền phù ướt, hay còn gọi là kiểm tra hạt từ tính ướt, là phương pháp sử dụng tính chất từ tính của các hạt từ trong dạng huyền phù Dạng huyền phù này bao gồm các hạt rắn lơ lửng trong môi trường lỏng phân tán, với các hạt rắn này không tan hoặc khó tan trong môi trường phân tán.
Kiểm tra hạt từ tính ướt thường được thực hiện bằng thiết bị kiểm tra tĩnh, như được trình bày trong video ở cuối bài viết Ngoài ra, hạt từ tính ướt cũng có thể được chứa trong bình xịt để tiện lợi hơn trong quá trình sử dụng.
• Hạt từ tính ướt có kích thước nhỏ hơn hạt từ tính khô và vào khoảng 10μm và nhỏ hơn
Dung dịch kiểm tra hạt từ ướt ao bao gồm các hạt không huỳnh quang và huỳnh quang, trong đó hạt huỳnh quang phát sáng khi tiếp xúc với tia cực tím Màu vàng và màu xanh lục là hai màu phổ biến nhất, dễ nhận biết đối với mắt người.
• Có 2 loại dung dịch huyền hạt từ ướt chính là gốc nước hoặc gốc dầu
Dung dịch gốc dầu hoặc gốc nước
Dung dịch gốc dầu được sử dụng trong kiểm tra hạt từ tính ướt phải có các đặc điểm sau đây:
• Độ nhớt thấp để không cản trở tính linh động của hạt
• Nhiệt độ cháy tối thiểu là 140(60) để giảm nguy cơ hỏa hoạn
• Không ảnh hưởng đáng kể đến sự phát sáng của các hạt huỳnh quang
• Không mùi, không gây khó chịu cho người sử dụng
• Không tạo ra phản ứng phân hủy các hạt lơ lửng
Nước có thể trở thành chất lỏng hiệu quả trong việc mang theo các hạt ướt khi được bổ sung các chất thích hợp nhằm đảm bảo khả năng phân tán ướt tối ưu và bảo vệ chống ăn mòn cho các bộ phận thử nghiệm cũng như thiết bị sử dụng Dưới đây là những đặc tính được khuyến nghị cho dung dịch gốc nước.
• Truyền đặt các thuộc tính thấm ướt tốt
• Khả năng phân tán tốt, phân tán triệt để các hạt từ tính mà không có hiện tượng của sự kết tụ hạt ( vón cục bột)
Giảm thiểu sự tạo bọt là rất quan trọng, vì quá nhiều bọt có thể cản trở việc hình thành chỉ thị và làm cho các hạt tạo váng trên bọt.
• Không ăn mòn, nó không được ăn mòn các bộ phận được thử nghiệm hoặc thiết bị đang được sử dụng
• Độ nhớt thấp, nước điều hòa không được vượt quá độ nhớt tối đa là 5 cSt
• Nước điều hòa không được phát huỳnh quang nếu được sử dụng với các hạt huỳnh quang
Kiểm soát chất lượng & quy trình
Nồng độ và điều kiện của hạt
Nồng độ hạt trong huyền phù là một thông số quan trọng cần được kiểm tra định kỳ sau khi chuẩn bị huyền phù Việc theo dõi nồng độ này là một phần thiết yếu trong quy trình kiểm tra hệ thống chất lượng, với tiêu chuẩn yêu cầu thực hiện kiểm tra sau mỗi tám giờ hoặc mỗi khi có sự thay đổi ca làm việc.
Quy trình kiểm tra yêu cầu khuấy trộn được thực hiện ít nhất 30 phút một lần để đảm bảo phân bố đồng đều các hạt Sau đó, mẫu 100 ml được lấy từ ống ly tâm và khử từ để tránh hiện tượng vón cục Mẫu cần được để yên trong 60 phút đối với chất mang gốc dầu mỏ hoặc 30 phút đối với chất mang gốc nước Khối lượng hạt lắng sau đó được đo, với phạm vi chấp nhận là 0,1 đến 0,4 ml cho hạt huỳnh quang và 1,2 đến 2,4 ml cho hạt nhìn thấy Nếu nồng độ hạt không nằm trong phạm vi chấp nhận, cần thêm hạt hoặc chất mang để điều chỉnh dung dịch.
