Tổng quan về phương pháp kiểm tra dòng điện xoáy (ET/ECT)

Tìm hiểu về cách thức hoạt động của Kiểm tra dòng điện xoáy, những ưu điểm và ứng dụng của phương pháp này.

Introduce

Eddy current test được sử dụng như một phương pháp không phá hủy để phát hiện các khuyết tật bề mặt và dưới bề mặt trong vật liệu dẫn điện. Nguyên lý hoạt động của Kiểm tra dòng điện xoáy là sử dụng các hiện tượng tự nhiên của cảm ứng điện từ để tìm các khuyết tật trong vật liệu dẫn điện.

Kiểm tra dòng điện xoáy hoạt động như thế nào?

Trong đầu dò dòng điện xoáy, một dòng điện xoay chiều (AC) chạy qua một cuộn dây tạo ra một từ trường dao động (Hình A).

Khi đưa đầu dò đến gần một vật liệu dẫn điện, các electron đi qua vật liệu một cách vô hình giống như một vũng nước xoáy. Các electron xoáy này được gọi là dòng điện xoáy (Hình B).

Dòng điện xoáy tạo ra một từ trường biến thiên tương tác với cuộn dây trong đầu dò. Quá trình này được gọi là hiện tượng tự cảm lẫn nhau. Mọi khuyết tật hoặc sai lệch về độ dày sẽ ảnh hưởng đến dòng điện xoáy và từ trường của nó. Đổi lại, những thay đổi này trong dòng điện xoáy được ghi nhận bởi cuộn dây và một kỹ thuật viên NDT đã qua đào tạo có thể phán đoán dựa trên những phàn hồi của tín hiệu dòng điện xoáy (Hình C).

Ưu điểm của Kiểm tra dòng điện xoáy là gì?

Cần chuẩn bị bề mặt tối thiểu để thực hiện thử nghiệm
Cho kết quả nhanh hơn so với kiểm tra siêu âm thông thường (UT)
Kết quả có ngay lập tức và có thể được chia sẻ với khách hàng ngay lập tức
Có khả năng phát hiện các khuyết tật rất nhỏ
Không bị giới hạn bởi hình dạng và kích thước phức tạp
Thiết bị nhẹ dễ vận chuyển
Lớp phủ dày không ngăn cản phương pháp thử nghiệm này
Không cần tiếp xúc bề mặt để thực hiện thử nghiệm
Phát hiện các khuyết tật bề mặt và khuyết tật bề mặt

Các ứng dụng của Kiểm tra dòng điện xoáy?

Thiết bị dòng điện xoáy có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng như phát hiện vết nứt bề mặt và dưới bề mặt, đo độ dày kim loại, phát hiện kim loại mỏng do ăn mòn và xói mòn, đo độ dày lớp phủ, đo độ dẫn điện và từ thẩm của vật liệu. Kiểm tra dòng xoáy là một phương pháp tuyệt vời để phát hiện các khuyết tật bề mặt và gần bề mặt, xác định rõ vị trí và hướng phát triển của khuyết tật.

Kiểm tra vết nứt quanh lỗ đinh tán sử dụng thiết bị dòng điện xoáy NORTEC 600 và đầu dò quay — Crack test around rivet hole using NORTEC 600 eddy current device and rotary probe

Kiểm tra đinh tán hay lỗ khoan: Các vết nứt bên trong lỗ có thể được phát hiện bằng cách sử dụng Kiểm tra dòng điện xoáy với đầu dò xoay và motor.
Kiểm tra độ dẫn điện: Kiểm tra dòng điện xoáy có thể dễ dàng phân loại kim loại với các hợp kim màu dựa trên độ dẫn điện.
Measure coating thickness sử dụng dòng điện xoáy.
Phát hiện ăn mòn hay xói mòn: Kiểm tra dòng điện xoáy có thể được sử dụng để xác định sự ăn mòn ở mặt trong của các tấm kim loại mỏng như thân vỏ máy bay. Việc kết hợp dòng điện xoáy mảng pha với các bộ mã hóa có thể ứng dụng trong kiểm tra ăn mòn trên đường ống pipeline (ống dẫn dầu).
Check welds: Kiểm tra dòng điện xoáy thường được sử dụng để tìm kiếm các vết nứt bề mặt trên mũ mối hàn.
Kiểm tra ống trao đổi nhiệt hay ống HVAC: Có thể phát hiện ăn mòn và vết nứt trên ống bằng cách sử dụng Kiểm tra dòng điện xoáy.
Kiểm tra vết nứt bề mặt: Các vết nứt hoặc khuyết tật bề mặt trên các bộ phận được gia công hoặc kim loại có thể được phát hiện nhanh chóng với Kiểm tra dòng điện xoáy. Các ứng dụng tiêu biểu như kiểm tra cách quạt máy bay, kiểm tra chân vịt tàu thủy, kiểm tra trục cán thép trong các nhà máy, kiểm tra vết nứt bánh răng hay kiểm tra ổ bi đỡ trong các nhà máy xi măng.

