Hình 1 – Dòng điện hướng trục

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1          vết hỏng

Hình 2 - Que châm; dòng điện

CHÚ DẪN:

1          vùng chồng lấn

...

...

...

CHÚ DẪN:

1

từ thông

5

cuộn sơ cấp máy biến thế

2

mẫu thử

4

...

...

...

3

dòng điện

Hình 4 - Dòng điện cảm ứng

CHÚ DẪN:

1

thanh xuyên qua cách điện

...

...

...

dòng điện

2

vết hỏng

5

mẫu thử

3

từ thông

...

...

...

CHÚ DẪN:

1          dòng điện

2          từ thông

3          vết hỏng

Hình 6 - Vật dẫn liền kề

CHÚ DẪN:

1          dòng điện

...

...

...

3          hướng vết hỏng

Hình 7 - Cáp liền kề (thành cuộn)

CHÚ DẪN:

1

dòng điện

4

mảnh cực

2

...

...

...

5

từ thông

3

vết hỏng

Hình 8 - Dòng từ

Kích thước tính bằng milimét

...

...

...

1          vết hỏng

Hình 9 - Nam châm điện xách tay (gông từ)

CHÚ DẪN:

1

dòng điện

3

từ thông

2

...

...

...

4

vết hỏng

Hình 10 - Cuộn dây cứng

CHÚ DẪN:

1

cáp cách điện

3

dòng điện

...

...

...

từ thông

4

mẫu thử

3

vết hỏng

Hình 11 - Cuộn dây mềm

...

...

...

(Tham khảo)

Ví dụ xác định dòng điện cần thiết để tạo ra cường độ từ trường tiếp tuyến quy định cho các kỹ thuật từ hóa khác nhau

A.1  Quy định chung

Tất cả các công thức có thể dùng để đưa ra dòng điện gần đúng cần thiết để tạo ra từ hóa thích hợp cho các chi tiết dạng đơn giản hay là các phần của các chi tiết lớn hơn. Khi sự từ hóa được tạo ra do các dòng điện thay đổi theo thời gian thì giá trị rms là đại lượng yêu cầu. Dòng điện được biểu thị theo cường độ từ trường tiếp tuyến, H, trên chu vi vùng thử, như yêu cầu bởi 8.1. Các ví dụ để xác định dòng điện cần thiết để đạt được cường độ từ trường tiếp tuyến quy định dùng cho các kỹ thuật từ hóa khác nhau được cho dưới đây.

A.2  Dòng điện hướng trục (8.3.2.1 và Hình 1)

Dòng điện cần thiết, I, tính theo công thức (A.1):

I = H x p           (A.1)

Trong đó

I là cường độ dòng điện, tính bằng A;

...

...

...

H là cường độ từ trường tiếp tuyến, tính bằng kA/m.

Với các vật có tiết diện ngang thay đổi, giá trị đơn của dòng điện chỉ được dùng khi các giá trị dòng điện cần thiết để từ hóa các tiết diện lớn nhất và nhỏ nhất theo tỷ lệ bé hơn 1,5:1. Khi dùng một giá trị đơn của dòng điện thì tiết diện lớn nhất phải chi phối giá trị dòng điện.

A.3  Que châm; dòng điện (8.3.2.2 và các Hình 2 và 3)

Để kiểm tra một vùng thử hình chữ nhật như thể hiện trên các Hình 2 và 3, giá trị rms của dòng điện, I, tính theo công thức (A.2):

I = 2,5 H x d                  (A.2)

Trong đó

I là cường độ dòng điện, tính bằng A;

d là khoảng cách que châm, tính bằng mm;

H là cường độ từ trường tiếp tuyến, tính bằng kA/m.

...

...

...

Cách khác, vùng thử có thể là một vòng tròn nội tiếp giữa các que châm, nhưng không bao gồm vùng nằm trong 25 mm của mỗi que châm. Trong trường hợp này:

I = 3 H x d                     (A.3)

Trong cả hai trường hợp, các công thức chỉ tin cậy khi bán kính cong của bề mặt kiểm tra vượt quá một nửa khoảng cách que châm.

A.4  Dòng điện cảm ứng (8.3.2.3 và Hình 4)

Dòng điện yêu cầu, I_ind, tính theo công thức (A.4):

I_ind = H x p                     (A.4)

Trong đó

I_ind là cường độ dòng điện, tính bằng A;

p là chu vi chi tiết, tính bằng mm;

...

...

...

Với các vật có tiết diện ngang thay đổi, giá trị đơn của dòng điện chỉ được dùng khi giá trị dòng điện cần thiết để từ hóa tiết diện lớn nhất và nhỏ nhất theo tỷ lệ bé hơn 1,5:1, Khi dùng một giá trị đơn của dòng điện thì tiết diện lớn nhất sẽ chi phối giá trị dòng điện.

CHÚ THÍCH: Dòng điện cảm ứng không thể tính toán dễ dàng từ dòng điện sơ cấp.