Sau khi các hạt lắng xuống, cần kiểm tra độ sáng và độ kết tụ của chúng Hạt huỳnh quang được đánh giá dưới ánh sáng cực tím, trong khi hạt nhìn thấy được kiểm tra dưới ánh sáng trắng Việc so sánh nên được thực hiện hàng tuần với dung dịch lưu trữ, không sử dụng từ lần thực nghiệm trước Đồng thời, các hạt phải không bị vón cục Nếu độ sáng hoặc độ bóng của các hạt khác biệt đáng kể so với dung dịch đối chiếu, cần thay thế bằng hạt mới.
Dung dịch huyền phù cần được kiểm tra sự nhiễm bẩn từ các thành phần như dầu, mỡ, cát hoặc từ môi trường như bụi Việc này được thực hiện trên chất mang và các hạt thu thập để xác định nồng độ Sự khác biệt về màu sắc, phân lớp hoặc dải trong các hạt lắng xuống có thể chỉ ra sự nhiễm bẩn Nếu chất lạ vượt quá 30% chất rắn lắng, dung dịch cần được thay thế Ngoài ra, phần chất lỏng mang dung dịch cũng cần kiểm tra để phát hiện sự nhiễm bẩn, đặc biệt là dầu trong bồn nước và nước trong bồn tắm có lỗ thông hơi.
So sánh giữa phương pháp hạt từ ướt và hạt từ khô
• Giúp phủ hạt từ lên bề mặt 1 cách nhanh chóng, đồng đều và dễ dàng hơn
• Sự linh động tốt hơn của các hạt từ nên rất phù hợp để tìm những vết rò rỉ nhỏ trên bề mặt nhẵn
• Dễ sử dụng hơn trong nhiều tư thế kiểm tra ví dụ hàn từ phía dưới lên
Hình 4.42 Tư thế hàn từ phía dưới lên
• Trên bề mặt gồ ghề thì hạt từ ướt sẽ bị đọng lại trong các vùng trũng nên sẽ không tốt bằng phương pháp đánh dấu hạt từ khô
• Khó loại bỏ bột từ hơn phương pháp hạt từ khô
Các bước thực hiện phương pháp
Các bước để thực hiện kiểm tra hạt ướt :
Để đảm bảo độ nhạy của phép thử, bề mặt cần phải được chuẩn bị sạch sẽ, không có dầu mỡ, độ ẩm hay bất kỳ chất cặn nào có thể cản trở huyền phù ướt bề mặt Lớp sơn mỏng, rỉ sét hoặc cáu cặn sẽ làm giảm hiệu quả của việc kiểm tra Thông số kỹ thuật cho phép tối đa 0,076 mm lớp phủ không dẫn điện (như sơn) hoặc 0,025 mm lớp phủ sắt từ (như niken) trên bề mặt Do đó, mọi chất bẩn, sơn, rỉ sét hoặc cáu cặn đều cần được loại bỏ hoàn toàn trước khi tiến hành kiểm tra.
Khi tiến hành kiểm tra bằng hạt nhìn thấy, bề mặt cần được phủ một lớp sơn trắng mỏng để nâng cao độ tương phản, đáp ứng các thông số kỹ thuật yêu cầu.
• Khử từ các thiết bị tham gia vào quá trình như dụng cụ để cố định vật mẫu, vật mẫu cần kiểm tra, …
Áp dụng hạt từ tính lơ lửng lên bề mặt bộ phận là một quy trình quan trọng, trong đó huyền phù được phun hoặc chảy nhẹ nhàng Thông thường, quá trình này diễn ra ngay trước khi áp dụng trường từ hóa, đảm bảo hiệu quả tối ưu cho việc xử lý bề mặt.
Lực từ hóa đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện tính linh động của các hạt từ Để đạt hiệu quả tối ưu, lực từ hóa cần được áp dụng ngay khi các hạt ở trạng thái lơ lửng Sử dụng thiết bị kiểm tra ngang ướt, dòng điện được tác dụng trong khoảng thời gian ngắn, từ hai đến ba lần (khoảng 1/2 giây), giúp tăng cường khả năng di chuyển của hạt.