Ứng dụng kiểm tra không phá hủy với Dòng điện xoáy

Application	Chi tiết	Air	Luyện kim	Energy	Oil and Gas	Giao thông/Đường sắt	Device	Đầu dò thường	Đầu dò ECA
Defect detection	Nứt bề mặt	Có	Có	Có	Có	Có	Nortec 600/OmniScan ECA	Đầu dò bề mặt	Đầu dò ECA bề mặt
Defect detection	Khuyết tật dưới bề mặt/ăn mòn	Có	Có	Có	Không	Có	Nortec 600/OmniScan ECA	Đầu dò kiểm tra điểm	Đầu dò ECA
Defect detection	Sử dụng đa tần số	Có	Không	Có	Có	Không	Nortec 600/OmniScan ECA	Đầu dò phù hợp, đầu dò dạng slide	Đầu dò ECA
Phân loại vật liệu	Phi từ tính	Có	Có	Có	Có	Có	Nortec 600	Đầu dò bề mặt	N/A
Phân loại vật liệu	Có từ tính	Có	Có	Có	Có	Có	Nortec 600	Đầu dò bề mặt	N/A
Phân loại vật liệu	Measure coating thickness	Có	Có	Có	Có	Có	Nortec 600	Đầu dò bề mặt	N/A
Phân loại vật liệu	Đo chiều dày lớp vật liệu	Có	Có	Có	Có	Có	Nortec 600	Đầu dò bề mặt	N/A
Phân loại vật liệu	Conductivity Measurement	Có	Không	Không	Không	Không	Nortec 600	Đầu dò đo độ dẫn điện	N/A
Tube testing	Từ bên trong	Không	Không	Có	Có	Không	Nortec 600/OmniScan ECA	ECT, NFT, MFT, RFT	ECA Tube probe
Tube testing	Từ bên ngoài	Không	Có	Không	Không	Không	Nortec 600/OmniScan ECA	Đầu dò dạng nhẫn	Pipekit
Check welds	Thủ công Theo EN1711	Không	Không	Có	Có	Có	Nortec 600	Đầu dò kiểm tra mối hàn	N/A
Check welds	Có mã hóa, hỗ trợ C-Scan	Không	Không	Có	Có	Có	OmniScan ECA	N/A	MagnaFORM
Kiểm tra thành lỗ	Thủ công	Có	Không	Có	Không	Có	Nortec 600	Đầu dò lỗ thủ công	N/A
Kiểm tra thành lỗ	Sử dụng motor	Có	Không	Có	Không	Có	Nortec 600	N/A	Minimite
Kiểm tra bánh răng	Kiểm tra với ECA	Không	Không	Không	Không	Không	OmniScan ECA	N/A	Gear probe

Có các loại đầu dò dòng điện xoáy nào?

Các đầu dò có bọc bảo vệ: Các đầu dò này có trường dòng xoáy tập trung để kiểm tra các vật liệu khác nhau ở gần nhau
Đầu dò tần số thấp: Các đầu dò này có thể phát hiện sự ăn mòn trên các lớp kim loại bên trong mà các phương pháp thử nghiệm không phá hủy khác không thể phát hiện được.
Các đầu dò vi sai: Các đầu dò này tập trung vào các khuyết tật nhỏ trong một bộ phận thay vì các khác biệt lớn.

Để có thêm thông tin về đầu dò dòng xoáy, xin tham khảo thêm bài viết tại đây.

Các yếu tố ảnh hưởng đến Kiểm tra dòng điện xoáy?

Các yếu tố như vật liệu, điều kiện bề mặt, loại đầu dò có thể ảnh hưởng đến độ nhạy của việc kiểm tra dòng điện xoáy. Phát hiện các vết nứt bề mặt và dưới bề mặt yêu cầu:

Tần số kiểm tra: Tần số cao hơn làm giảm độ sâu của sự xâm nhập nhưng dễ dàng phát hiện ra các khuyết tật nhỏ hơn; tần số thấp hơn làm tăng độ sâu thâm nhập của tín hiệu nhưng ít nhạy hơn với các khuyết tật nhỏ. Đối với các khuyết tật bề mặt, tần số càng cao càng tốt để có độ phân giải tối đa và độ nhạy cao. Đối với các khuyết tật dưới bề mặt, tần số thấp hơn giúp cải thiện độ sâu thâm nhập nhưng sẽ có độ nhạy thấp hơn. Vật liệu sắt từ hoặc dẫn điện cao yêu cầu sử dụng tần số thấp hơn.
Độ dẫn điện hay từ thẩm của vật liệu: Kiểm tra dòng điện xoáy dựa vào độ dẫn của vật liệu để thực hiện thử nghiệm. Vật liệu càng kém dẫn điện thì khả năng thực hiện của phương pháp này càng kém.
Tiếp xúc gần: Mặc dù có thể thực hiện Kiểm tra dòng điện xoáy mà không cần tiếp xúc trực tiếp với bề mặt, nhưng độ nhạy sẽ giảm khi khoảng cách giữa cuộn dây và bề mặt tăng lên.
Độ sâu thâm nhập: Khiếm khuyết bên trong vật liệu càng sâu, thì càng ít tín hiệu có thể tiếp cận được. Đầu dò tần số thấp có thể tăng khả năng thâm nhập một chút. Các thiết bị hiện đại như NORTEC 600 có tính năng tính toán độ sâu thâm nhập dựa trên tần số và loại vật liệu.
Độ thấm từ: Độ từ thẩm dùng để chỉ khả năng của một vật có thể bị nhiễm từ. Trong một miếng kim loại, độ thẩm từ có thể thay đổi nếu có các ứng suất tác động lên vật liệu hay nhiệt độ thay đổi.
Hình học: Các rãnh, đường cong và cạnh phức tạp sẽ làm thay đổi dòng điện xoáy do tiếp xúc không đồng đều. Một kỹ thuật viên NDT lành nghề sẽ biết cách điều chỉnh đầu dò để phù hợp với những hình dạng khác nhau. Đầu dò cũng phải lựa chọn phù hợp với hình dạng của chi tiết cần kiểm tra, với cuộn dây phải tạo ra dòng xoáy vuông góc với hướng của khuyết tật.