Kiểm tra bằng dòng xoáy

Một kỹ thuật kiểm tra không phá hủy có thể được sử dụng trên vật liệu dẫn điện là kiểm tra dòng xoáy cảm ứng. Gần bề mặt kiểm tra là cuộn dây kiểm tra được cấp nguồn bởi dòng điện xoay chiều.

Dòng xoáy cảm ứng được tạo ra trong mẫu thử do từ trường xoay chiều được tạo ra. Cuộn dây kiểm tra thay đổi theo cách có thể đo lường được do sự khác biệt trong dòng xoáy cảm ứng. Những thay đổi này có thể được quan sát trên màn hình và phân tích để tìm lỗi.

Bằng cách theo dõi sự biến đổi về trở kháng của cuộn dây kiểm tra dòng xoáy cảm ứng, có thể xác định xem mẫu thử có lỗi hay không.

Sự biến đổi về trở kháng của cuộn dây được biểu thị bằng sự biến đổi về điện áp liên quan đến biên độ tín hiệu và pha. Góc pha và/hoặc sự dao động về biên độ tín hiệu được kết nối với các tình huống lỗi như tổn thất thể tích và phần trăm.

Độ dẫn điện của phần thử nghiệm và độ dày của bất kỳ lớp phủ nào được áp dụng lên vật liệu dẫn điện cũng có thể được xác định bằng kỹ thuật kiểm tra dòng xoáy cảm ứng, ngoài việc phát hiện sự suy giảm.

Dòng xoáy cảm ứng hoạt động như thế nào?

Khi một cuộn dây A/C được kích thích gần một dẫn thể, dòng xoáy cảm ứng được tạo ra bởi từ trường xoay chiều.

Bằng cách theo dõi sự thay đổi về trở kháng xảy ra trong cuộn dây A/C, có thể xác định khi một lỗi vật liệu ảnh hưởng đến dòng điện. Việc tìm lỗi trong ống ngưng tụ và bộ trao đổi nhiệt có thể được thực hiện một cách hiệu quả và không phá hủy bằng quy trình kiểm tra này.

Kiểm tra dòng xoáy cảm ứng có nghĩa là gì?

Một trong những kỹ thuật kiểm tra không phá hủy tận dụng nguyên lý điện từ để tìm lỗi trong vật liệu dẫn điện là kiểm tra dòng xoáy cảm ứng. Gần bề mặt kiểm tra, một cuộn dây đặc biệt được cấp nguồn bởi dòng điện xoay chiều được chèn vào, tạo ra từ trường dao động, tương tác với thành phần kiểm tra và gây ra dòng xoáy cảm ứng trong khu vực.

Sau đó, sự thay đổi của dòng điện xoay chiều chảy trong cuộn dây kích thích chính được đo cùng với sự biến đổi về pha và biên độ của các dòng xoáy cảm ứng này.

Sự biến đổi về độ dẫn điện, tính thẩm thấu từ của phần thử nghiệm hoặc sự tồn tại của bất kỳ gián đoạn nào sẽ ảnh hưởng đến dòng xoáy cảm ứng, làm thay đổi pha và biên độ của dòng điện được đo. Các lỗi được tìm thấy bằng cách giải thích các thay đổi khi chúng được chỉ ra trên màn hình.

Các bài kiểm tra dòng xoáy cảm ứng hoạt động như thế nào?

Phương pháp phụ thuộc vào cảm ứng điện từ, một đặc điểm của vật liệu. Dòng điện xoay chiều của ống đồng tạo ra từ trường. Khi dòng điện xoay chiều tăng và giảm, kích thước của từ trường thay đổi. Từ trường thay đổi xung quanh cuộn dây xuyên qua vật liệu và, theo Định luật Lenz, tạo ra dòng xoáy cảm ứng chảy trong dẫn thể nếu cuộn dây sau đó được đặt gần một dẫn thể điện khác. Dòng xoáy cảm ứng này, ngược lại, tạo ra từ trường riêng của nó. Dòng điện và điện áp chảy trong cuộn dây bị ảnh hưởng bởi từ trường "thứ cấp" này, đối lập với từ trường "chính".

Bất kỳ sự thay đổi nào về độ dẫn điện của vật liệu, chẳng hạn như lỗi gần bề mặt hoặc độ dày, có thể ảnh hưởng đến cường độ của dòng xoáy cảm ứng. Nguyên tắc cơ bản của kỹ thuật kiểm tra dòng xoáy cảm ứng là phát hiện sự thay đổi này bằng cách sử dụng cuộn dây chính hoặc cuộn dây phát hiện thứ cấp.

Tính thẩm thấu từ của vật liệu quyết định mức độ dễ dàng mà nó có thể bị từ hóa. Khi tính thẩm thấu từ của môi trường tăng, độ sâu xâm nhập giảm. Thép ferrit có tính thẩm thấu từ cao gấp hàng trăm lần so với kim loại không từ tính như

• Thép không gỉ austenit,

• Nhôm, và

• Đồng.

Khi độ sâu tăng, mật độ dòng xoáy cảm ứng và độ nhạy của lỗi giảm. Tính thẩm thấu từ và độ dẫn điện của kim loại đều có ảnh hưởng đến tốc độ giảm giá trị. Độ xâm nhập chịu ảnh hưởng bởi độ dẫn điện. Kim loại có độ dẫn điện cao có luồng dòng xoáy cảm ứng lớn hơn ở bề mặt, trong khi kim loại có độ dẫn điện thấp hơn, như đồng và nhôm, có ít xâm nhập hơn.