Kiểm tra các chỉ dẫn để xác định khu vực tích tụ hạt từ là rất quan trọng Sự gián đoạn bề mặt thường tạo ra các dấu hiệu rõ ràng, trong khi các dấu hiệu từ lỗ hổng dưới bề mặt thường khó phát hiện và giảm độ rõ nét khi độ sâu tăng lên.
• Sau khi thực hiện thì cần khử từ, chi tiết hơn sẽ được trình bày ở chương phía sau.
KỸ THUẬT KHỬ TỪ
Lý do phải khử từ
Khử từ thường được yêu cầu bởi các tiêu chuẩn sản xuất và kiểm tra khác nhau.
Các lý do cần phải hử từ bao gồm:
• Can thiệp vào các hoạt động gia công tiếp theo, trong đó các phoi nhiễm từ có thể bám vào dao cắt và làm xước bề mặt cắt
• Nhiễu với plasma ion hóa bằng cách làm lệch nó khi hàn
• Can thiệp vào các bộ phận chuyển động do có các hạt dính vào vật liệu
• Khó làm sạch các bộ phận khi các hạt nhiễm từ khó loại bỏ khỏi các góc của bộ phận và rễ ren
• Ảnh hưởng trong quá trình từ hóa các bộ phận tiếp theo
• Các bộ phận nhỏ dính với nhau khi chúng đi qua quá trình rửa
• Từ hóa dư ảnh hưởng đến các thiết bị có độ nhạy từ cao trong hệ thống của chi tiêt bị nhiễm từ
Tuy nhiên, thường không cần khử từ sau khi thực hiện thử nghiệm từ tính nếu không có ảnh hưởng đến các hoạt động tiếp theo
Các tấm trong các sàn bể chứa thường được kiểm tra bằng phương pháp đánh dấu hạt từ mà không cần khử từ, hoặc thông qua các ống dẫn chất lỏng như dầu.
Nguyên tắc khử từ
Khi vật liệu sắt từ bị từ hóa, các mô men từ bên trong sẽ có xu hướng phân bố song song, dẫn đến hiện tượng cộng hưởng mô men Kết quả của sự cộng hưởng này chính là từ dư của vật liệu sắt từ.
Hình 5.43 Mô tả các mô men từ trong vật liệu
Việc khử từ đạt được khi các momen từ này triệt tiêu nhau hoặc phân bố để chúng không còn tương hỗ nhau để tạo nên từ dư lớn.
Phương pháp khử từ
Các phương pháp khử từ thường được áp dụng dựa trên kích thước của chi tiết Trong nhiều trường hợp, việc khử từ hoàn toàn là không khả thi, vì rất khó để đạt được trạng thái này.
5.3.1 Bằng nhiệt độ - Tác động cơ học
Để khử từ hoàn toàn, cần làm nóng vật liệu lên trên điểm Curie, khoảng 770 °C (1420 °F) đối với thép, và để nguội theo trục đông/tây Gia nhiệt ở nhiệt độ thấp hơn chỉ khử từ một phần bộ phận Các vật dài theo hướng bắc/nam có thể bị nhiễm từ bởi từ trường trái đất, khoảng 0,02 mT, do đó, mức độ từ tính của bộ phận sẽ phụ thuộc vào độ từ tính của môi trường xung quanh.
Các tác động cơ học như rung và va đập, cùng với các ngoại lực bên ngoài, có thể làm thay đổi cấu trúc các miền từ hóa bên trong vật liệu, dẫn đến sự mất từ tính của chúng.
5.3.2 Khử từ bằng từ trường
Trạng thái từ của vật liệu:
Trạng thái từ trong vật liệu sắt từ có thể được thể hiện qua đường cong từ hóa ban đầu, mô tả quá trình từ hóa theo hàm trường H Các miền từ được từ hóa đến bão hòa và được giới hạn bởi các bức tường Bloch, với chiều từ hóa của các miền lân cận quay theo thành miền Khi cường độ trường H tăng, hướng từ hóa của các miền cũng dần quay theo hướng của trường bên ngoài Các bức tường Bloch liên tục biến mất, dẫn đến sự sắp xếp đồng nhất của nhiều miền theo cùng một hướng, và trong trạng thái bão hòa hoàn toàn, chỉ còn tồn tại một miền lớn duy nhất.
