Sự Khác Biệt Giữa Máy Dò Khuyết Tật Bằng Dòng Xoáy Và Siêu Âm
Cả hai máy dò khuyết tật bằng dòng xoáy và siêu âm đều là phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) phổ biến để phát hiện khuyết tật trong vật liệu. Tuy nhiên, chúng có những đặc điểm khác biệt về nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng, ưu điểm và hạn chế nhất định. Hãy cùng TKTECH tìm hiểu chi tiết qua nội dung bài viết dưới đây để phân biệt và lựa chọn dòng máy dò chính xác.
Nguyên lý hoạt động máy dò khuyết tật bằng dòng xoáy và siêu âm
Để hiểu rõ sự khác biệt giữa hai dòng máy dò khuyết tật không phá hủy này, trước tiên, chúng ta cần tìm hiểu nguyên lý hoạt động của chúng:
Máy dò khuyết tật bằng dòng xoáy
ECT sử dụng cảm ứng điện từ để tạo dòng xoáy trong vật liệu dẫn điện. Nếu có khuyết tật (nứt, ăn mòn, rỗ khí…) thì dòng xoáy bị gián đoạn, làm thay đổi tín hiệu đo. Cụ thể:
Kiểm tra dòng điện xoáy liên quan đến việc tạo ra các dòng điện nhỏ, cục bộ được gọi là dòng điện xoáy trong vật liệu dẫn điện. Các dòng điện xoáy này tạo ra từ trường riêng của chúng, tương tác với các đặc tính điện từ của vật liệu.
Bất kỳ sự thay đổi nào về độ dẫn điện, độ từ thẩm hoặc các đặc điểm hình học của vật liệu đều có thể gây ra những thay đổi trong dòng điện xoáy, do đó tạo ra các tín hiệu có thể phát hiện được, có thể được sử dụng để xác định các lỗi bề mặt hoặc gần bề mặt.
Máy dò khuyết tật siêu âm
UT dùng nguyên lý sóng siêu âm, là sóng âm có tần số cao hơn phạm vi nghe của con người (thường là trên 20 kHz). Các sóng này được tạo ra bởi các đầu dò và được gửi vào vật liệu đang được kiểm tra. Các sóng lan truyền qua vật liệu và khi chúng gặp ranh giới hoặc khuyết tật, chẳng hạn như vết nứt, lỗ rỗng hoặc tạp chất, một phần của sóng sẽ được phản xạ trở lại đầu dò.
Xem thêm: Hướng Dẫn Chọn Mua Máy Dò Khuyết Tật Phù Hợp Với Ngành Của Bạn
Phạm vi làm việc
| Đặc điểm | Dòng xoáy (ECT) | Siêu âm (UT) |
| Loại vật liệu | Chỉ dùng cho kim loại dẫn điện | Áp dụng cho nhiều loại vật liệu (kim loại, nhựa, composite…) |
| Kiểm tra bề mặt | Hiệu quả cao, phát hiện vết nứt nhỏ trên bề mặt | Hạn chế với vết nứt bề mặt nhỏ |
| Kiểm tra bên trong | Kém hiệu quả | Rất tốt, xác định chính xác độ sâu và kích thước khuyết tật |
| Độ dày vật liệu | Hiệu quả với vật liệu mỏng | Kiểm tra tốt trên các vật liệu dày |
| Kiểm tra lớp phủ | Ảnh hưởng bởi lớp phủ (sơn, mạ…) | Không bị ảnh hưởng |
Sự khác biệt về cơ chế làm việc
Máy dò khuyết tật bằng dòng xoáy và siêu âm sử dụng một cơ chế khác nhau để phát hiện khuyết tật trong vật liệu, cụ thể:
Máy dò khuyết tật bằng dòng xoáy
- Cuộn dây kích thích: Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây hoặc đầu dò, tạo ra từ trường thay đổi.
- Cảm ứng dòng điện xoáy: Từ trường thay đổi tạo ra dòng điện xoáy trong vật liệu dẫn điện đang được kiểm tra. Dòng điện xoáy lưu thông bên trong vật liệu, tạo ra từ trường riêng của chúng.
- Tương tác với vật liệu: Dòng điện xoáy tương tác với các đặc tính của vật liệu, chẳng hạn như độ dẫn điện và độ từ thẩm, cũng như bất kỳ khuyết tật hoặc biến thể nào có trong vật liệu.
- Phát hiện và Phân tích: Máy dò khuyết tật bằng dòng xoáy đo và phân tích những thay đổi về trở kháng điện hoặc độ lệch pha của cuộn dây do tương tác với vật liệu gây ra. Những thay đổi này được hiển thị dưới dạng tín hiệu trên màn hình của thiết bị và có thể được diễn giải để xác định và mô tả các khuyết tật bề mặt, chẳng hạn như vết nứt, ăn mòn hoặc sự thay đổi về độ dày.
- Kiểm tra và Đánh giá: Thanh tra viên quét đầu dò trên bề mặt vật liệu, kiểm tra các tín hiệu trên màn hình để tìm dấu hiệu của lỗi. Các đặc điểm của tín hiệu, chẳng hạn như biên độ, pha, tần số và phản hồi tín hiệu, được phân tích để xác định sự hiện diện, vị trí, kích thước và bản chất của lỗi.
Máy dò khuyết tật siêu âm
- Hiệu chuẩn: Thiết bị được hiệu chuẩn bằng các tiêu chuẩn tham chiếu hoặc khối thử nghiệm để đảm bảo phép đo và diễn giải tín hiệu chính xác.
- Gel siêu âm: Một môi trường ghép nối chẳng hạn như gel hoặc nước, được áp dụng giữa đầu dò và vật liệu đang được kiểm tra. Môi trường này giúp truyền sóng siêu âm từ đầu dò vào vật liệu.