A.5  Vật dẫn xuyên qua (8.3.3.1 và Hình 5)

Với vật dẫn xuyên tâm, dòng điện tính theo A.1.

Nếu chi tiết thử là một ống rỗng, hay vật tương tự, dòng điện phải được tính theo đường kính ngoài khi thử nghiệm bề mặt ngoài, và theo đường kính trong khi thử nghiệm bề mặt trong.

A.6  Vật dẫn liền kề (8.3.3.2 và Hình 6 và 7)

Để đạt được từ hóa cần thiết, cáp phải được lắp sao cho đường tâm của nó phải ở khoảng cách vuông góc, d, so với bề mặt thử.

Chiều rộng của vùng thử hiệu quả ở mỗi bên đường tâm cáp là d, dòng điện rms chạy trong cáp cần là:

I = 4π x d x H                (A.5)

...

...

...

I là giá trị rms của dòng điện, tính bằng A;

d là khoảng cách từ cáp đến bề mặt, tính bằng mm;

H là cường độ từ trường tiếp tuyến, tính bằng kA/m.

Khi thử các góc có bán kính trên các chi tiết hình trụ hoặc các mối nối nhánh (ví dụ các mối hàn nhánh với ống chính), cáp có thể được quấn quanh bề mặt chi tiết hoặc ống nhánh và một vài vòng có thể bị phình ra dưới dạng cuộn dây bị quấn chặt như trên Hình 7. Trong trường hợp này bề mặt kiểm tra phải nằm trong khoảng cách, d, của cáp hoặc cuộn dây quấn, trong đó d = NI/4 H và NI là ampe-vòng.

A.7  Cuộn dây cứng (8.3.3.5 và Hình 10)

Khi chi tiết chiếm ít hơn 10 % diện tích tiết diện ngang cuộn dây và chi tiết được đặt dọc theo trục từ đáy của cuộn dây, phải áp dụng công thức (A.6) và phép thử phải được lặp lại tại các khoảng chiều dài cuộn dây.

                 (A.6)

Trong đó

N số vòng dây hiệu dụng;

...

...

...

H là cường độ từ trường tiếp tuyến, tính bằng kA/m;

L/D là tỷ số chiều dài chi tiết và đường kính của nó đối với chi tiết có tiết diện tròn (trường hợp chi tiết có tiết diện không tròn D = chu vi/π);

K = 22 000 cho nguồn xoay chiều (giá trị rms) và với dòng điện chỉnh lưu toàn bộ sóng (giá trị trung bình);

K= 11 000 với dòng điện chỉnh lưu nửa sóng (giá trị trung bình).

CHÚ THÍCH: Khi các chi tiết có tỷ số L/D lớn hơn 20, tỷ số này được coi là 20.

Với các chi tiết ngắn (tức là L/D nhỏ hơn 5), công thức (A.6) cho các giá trị dòng điện lớn. Để giảm thiểu dòng điện, các bộ mở rộng từ trường phải được dùng để tăng chiều dài hiệu dụng của chi tiết.

A.8  Cuộn dây mềm tạo bởi cáp mềm (8.3.3.6 và Hình 11)

Để đạt được từ hóa cần thiết khi dùng dòng điện chỉnh lưu hay một chiều, giá trị rms của dòng điện chạy qua cáp phải có giá trị nhỏ nhất là:

I = 3H T + (Y²/4T)                      (A.7)

...

...

...

I là giá trị rms của dòng điện, tính bằng A;

H là cường độ từ trường tiếp tuyến, tính bằng kA/m;

T là chiều dày thành của chi tiết, tính bằng mm, hoặc bán kính chi tiết nếu có dạng một thanh đặc tiết diện tròn;

Y là khoảng cách giữa các vòng dây liền kề trong cuộn dây, tính bằng mm.

Để đạt được từ hóa theo yêu cầu dùng dòng điện xoay chiều, giá trị rms của dòng điện chạy trong cáp phải có giá trị cực tiểu là:

I = 3H 10 + (Y²/40)                     (A.8)

A.9  Dạng sóng

Bảng A.1 - Mối quan hệ giữa các giá trị đỉnh, trung bình và rms cho các dạng sóng hình sin khác nhau

Dạng sóng

...

...

...

Trung bình

rms

rms/trung bình

Dòng điện xoay chiều

I

0

0,707 I

...

...

...

Dòng điện xoay chiều chỉnh lưu nửa sóng

I

0,318 I

(= I/π)

0,5 I

1,57

Dòng điện xoay chiều chỉnh lưu toàn sóng

...

...

...

0,637 I

(= 2I/π)

0,707 I

1,11

Dòng điện ba pha chỉnh lưu nửa sóng

I

0,827 I

...

...

...

1,02

Dòng điện ba pha chỉnh lưu toàn sóng

I

0,955 I

(= 3I/π)

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4396-1:2018 (ISO 9934-1:2015) về Thử không phá hủy - Thử hạt từ - Phần 1: Nguyên lý chung