Hình 5.44 Mô tả sự biến đổi của các miền từ hóa
Khử từ bằng từ trường là quá trình tái từ hóa vật liệu đến mức cường độ từ trường dư gần bằng không Quá trình này tuân theo đường cong từ trễ, trong đó cường độ từ trường tác dụng giảm dần về không, dẫn đến việc từ dư của vật liệu cũng giảm dần về 0.
Để khử từ một cách lý thuyết, cần áp dụng một cường độ từ trường tương đương với lực kháng từ của vật liệu, như minh họa trong hình dưới đây Đường cong từ hóa ban đầu B (H) thể hiện mối quan hệ giữa từ trường và từ hóa của vật liệu.
1 Trạng thái không từ tính với cấu trúc vòng kín (không có rò rỉ từ thông) 2 Các chuyển vị tường có thể đảo ngược
3 Các chuyển vị tường không thể đảo ngược
4 Quá trình dịch chuyển tường kết thúc, bắt đầu quá trình quay thuận nghịch
5 Tăng thêm mật độ thông lượng B với việc tiến tới trạng thái bão hòa chỉ bằng cách quay của quá trình phân cực
H: Tổng của tất cả các từ trường tác dụng từ bên ngoài lên vật liệu
Biểu diễn cấu trúc miền từ: mũi tên: hướng từ hóa của các đường miền: ranh giới miền = Bloch wall (kớch thước miền từ: xấp xỉ 10àm đến 1mm)
Hình 5.3 Mô tả khử từ bằng trường bằng lực kháng từ
Tuy nhiên thực tế một vật liệu bị nhiễm từ theo các hướng và không đồng nhất nên rất khó để áp dụng cách như trên.
Khi đặt một thanh vào cuộn dây được kích thích bằng dòng điện xoay chiều với tần số 50-60 Hz và từ từ kéo nó ra xa, thanh sẽ trải qua một từ trường liên tục thay đổi và suy giảm cường độ, như mô tả trong hình 5.4.
Hình 5.4 Sự thay đổi của H và B theo thời gian của vật liệu
Khử bằng dòng điện 1 chiều (DC ):
Hình 5.5 Khử từ bằng dòng DC
Có nhiều phương pháp khử từ bằng dòng điện một chiều, mặc dù chúng có hiệu quả hơn nhưng vẫn tuân theo nguyên tắc tương tự như các phương pháp dùng dòng điện xoay chiều Việc sử dụng đảo chiều và giảm dần cường độ D.C tạo ra tần số thấp hơn, giúp từ trường thẩm thấu sâu hơn vào các mặt cắt của vật liệu Hệ thống chuyển mạch có thể tự động đảo chiều ở tần số thấp theo yêu cầu.
• Khử được từ dư ở sâu trong vật liêu
• Khoảng thời gian tương đối dài của chu kỳ khử từ (khoảng 30 giây đến 3 phút, tùy thuộc vào thiết bị).
Thời gian chu kỳ dài gây ra chu kỳ nhiệm vụ cao, dẫn đến việc làm nóng đáng kể các dây dẫn Để đạt được cường độ trường cao, cần áp dụng các biện pháp làm mát tiên tiến cho cuộn dây.
• Toàn bộ quá trình khử từ của các vật thể có bề mặt lớn trở nên rất tốn thời gian
• Không thể loại bỏ hoặc giảm đủ từ tính trong mọi trường hợp Các lý do có thể xảy ra là hiệu suất khử từ không đủ
Khử từ bằng dòng điện xoay chiều:
Hình 5.6 Khử từ bằng dòng AC
Phương pháp khử từ hiệu quả cho các bộ phận có kích thước vừa và nhỏ là cho chúng đi qua một cuộn dây Dòng xoay chiều trong cuộn dây thường có tần số từ 50-60Hz, và cường độ dòng điện sẽ giảm dần cho đến khi không còn.
Trong trường hợp thứ nhất việc giảm cường độ của từ trường sẽ bằng cách rút vật liệu ra khỏi cuộn dây hoặc cuộn dây ra khỏi vật liệu
Trong trường hợp thứ hai, vật được cố định trong cuộn dây và cường độ từ trường giảm dần bằng cách hạ thấp cường độ dòng điện về mức không.