Tần số của dòng điện xoay chiều có thể được thay đổi để kiểm soát độ sâu xâm nhập; tần số càng thấp, độ sâu xâm nhập càng lớn. Do đó, tần số thấp nhận biết lỗi dưới bề mặt và tần số cao nhận biết lỗi gần bề mặt. Nhưng độ nhạy phát hiện lỗi giảm khi tần số giảm để cung cấp độ xâm nhập tốt hơn. Do đó, có tần số lý tưởng cho mỗi bài kiểm tra để cung cấp độ sâu xâm nhập và độ nhạy cần thiết.

Thuật ngữ “kiểm tra ống bằng dòng xoáy cảm ứng” có nghĩa là gì?

Kiểm tra dòng xoáy cảm ứng thường được sử dụng để kiểm tra ống trong

• Bộ trao đổi nhiệt &

• Ngưng tụ.

Đây là một cách sử dụng phổ biến cho kỹ thuật này.

Kiểm tra bằng dòng xoáy cảm ứng sử dụng cảm ứng điện từ để tìm lỗi trong ống. Một đầu dò được đưa vào ống và di chuyển dọc theo toàn bộ ống. Dòng xoáy cảm ứng được tạo ra bởi cuộn dây điện từ bên trong đầu dò, và sự tồn tại của chúng có thể được phát hiện đồng thời bằng cách đo trở kháng điện của đầu dò.

Kiểm tra ống bằng dòng xoáy cảm ứng là kỹ thuật không phá hủy để xác định lỗi trong ống. Nó hiệu quả trên nhiều loại vật liệu ống khác nhau và có thể phát hiện các bất thường có khả năng gây ra vấn đề nghiêm trọng cho bộ trao đổi nhiệt và ngưng tụ.

Các loại kiểm tra không phá hủy (NDT) khác nhau là gì?

• Kiểm tra trực quan,

• Kiểm tra bằng chất thấm lỏng,

• Kiểm tra siêu âm,

• Kiểm tra rò rỉ từ thông, và

• Kiểm tra hạt từ.

là các kỹ thuật NDT bổ sung.

Kỹ thuật kiểm tra dòng xoáy cảm ứng có thể được sử dụng để xác định nhiều loại lỗi ống, bao gồm:

• Mài mòn đường kính ngoài (OD) và đường kính trong (ID)

• Pitting OD và ID

• Mòn (từ các cấu trúc hỗ trợ, & các phần lỏng lẻo)

• Nứt

Tiêu chuẩn và hiệu chỉnh của kiểm tra dòng xoáy cảm ứng

Giống như bất kỳ kỹ thuật kiểm tra không phá hủy (NDT) nào khác, kiểm tra dòng xoáy cảm ứng yêu cầu tất cả hệ thống phải được hiệu chỉnh so với các tiêu chuẩn tham chiếu phù hợp. Các khối hiệu chỉnh nên giống hệt với đối tượng đang được kiểm tra về

• Vật liệu,

• Điều kiện xử lý nhiệt,

• Hình dạng, và

• Kích thước.

Khối hiệu chỉnh có các lỗi gây hiểu lầm mô phỏng các khuyết tật để xác định lỗi và có các độ dày khác nhau để phát hiện ăn mòn. Phương pháp kiểm tra dòng xoáy cảm ứng yêu cầu người vận hành chuyên nghiệp đã được đào tạo.

Loại vật liệu nào được kiểm tra bằng dòng xoáy cảm ứng?

• Bất kỳ vật liệu dẫn điện nào

• Vật liệu không từ tính

• Chất từ tính yếu

có thể được kiểm tra đúng cách bằng công nghệ dòng xoáy cảm ứng.

Điều này áp dụng cho các chất như

• Thép không gỉ crôm-molybden và

• Hợp kim niken.

Các loại kiểm tra nào có thể được thực hiện bằng dòng xoáy cảm ứng?

Trong số các phương pháp kiểm tra dòng xoáy cảm ứng bao gồm, nhưng không giới hạn:

• Kiểm tra ống bộ trao đổi nhiệt bằng dòng xoáy cảm ứng.

• Kiểm tra độ bền của các bu lông và mối hàn.

• Tiến hành kiểm tra độ dẫn điện để kiểm tra vật liệu đã xử lý nhiệt.

• Kiểm tra lỗi trên bề mặt kim loại.

• Xác định sự tồn tại của ăn mòn trong kim loại.

Vì kết quả nhanh chóng và không cần chạm vào kim loại thật, điều này rất hữu ích để kiểm tra tính toàn vẹn cấu trúc của các tòa nhà được làm từ vật liệu dẫn điện như đồng, thép và nhôm. Các phương pháp kiểm tra này có thể được sử dụng để xác nhận rằng các vật liệu dẫn điện, chẳng hạn như ống, không bị rỉ sét, pitting hoặc nứt. Chúng có thể được sử dụng để đo độ cứng của kim loại và độ dày của các lớp phủ không dẫn điện như sơn. Kiểm tra dòng xoáy cảm ứng thường được thực hiện, ví dụ, để đảm bảo rằng ống bộ trao đổi nhiệt không bị suy giảm.

Các loại đầu dò dòng xoáy cảm ứng phổ biến

Một số đầu dò ECT thường được sử dụng được đề cập dưới đây, cùng với tổng quan về các loại khuyết tật mà chúng giải quyết và các đối tượng mà chúng thường được sử dụng để kiểm tra.