Đo chiều dày còn lại của thành ống nồi hơi bằng đầu dò EMAT

ĐO CHIỀU DÀY CÒN LẠI CỦA THÀNH ỐNG NỒI HƠI BẰNG ĐẦU DÒ EMAT
Yêu cầu về thiết bị Thiết bị đo chiều dày model 37DL PLUS
Đặt vấn đề: Nhiệt độ rất cao trong các nồi hơi (hơn 8000C) có thể gây ra sự tạo thành oxit sắt cứng, ròn gọi là magnetite trên bề mặt trong và ngoài của các ống thép nồi hơi.

Sự có mặt của lớp oxit này bên ngoài ống có thể ảnh hưởng với các phép đo chiều dày bằng siêu âm với đầu dò kép vì bề mặt của nó có thể rất thô ráp cản trở sự truyền âm và chiều dày của lớp oxit sẽ cộng vào chiều dày của phần thép. Tuy nhiên, magnetite có tính chất từ tính, và nó cho phép sử dụng đầu dò (tạm gọi là) âm điện từ; viết tắt làEMAT, dựa trên nguyên lý từ giảo như đầu dò E110-SB của Panametrics-NDT. Đầu dò EMAT có những ưu điểm so với đầu dò kép dựa trên nguyên lý áp điện truyền thống là: Không cần thiết phải loại bỏ lớp oxit để thực hiện phép đo, chiều dày của lớp oxit cũng không cộng thêm vào chiều dày của thành chi tiết và phép đo thực hiện rất nhanh và không cần đến chất tiếp âm lỏng. Điểm hạn chế đầu tiên của đầu dò EMAT là nó chỉ hoạt động khi có mặt lớp oxit và liên kết với phần ngoài của đường ống. Thêm vào nữa, chiều dàynhỏ nhất có thể đo và độ chính xác của phép đo không bằng khi đo với đầu dò kép truyền thống, và đầu dò EMAT tương đối không nhạy với các lỗ rỗ nhỏ. Vì các lý do trên EMAT thường sử dụng để khảo sát nhanh chiều dày vật liệu, còn đầu dò kép sau đó sử dụng để xem xét kỹ hơn những khu vực quan tâm.

Nguyên lý hoạt động:


Có hai loại đầu dò EMAT được sử dụng trong lĩnh vực NDT. Loại thứ nhất như Lorentz EMAT không yêu cầu có lớp oxit khi đo nhưng lại yêu cầu năng lượng hoạt động rất cao. Loại thứ hai là đầu dò EMAT dựa trên nguyên lý từ giảo như E110-BS yêu cầu có lớp oxit khi đo nhưng lại hoạt động mức năng lượng thấp như của các thiết bị đo chiều dày và thiết bị dò khuyết tật. Nó bao gồm một nam châm vĩnh cửu mạnh và một cuộn dây hoạt động như một nam châm điện khi có xung kích hoạt của thiết bị kiểm tra. Nam châm vĩnh cửu tạo một từ trường vuông góc với lớp oxit, trong khi từ trường động tạo bởi nam châm điện làm cho lớp oxit đó bị kéo theo hướng xuyên tâm ra ngoài và vào trong khi cuộn dây tạo xung. Sự chuyển động đó tạo sóng ngang với góc tới vuông góc trong lớp oxit sau đo truyền vào thép. Về bản chất, lớp oxit đóng vai trò như biến tử của đầu dò tạo ra sóng âm. Tần số của sóng âm thay đổi khi chiều dày của lớp oxit thay đổi, tăng khi lớp oxit mỏng đi và giảm khi nó dày hơn. Với lớp oxit mỏng điển hình, tần số khoảng 5MHz. Quá trình này cũng hoạt động ngược lại tạo ra điện áp trong cuộn dây khi mà xung sóng ngang quay trở lại làm dao động lớp oxit.

Sự cài đặt và qui trình đo:

Chất lượng của sóng âm trong vật liệu phụ thuộc vào độ vững chắc của lớp oxit, nó có thể thay đổi từ điểm này tới điểm kia trên ống đang kiểm tra. Nếu xung phản xạ không thu được ở một điểm, thử điểm khác gần đó. Đầu dò E110-SB kết hợp với phần trễ điều chỉnh được để thay đổi khoảng cách giữa mặt đầu dò và bề mặt của ống nồi hơi. Thay đổi khoảng cách phần trễ sẽ giúp thu được xung phản xạ tốt hơn trong nhiều trường hợp.
Nguyên lý hoạt động:

Có hai loại đầu dò EMAT được sử dụng trong lĩnh vực NDT. Loại thứ nhất như Lorentz EMAT không yêu cầu có lớp oxit khi đo nhưng lại yêu cầu năng lượng hoạt động rất cao. Loại thứ hai là đầu dò EMAT dựa trên nguyên lý từ giảo như E110-BS yêu cầu có lớp oxit khi đo nhưng lại hoạt động mức năng lượng thấp như của các thiết bị đo chiều dày và thiết bị dò khuyết tật. Nó bao gồm một nam châm vĩnh cửu mạnh và một cuộn dây hoạt động như một nam châm điện khi có xung kích hoạt của thiết bị kiểm tra. Nam châm vĩnh cửu tạo một từ trường vuông góc với lớp oxit, trong khi từ trường động tạo bởi nam châm điện làm cho lớp oxit đó bị kéo theo hướng xuyên tâm ra ngoài và vào trong khi cuộn dây tạo xung. Sự chuyển động đó tạo sóng ngang với góc tới vuông góc trong lớp oxit sau đo truyền vào thép. Về bản chất, lớp oxit đóng vai trò như biến tử của đầu dò tạo ra sóng âm. Tần số của sóng âm thay đổi khi chiều dày của lớp oxit thay đổi, tăng khi lớp oxit mỏng đi và giảm khi nó dày hơn. Với lớp oxit mỏng điển hình, tần số khoảng 5MHz. Quá trình này cũng hoạt động ngược lại tạo ra điện áp trong cuộn dây khi mà xung sóng ngang quay trở lại làm dao động lớp oxit.