Để đạt hiệu quả khử từ tốt nhất, cuộn dây cần được đặt sát bề mặt vật liệu và không nên chất đống các bộ phận nhỏ, vì từ trường chỉ thâm nhập vào các bộ phận ở cạnh bên ngoài Những vật liệu này có thể bị nhiễm từ bởi các thành phần bên trong đống vật liệu Để khử từ nhiều vật liệu cùng lúc, nên chia chúng theo lô và đặt trong một lớp duy nhất trên khay, giữ khoảng cách và vị trí cố định với trục song song của cuộn dây Với tần số từ 50-60 Hz, phương pháp này không hiệu quả cho các bộ phận có kích thước lớn.
Có thể giải quyết vấn đề này bằng cách dung dòng điện với tần số thấp hơn thường hay dùng ở tần số 25hz Ưu điểm:
• Quá trình này diễn ra nhanh chóng, vì vậy nó thích hợp cho quá trình khử từ xung đối với các bề mặt thép lớn
• Có hiệu quả cao ở các vật cần khử từ ở bề mặt vật liệu
• Không khử từ triệt để ở sâu bên trong vật liệu
• Yêu câu nguồn cung cấp công suất lớn
Một số phương thức khử từ trong thực tế:
Cáp quấn quanh vật thể gần mối hàn: quấn theo chu vi
- Áp dụng cho các vật bị nhiễm từ dọc theo chiều dài
- Chi phí thời gian quanh co đáng kể
Cuộn dây theo chu vi ở cuối tấm:
- Chỉ khả thi với cuộn cáp mềm, chi phí thời gian quấn đáng kể.
- Khử từ của toàn bộ vật cần định vị lại và quấn mới cuộn dây.
Cuộn dây cáp đặt trên bề mặt của vật thể:
- Các cuộn dây phải được định vị lại nhưng không cần quấn lại Đặt cuộn dây trên bề mặt đường ống:
- Khử từ của toàn bộ vật thể cần định vị lại nhưng không cần cuộn dây lại
Định nghĩa về sự khử từ trong các tiêu chuẩn
Khử từ sau khi sử dụng phương pháp đánh dấu hạt từ được thực hiện bằng cách từ hóa lại vật liệu với cường độ từ trường giảm dần và tuân theo đường cong từ trễ Quá trình này có thể được thực hiện bằng cách cho đối tượng đi qua một từ trường xoay chiều trong cuộn dây lõi không khí Đối với từ hóa AC, việc khử từ sử dụng AC, trong khi từ hóa DC yêu cầu tần số thấp hoặc phương pháp Đảo ngược DC Độ chính xác của quá trình khử từ được định nghĩa theo tiêu chuẩn JIS-Z2320 với giá trị từ 0,4 đến 1,0 kA/m (B = 0,5 đến 1,25 mT), và cần xác nhận bằng đồng hồ Tesla khi cần thiết Theo ASTM E1444-12, áp dụng cho phương pháp đánh dấu hạt từ trong các bộ phận máy bay, quy định rằng từ trường không được phát hiện từ 0,3 mT trở lên ở giá trị tuyệt đối.
Phương pháp đo mật độ từ thông dư
Để đo mật độ từ thông dư sau khi khử từ, người ta sử dụng máy đo mật độ từ thông (Tesla kế) với phần tử Hall, nhờ vào khả năng đo cục bộ và chính xác Tuy nhiên, giá trị đo phụ thuộc vào khoảng cách đến bề mặt cảm từ và kích thước của nó, do đó cần chú ý đến các đặc tính của đầu dò cảm biến Theo tiêu chuẩn ASTM, chỉ báo trường được sử dụng để xác nhận độ chính xác của quá trình khử từ Đánh giá hiệu suất khử từ không chỉ dựa vào việc đảm bảo từ dư nhỏ hơn một số mT mà còn cần xem xét độ chính xác và sự phân tán của quá trình này Phương pháp đo đánh dấu hạt từ chủ yếu áp dụng cho vật liệu sắt từ có độ từ thẩm cao, do đó cần xác định rõ phương pháp đo và môi trường để tránh ảnh hưởng của từ trường trái đất và từ trường ngoài.
