Kiểm tra bằng phương pháp từ tính so với kiểm tra bằng chất thẩm thấu: Lựa chọn phương pháp phù hợp để kiểm tra mối hàn cần cẩu

Kiểm tra bề mặt mối hàn là rất cần thiết đối với cần cẩu trên cao, cần cẩu giàn, cần cẩu cần trục và các kết cấu thép khác. Kiểm tra bằng hạt từ (MT) và kiểm tra bằng chất thẩm thấu (PT) là hai phương pháp thường được sử dụng. MT dựa trên từ trường, trong khi PT dựa trên hiện tượng mao dẫn. MT chỉ giới hạn ở các vật liệu có từ tính, trong khi PT không có yêu cầu về vật liệu từ tính. Việc lựa chọn sai phương pháp có thể dẫn đến việc không phát hiện ra khuyết tật.

1. Phương pháp kiểm tra bằng hạt từ tính và kiểm tra bằng chất thẩm thấu phát hiện những gì?

Cả hai phương pháp đều kiểm tra các khuyết tật trên bề mặt, nhưng phạm vi phát hiện và yêu cầu vật liệu của chúng khác nhau.

Nói một cách đơn giản, MT có thể phát hiện các khuyết tật ở khoảng cách ngắn bên dưới bề mặt, nhưng chỉ trong các vật liệu sắt từ. PT chỉ phát hiện các khuyết tật liên quan đến bề mặt, nhưng nó có thể được sử dụng trên nhiều loại vật liệu hơn.

Lưu ý: Độ sâu phát hiện gần bề mặt của MT thường được hiểu là khoảng 1–2 mm dưới bề mặt. Độ sâu thực tế phụ thuộc vào phương pháp từ hóa và kích thước khuyết tật, và không có định nghĩa thống nhất nào trên toàn quốc. Quy trình kiểm tra áp dụng sẽ được quy định. Các khuyết tật sâu hơn nên được kiểm tra bằng UT hoặc RT.

2. Nguyên lý: Sự rò rỉ từ thông so với hiện tượng mao dẫn

Kiểm tra bằng hạt từ tính: Sự rò rỉ từ thông hút các hạt.

Khi một vật liệu sắt từ được từ hóa, từ thông sẽ truyền qua nó theo một hướng nhất định. Nếu có vết nứt, lỗ rỗng hoặc khuyết tật khác ở bề mặt hoặc gần bề mặt, từ thông sẽ bị bẻ cong và thoát ra khỏi vật liệu, tạo ra trường rò rỉ. Các hạt từ tính sẽ tập trung tại trường rò rỉ và tiết lộ vị trí của khuyết tật.

Nếu khuyết tật song song với từ thông, từ trường rò rỉ có thể quá yếu để tạo ra dấu hiệu rõ ràng. Do đó, phương pháp MT thường sử dụng hai hướng từ hóa vuông góc với nhau. Đối với các mối hàn cần cẩu, phương pháp gông từ thường được áp dụng một lần dọc theo mối hàn và một lần vuông góc với nó. Gông từ chéo cũng có thể giúp bao phủ các khuyết tật ở các hướng khác nhau.

Kiểm thử xâm nhập: Phần mềm xâm nhập đi vào lỗ hổng và nhà phát triển sẽ tìm ra nó.

Trong phương pháp kiểm tra bằng tia cực tím (PT), chất thẩm thấu được bôi lên bề mặt phôi và đi vào các khuyết tật trên bề mặt nhờ hiện tượng mao dẫn. Lượng chất thẩm thấu dư thừa sau đó được loại bỏ, và chất hiện hình được bôi lên. Chất thẩm thấu bên trong khuyết tật được hút trở lại bề mặt, tạo ra dấu hiệu có thể nhìn thấy được.

Vết nứt phải hở ra bề mặt. Nếu vết nứt bị tắc nghẽn bởi lớp oxit, xỉ hàn, sơn hoặc các chất gây ô nhiễm khác, chất thẩm thấu không thể đi vào và phương pháp kiểm tra bằng áp suất thẩm thấu (PT) có thể không phát hiện ra nó.

