Khử từ sau kiểm tra hạt từ — khi nào bắt buộc, làm thế nào và ghi nhận ra sao

Fast Group Engineering cung cấp Diffu-Therm chính hãng Đức tại Việt Nam cho nhu cầu kiểm tra không phá hủy NDT. Bài viết này tập trung vào khử từ sau kiểm tra MT và cách chuyển nhu cầu kỹ thuật thành RFQ rõ ràng.

Kiểm tra hạt từ để lại một hệ quả mà kiểm tra thẩm thấu không có: chi tiết bị nhiễm từ. Sau khi tắt nguồn từ hóa, vật liệu sắt từ giữ lại một phần từ tính — gọi là từ dư.

Trong nhiều trường hợp từ dư vô hại và không ai quan tâm. Nhưng trong một số trường hợp nó gây hư hỏng thật, và tệ hơn là hư hỏng xuất hiện ở công đoạn sau, khiến rất khó truy về nguyên nhân.

Đây cũng là hạng mục hay bị bỏ khỏi biên bản: nhiều báo cáo MT kết thúc ở phần kết quả kiểm tra, không có dòng nào về từ dư.

Bốn tình huống từ dư gây vấn đề thật

1. Chi tiết sẽ được hàn tiếp — lệch hồ quang

Đây là hậu quả phổ biến nhất và tốn kém nhất.

Từ dư trong chi tiết tạo ra từ trường tương tác với từ trường của chính dòng hàn. Hồ quang bị đẩy lệch khỏi vị trí mong muốn — hiện tượng gọi là arc blow. Kết quả là ngấu không đều, xỉ sót, rỗ khí, đường hàn lệch, và trong trường hợp nặng thì không thể duy trì hồ quang ổn định.

Điểm hiểm: thợ hàn thường không biết nguyên nhân đến từ bước kiểm tra trước đó. Họ sẽ chỉnh dòng, đổi que, đổi góc — và vấn đề vẫn còn. Rồi mối hàn có khuyết tật, phải sửa, phải kiểm tra lại, và vòng lặp tiếp tục.

Hệ quả cho lập kế hoạch: nếu quy trình có kiểm tra MT ở lớp lót rồi hàn tiếp, khử từ giữa hai bước là bắt buộc trên thực tế, kể cả khi spec không nói rõ.

2. Chi tiết chuyển động — mài mòn

Trục, bánh răng, ổ đỡ, chi tiết trượt: từ dư hút mạt kim loại và bụi sắt vào bề mặt làm việc. Hạt cứng kẹt giữa hai bề mặt ma sát tạo mài mòn hạt mài, làm hỏng bề mặt và rút ngắn tuổi thọ.

Với ổ lăn thì đặc biệt nghiêm trọng — hạt sắt trong ổ là con đường ngắn nhất tới hư hỏng sớm.

3. Gần thiết bị đo và cảm biến

Chi tiết nhiễm từ đặt gần cảm biến từ, đồng hồ đo, thiết bị điện tử hoặc la bàn sẽ gây sai lệch số đọc. Với thiết bị đo lường trong nhà máy hoặc thiết bị hàng hải, đây là vấn đề vận hành thật.

4. Chi tiết sẽ được gia công cắt gọt

Phoi và mạt kim loại bám vào chi tiết và dao cắt, gây xước bề mặt gia công, làm mòn dao nhanh và cản trở việc đo kiểm.

Khi nào không cần khử từ

Không phải lúc nào cũng cần, và khử từ không cần thiết chỉ tốn thời gian:

• Chi tiết đã hoàn thiện, không hàn tiếp, không gia công tiếp
• Chi tiết tĩnh, không có bề mặt ma sát
• Chi tiết không đặt gần thiết bị nhạy từ
• Chi tiết sẽ được xử lý nhiệt ở nhiệt độ đủ cao sau đó — quá trình này tự khử từ

Nguyên tắc: quyết định theo công đoạn tiếp theo của chi tiết, không theo thói quen. Và khi spec dự án đã quy định thì theo spec.

Yếu tố quyết định độ khó: từ hóa bằng AC hay DC

Đây là điểm ít người để ý khi chọn kỹ thuật từ hóa, nhưng nó ảnh hưởng trực tiếp đến công việc phía sau.

Chi tiết từ hóa bằng dòng xoay chiều (AC) dễ khử từ hơn nhiều. Hiệu ứng bề mặt làm từ trường AC tập trung ở lớp sát bề mặt, nên từ dư cũng nông và dễ triệt tiêu.

Chi tiết từ hóa bằng dòng một chiều (DC) khó khử từ hơn đáng kể, vì từ trường thấm sâu vào lòng vật liệu và từ dư nằm sâu.

Hệ quả thực hành: nếu biết trước chi tiết sẽ phải khử từ, và không cần phát hiện khuyết tật dưới bề mặt, chọn AC ngay từ đầu sẽ tiết kiệm rất nhiều công ở bước sau. Đây là một trong những lý do AC là lựa chọn mặc định cho kiểm tra mối hàn tại hiện trường.