- Quét: Bộ chuyển đổi được di chuyển dọc theo bề mặt vật liệu hoặc có thể sử dụng bộ chuyển đổi mảng pha để điều khiển chùm tia điện tử. Sóng siêu âm được phát ra và nhận được, và các tín hiệu phản xạ được hiển thị dưới dạng sóng trên màn hình.
- Phân tích: Thanh tra viên diễn giải dạng sóng siêu âm để xác định các dấu hiệu của lỗi, chẳng hạn như tiếng vang hoặc phản xạ tín hiệu từ các lỗi trong vật liệu. Các đặc điểm của các dấu hiệu, chẳng hạn như biên độ, thời gian bay và hình dạng, được phân tích để xác định kích thước, vị trí và bản chất của lỗi.
Ứng dụng của máy dò khuyết tật bằng dòng xoáy và siêu âm
Dòng xoáy (ECT) | Siêu âm (UT) | ||
| Ngành hàng không vũ trụ: Phát hiện các vết nứt, sự ăn mòn và sự xuống cấp của vật liệu khung máy bay, bộ phận động cơ và bánh đáp. Kiểm tra tốt trên các vật liệu dày | |||
| Ngành công nghiệp ô tô: Tìm các vết nứt bề mặt, khuyết tật và sự không đồng nhất của vật liệu động cơ, bánh răng và hệ thống treo. | |||
| Kiểm soát chất lượng sản xuất | Xác định các khuyết tật bề mặt trên nhiều loại vật liệu của bộ phận kim loại, ống, dây và lớp phủ để đảm bảo chất lượng sản phẩm trong các quy trình sản xuất. | Ngành công nghiệp dầu khí | Phát hiện các khuyết tật (ăn mòn, rỗ và bất thường về mối hàn) của đường ống, bể chứa và bình chịu áp suất. |
| Kiểm tra ống và đường ống | Tìm các khuyết tật như nứt, rỗ, ăn mòn và độ dày thành ống thay đổi của ống trao đổi nhiệt, ống nồi hơi và đường ống. | Đo độ dày vật liệu không phá huỷ | Xác định độ dày của ống, tấm, bể chứa… để theo dõi sự ăn mòn và đánh giá tính toàn vẹn của cấu trúc. |
| Kiểm tra vật liệu phi sắt từ | Nhôm, đồng, titan và hợp kim của chúng (có độ dẫn điện cao). | Kiểm tra đặc tính vật liệu | Cấu trúc hạt, độ đàn hồi và tính dị hướng để xác định thành phần vật liệu, hợp kim và đánh giá tính toàn vẹn của vật liệu. |
| Đo độ dày lớp phủ dẫn điện | Lớp sơn, mạ hoặc anodizing trên các chất nền kim loại. | Kiểm tra mối hàn (sản xuất, xây dựng, đường ống). | Phát hiện các khuyết tật bên trong và bề mặt trong mối hàn (vết nứt, thiếu liên kết, độ xốp và độ thâm nhập không hoàn toàn). |
Ưu nhược điểm máy dò khuyết tật bằng dòng xoáy và siêu âm
| Đặc điểm | Dòng xoáy (ECT) | Siêu âm (UT) |
Ưu điểm | – Kỹ thuật kiểm tra nhanh chóng và hiệu quả, mang lại kết quả ngay lập tức. – Có thể phát hiện các khuyết tật trên bề mặt và gần bề mặt trong vật liệu dẫn điện. – Thích hợp để kiểm tra các vật liệu không chứa sắt từ và các lớp dẫn điện mỏng. – Có sẵn các thiết bị cầm tay và di động để kiểm tra tại chỗ. – Có thể tích hợp vào hệ thống kiểm tra tự động cho môi trường sản xuất khối lượng lớn. | – Cho phép kiểm tra không phá hủy vật liệu và cấu trúc – Có thể phát hiện các khuyết tật bên trong và bề mặt – Cung cấp kết quả thời gian thực để đánh giá ngay lập tức – Giúp ngăn ngừa sự cố, tai nạn hoặc hư hỏng vật liệu – Hỗ trợ các quy trình kiểm soát và đảm bảo chất lượng |
Hạn chế | – Độ sâu kiểm tra hạn chế so với các kỹ thuật khác như kiểm tra siêu âm. – Chuẩn bị bề mặt và vị trí đầu dò rất quan trọng để có kết quả chính xác. – Độ nhạy với hướng và sự căn chỉnh của các khuyết tật liên quan đến đầu dò. – Khả năng phát hiện các khuyết tật bên dưới bề mặt hoặc những thay đổi đáng kể về độ dày bị hạn chế. | – Yêu cầu người vận hành được đào tạo và có kỹ năng để giải thích chính xác – Các phương pháp phát hiện khuyết tật khác nhau phù hợp với từng loại vật liệu và khuyết tật cụ thể – Có thể phát sinh hạn chế về khả năng tiếp cận đối với một số khu vực kiểm tra hoặc hình học phức tạp |
Tóm lại, máy dò khuyết tật bằng dòng xoáy phù hợp để phát hiện khuyết tật bề mặt trên kim loại dẫn điện, kiểm tra nhanh mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Máy dò khuyết tật bằng siêu âm là lựa chọn tối ưu để phát hiện khuyết tật bên trong vật liệu, đặc biệt khi cần kiểm tra vật liệu dày hoặc không dẫn điện.
Tùy vào yêu cầu kiểm tra cụ thể mà bạn nên đưa ra lựa chọn phương pháp nào là tốt nhất, hoặc kết hợp cả hai để đạt hiệu quả tối ưu. Nếu cần thêm sự tư vấn, hãy liên hệ với TKTECH để được hỗ trợ!