3. Lựa chọn vật liệu: Điểm quyết định đầu tiên

Kiểm tra bằng hạt từ chỉ giới hạn ở các vật liệu sắt từ.

Thép cacbon và thép hợp kim thấp, chẳng hạn như Q235, Q355 và Q390, là vật liệu từ tính và có thể được kiểm tra bằng phương pháp MT. Thép không gỉ Austenit, bao gồm các loại 304 và 316, cũng như nhôm, đồng và titan, là vật liệu không từ tính và không thể được kiểm tra bằng phương pháp MT.

Kiểm tra bằng chất thẩm thấu thích hợp cho các vật liệu không xốp.

Phương pháp kiểm tra bằng thẩm thấu (PT) không yêu cầu vật liệu từ tính, nhưng bề mặt phải không xốp. Thép không gỉ, nhôm, đồng, gốm sứ, nhựa, thép carbon và thép hợp kim thấp đều có thể được kiểm tra bằng phương pháp PT. Các vật liệu xốp như gang và các bộ phận luyện kim bột thường không phù hợp vì chất thẩm thấu có thể xâm nhập vào các lỗ xốp và tạo ra kết quả sai lệch.

Nguyên tắc lựa chọn mối hàn kết cấu

Theo Điều 8.2.6 của tiêu chuẩn GB 50661-2011, vật liệu sắt từ cần sử dụng phương pháp kiểm tra bằng hạt từ (MT) để phát hiện các khuyết tật bề mặt. Khi không thể sử dụng MT, cần sử dụng phương pháp kiểm tra bằng chất thẩm thấu (PT). Đối với các kết cấu cần cẩu trên cao và cần cẩu luyện kim thông thường, MT thường là lựa chọn đầu tiên cho các mối hàn thép cacbon và thép hợp kim thấp, trong khi PT được sử dụng cho các mối hàn thép không gỉ austenit và kết cấu nhôm.

4. Ưu điểm và hạn chế

5. Những điểm thực tiễn cần lưu ý khi kiểm tra mối hàn cần cẩu

Kiểm tra hạt từ tính

• Sử dụng ít nhất hai hướng từ hóa vuông góc với nhau để giảm nguy cơ bỏ sót các vết nứt phụ thuộc vào hướng.
• Loại bỏ dầu mỡ, rỉ sét và các hạt bắn tóe do hàn. Chọn phương pháp làm sạch liên tục hoặc phương pháp làm sạch dư thừa tùy theo quy trình.
• Khử từ sau khi thử nghiệm nếu cần. Sử dụng ánh sáng cực tím để quan sát các hạt phát quang và ánh sáng trắng thích hợp cho các hạt không phát quang.

Kiểm tra chất thẩm thấu

• Loại bỏ dầu mỡ, rỉ sét, lớp phủ và xỉ hàn để các khe hở không bị tắc nghẽn.
• Cài đặt thời gian giữ nhiệt theo hướng dẫn sử dụng sản phẩm và quy trình bằng văn bản. Thông thường là 5–60 phút, riêng đối với kiểm tra mối hàn ở nhiệt độ phòng thường là 10–30 phút, và không được ngắn hơn thời gian khuyến nghị của nhà sản xuất.
• Nhiệt độ của phôi, bề mặt thử nghiệm và nhiệt độ môi trường xung quanh, ngoại trừ quá trình sấy khô, nói chung nên nằm trong khoảng 10–50 °C. Nếu điều kiện nằm ngoài phạm vi này, hãy áp dụng các quy định liên quan của GB/T 18851.5 và GB/T 18851.6.
• Tránh làm sạch quá mức hoặc chưa đủ sạch. Thoa dung dịch tráng phim thành một lớp mỏng, đều, và loại bỏ phần dung dịch thẩm thấu và dung dịch tráng phim còn sót lại sau khi kiểm tra.

