Thiết kế và chế tạo thiết bị phát hiện các vị trí tập trung ứng suất trên vật liệu sắt từ dựa trên nguyên lý từ trường Villari
Tóm tắt
Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu chế tạo thiết bị đánh giá tính toàn vẹn của các công trình chịu ứng lực như đường ống, thiết bị chịu áp bằng cách xác định vùng tập trung ứng suất. Thiết bị sử dụng cảm biến từ trường 3 trục để đo các thành phần từ trường theo 3 hướng Ox, Oy và Oz trong khoảng từ trường làm việc từ -300 μT đến 300 μT. Kết quả khảo sát từ thông bằng thiết bị này trên các mẫu thép API 5L dưới tác dụng của ứng suất kéo cho thấy sự biến đổi lớn về từ trường tại độ giãn dài của mẫu thép nhỏ hơn 1 mm (tương đương với độ giãn dài tương đối 0,5%, ứng với trạng thái biến dạng đàn hồi của vật liệu). Trong trường hợp có khuyết tật nhân tạo, thiết bị này có thể phát hiện sự thay đổi từ trường do sự tập trung ứng suất tại vị trí khuyết tật.
Các tài liệu tham khảo
Ravi Prakash, Non-destructive testing techniques.New Age Science, 2009.
J.P. Joule, “On the effects of magnetism upon the dimensions of iron and steel bars”, The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, Vol. 30, pp. 76 - 87, 1847. DOI: 10.1080/14786444708645656.
E. Villari, “Change of magnetization by tension and by electric current”, Annals of Physics and Chemistry, Vol. 126, pp. 87 - 122, 1865.
Punit Arora, P.K.Singh, V.Bhasin, K.K.Vaze, D.M.Pukazhendhi, P.Gandhi, and G.Raghava, “Fatigue crack growth behavior in pipes and elbows of carbon steel and stainless steel materials”, Procedia Engineering, Vol. 55, pp. 703 - 709, 2013. DOI: 10.1016/j.proeng.2013.03.318.
A.A. Dubov, “A study of metal properties using the methode of magnetic memery”, Metal Science and Heat Treatment, Vol. 39, pp. 401 - 405, 1997.
Le Sun, Xin'en Liu, and Hongpan Niu, “A method for identifying geometrical defects and stress concentration zones in MMM technique”, NDT & E International, Vol. 107, 2019. DOI: 10.1016/j.ndteint.2019.102133.
Anatolii A. Dubov and Sergey Kolokolnikov, “Technical diagnostics of equipment and constructions with residual life assessment using the method of metal magnetic memory”, 17th World Conference on Nondestructive Testing, Shanghai, China, 25 - 28 October 2008.
M.Roskosz and P.Gawrilenko, “Analysis of changes in residual magnetic field in loaded notched samples”, NDT & E International, Vol. 41, No. 7, pp. 570 - 576, 2008. DOI: 10.1016/j.ndteint.2008.04.002.
Shi Changliang, Dong Shiyun, Xu Binshi and He Peng, “Stress concentration degree affects spontaneous magnetic signals of ferromagnetic steel under dynamic tension load”, NDT & E International, Vol. 43, No. 1, pp. 8 - 12, 2010. DOI: 10.1016/j.ndteint.2009.08.002.
Caoyuan Pang, Jianting Zhou, Ruiqiang Zhao, Hu Ma and Yi Zhou, “Resear on internal force detection method of steel bar in plastic and yielding stage based on metal magnetic memory”, Materials, Vol. 12, No. 7, 2019. DOI: 10.3390/ma12071167.
Guo Pengju, Chen Xuedong, Guan Weihe, Cheng Huayun, and Jiang Heng, “Effect of tensil stress on the variation of magnetic field of low-alloy steel”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 323, No. 20, pp. 2474 - 2477, 2011. DOI: 10.1016/j.jmmm.2011.05.015.
Shangkun Ren and Xianzhi Ren, “Studies on law of stress-magnetization based on magnetic memory testing technique”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 449, pp. 165 - 171, 2018. DOI: 10.1016/j.jmmm.2017.09.050.
Dong Lihong, Xu Binshia, Dong Shiyuna, Chen Qunzhic, and Wang Dan, “Variation of stress-induced magnetic signals during tensile testing of ferromagnetic steels”, NDT&E International, Vol. 41, No. 3, pp. 184 - 189, 2008. DOI: 10.1016/j.ndteint.2007.10.003.
Stephen G.H. Staples, “Using magnetostriction and the villari effect to detect anomalies in steel materials”, PhD Transfer Report, June 26, 2012.
Nguyễn Thị Lê Hiền, Đoàn Thành Đạt và Lê Thị Phương Nhung, “Sử dụng nguyên lý Villari và kỹ thuật nhớ từ trong kiểm tra vật liệu từ chịu lực”, Tạp chí Dầu khí, Số 8, tr. 60 - 66, 2020.
1. Tác giả giao bản quyền bài viết (tác phẩm) cho Tạp chí Dầu khí, bao gồm quyền xuất bản, tái bản, bán và phân phối toàn bộ hoặc một phần tác phẩm trong các ấn bản điện tử và in của Tạp chí Dầu khí.
2. Bằng cách chuyển nhượng bản quyền này cho Tạp chí Dầu khí, việc sao chép, đăng hoặc sử dụng một phần hay toàn bộ tác phẩm nào của Tạp chí Dầu khí trên bất kỳ phương tiện nào phải trích dẫn đầy đủ, phù hợp về hình thức và nội dung như sau: tiêu đề của bài viết, tên tác giả, tên tạp chí, tập, số, năm, chủ sở hữu bản quyền theo quy định, số DOI. Liên kết đến bài viết cuối cùng được công bố trên trang web của Tạp chí Dầu khí được khuyến khích.