6. Những hiểu lầm thường gặp

Kiểm tra bằng hạt từ và kiểm tra bằng chất thẩm thấu có thể thay thế cho nhau.

Chúng không giống nhau. MT chỉ giới hạn ở các vật liệu sắt từ, trong khi PT chỉ nhạy cảm với các khuyết tật phá vỡ bề mặt.

Kiểm tra bằng chất thẩm thấu có thể phát hiện các khuyết tật gần bề mặt.

Không thể. Các khuyết tật gần bề mặt thường được kiểm tra bằng MT, trong khi các khuyết tật sâu bên trong nên được kiểm tra bằng UT hoặc RT.

Kiểm tra bằng hạt từ tính luôn nhạy hơn kiểm tra bằng chất thẩm thấu.

Không nhất thiết. Phương pháp kiểm tra bằng xung (PT) có thể rất nhạy với các vết nứt trên bề mặt, trong khi phương pháp kiểm tra bằng vi mô (MT) cũng có thể phát hiện các khuyết tật gần bề mặt. Kết quả thực tế phụ thuộc vào quy trình, điều kiện bề mặt và đặc điểm của khuyết tật.

Kiểm tra bằng hạt từ tính hoặc kiểm tra bằng chất thẩm thấu giúp loại bỏ nhu cầu kiểm tra bên trong.

Điều đó không đúng. MT và PT không thể thay thế việc kiểm tra bên trong. Độ rỗng bên trong, tạp chất xỉ, thiếu liên kết và các vết nứt bên trong cần được kiểm tra bằng UT hoặc RT.

Mọi mối hàn thép không gỉ đều phải được kiểm tra bằng phương pháp thẩm thấu.

Mác thép rất quan trọng. Thép không gỉ austenit серии 304 và 316 thường không có từ tính và nên sử dụng phương pháp kiểm tra từ tính (PT). Thép không gỉ mactenit серии 410 và 420 và thép không gỉ ferrit серии 430 có từ tính và có thể sử dụng phương pháp kiểm tra từ tính (MT). Thép không gỉ song pha 2205 cũng có một số phản ứng từ tính, nhưng độ nhạy của nó thường thấp hơn so với thép cacbon. Không nên chỉ định kiểm tra từ tính cho thép không gỉ mà không kiểm tra mác thép.

Phần kết luận

Sự khác biệt giữa MT và PT có thể được tóm tắt trong ba điểm:

• Phạm vi phát hiện: MT phát hiện các khuyết tật trên bề mặt và gần bề mặt, trong khi PT chỉ phát hiện các khuyết tật xuyên thủng bề mặt.
• Vật liệu áp dụng: Phương pháp MT chỉ giới hạn ở các vật liệu từ tính, trong khi phương pháp PT phù hợp với các vật liệu không xốp.
• Nguyên tắc lựa chọn: Ưu tiên sử dụng MT cho vật liệu từ tính; sử dụng PT khi không thể áp dụng MT.

Đối với các mối hàn thép thông thường trong Cầu trụcĐối với cần cẩu giàn và cần cẩu cần trục, nên ưu tiên sử dụng MT cho thép carbon và thép hợp kim thấp, và sử dụng PT cho thép không gỉ austenit và kết cấu nhôm. Cả hai phương pháp này đều không thay thế UT hoặc RT để phát hiện các khuyết tật mối hàn bên trong.

Cindy

WhatsApp: +86 191 3738 6654

E-mail: cindywang@hndfcrane.com

Tôi là Cindy, với 10 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành cần cẩu và tích lũy được nhiều kiến thức chuyên môn. Tôi đã lựa chọn những chiếc cần cẩu thỏa mãn cho hơn 500 khách hàng. Nếu bạn có bất kỳ nhu cầu hoặc câu hỏi nào về cần cẩu, vui lòng liên hệ với tôi, tôi sẽ sử dụng chuyên môn và kinh nghiệm thực tế của mình để giúp bạn giải quyết vấn đề!