Các phương pháp khử từ

Giảm dần biên độ với dòng xoay chiều

Phương pháp thông dụng nhất. Nguyên lý: đưa chi tiết qua một từ trường xoay chiều có biên độ giảm dần về không. Mỗi chu kỳ đảo chiều để lại từ dư nhỏ hơn chu kỳ trước, và cuối cùng về gần không.

Thực hiện theo hai cách:

• Rút chi tiết ra khỏi cuộn dây đang cấp điện, đi chậm và đủ xa trước khi tắt nguồn. Khoảng cách xa là quan trọng — rút ra rồi tắt ngay khi còn gần thì không hiệu quả.
• Giữ chi tiết trong cuộn dây và giảm dần dòng về không.

Với gông điện từ AC, có thể khử từ tại chỗ bằng cách đặt gông lên chi tiết, bật nguồn, rồi từ từ nhấc gông ra xa trước khi tắt. Đây là cách tiện nhất tại hiện trường.

Đảo chiều giảm dần với dòng một chiều

Dùng cho chi tiết đã từ hóa bằng DC hoặc chi tiết lớn. Nguyên lý tương tự nhưng thực hiện bằng cách đảo chiều dòng một chiều và giảm biên độ theo từng bước.

Thiết bị phức tạp hơn và thời gian lâu hơn, nhưng xử lý được từ dư nằm sâu mà AC không với tới.

Nung quá điểm Curie

Nung vật liệu vượt nhiệt độ mà nó mất tính sắt từ. Khử từ hoàn toàn, nhưng nhiệt độ đó đủ cao để thay đổi cấu trúc kim loại và tính chất cơ học.

Trên thực tế đây không phải phương pháp khử từ mà là hệ quả phụ của xử lý nhiệt: nếu chi tiết dù sao cũng phải qua xử lý nhiệt ở nhiệt độ đủ cao, thì không cần khử từ riêng.

Đo từ dư — phần hay bị bỏ

Khử từ mà không đo thì không chứng minh được gì. Biên bản ghi "đã khử từ" là một tuyên bố không có cơ sở.

Thiết bị: thiết bị đo từ trường cầm tay — thường gọi là field indicator hoặc gaussmeter.

Ngưỡng chấp nhận do spec dự án quy định. Bài này cố ý không ghi con số, vì ngưỡng khác nhau giữa các quy phạm và giữa các loại chi tiết. Phải tra spec.

Bốn điều cần chú ý khi đo:

1. Đo ở nhiều vị trí trên chi tiết. Từ dư phân bố không đều — thường mạnh nhất ở hai đầu và ở chỗ thay đổi tiết diện.
2. Đo theo nhiều hướng. Thiết bị đo có hướng nhạy; xoay đầu đo để tìm giá trị lớn nhất, và lấy giá trị lớn nhất đó làm kết quả.
3. Tránh nhiễu từ môi trường. Đo cách xa thiết bị điện, động cơ, cáp mang dòng lớn và các chi tiết nhiễm từ khác.
4. Kiểm tra thiết bị đo trước khi dùng và giữ hồ sơ hiệu chuẩn.

Ghi nhận vào biên bản

Phần khử từ trong biên bản MT nên có:

• Có yêu cầu khử từ hay không, và căn cứ nào (điều khoản spec, hoặc công đoạn tiếp theo)
• Phương pháp khử từ đã dùng
• Giá trị từ dư đo được, kèm đơn vị và vị trí đo
• Ngưỡng chấp nhận và nguồn của ngưỡng đó
• Thiết bị đo — mã, số sê-ri, ngày hiệu chuẩn
• Người thực hiện và thời gian

Nếu không khử từ, cũng nên ghi rõ lý do — ví dụ "chi tiết không hàn tiếp, không gia công tiếp, spec không yêu cầu". Một dòng như vậy cho thấy đã cân nhắc chứ không phải bỏ sót, và tiết kiệm nhiều thời gian giải trình về sau.

Ba lỗi thường gặp

1. Rút chi tiết ra khỏi cuộn dây rồi tắt nguồn ngay khi còn gần. Từ trường tại vị trí đó vẫn còn đáng kể, nên chi tiết bị "chốt" lại ở mức từ dư của thời điểm tắt. Phải đưa đủ xa trước khi tắt.

2. Chỉ đo một điểm rồi kết luận đạt. Từ dư phân bố không đều. Điểm giữa thân có thể đạt trong khi hai đầu vượt ngưỡng nhiều lần.

3. Khử từ trước khi hoàn tất toàn bộ kiểm tra. Nếu còn phải từ hóa lại theo hướng thứ hai, hoặc còn phải xác nhận lại chỉ thị nghi ngờ, thì khử từ sớm chỉ làm mất công. Khử từ là bước cuối cùng.

Liên hệ với vật tư và quy trình

Khử từ không liên quan trực tiếp tới việc chọn bột từ, nhưng có hai điểm giao nhau đáng nhớ:

Làm sạch trước khi khử từ. Hạt bột từ còn bám trên bề mặt sẽ khó gỡ hơn khi chi tiết còn nhiễm từ. Trình tự hợp lý là làm sạch phần lớn hạt, khử từ, rồi làm sạch lần cuối. Với quy trình có lớp nền tương phản DPM, dùng BRE-2 hoặc BRE-3 để không tẩy mất lớp nền nếu còn cần kiểm tra tiếp; khi đã xong hẳn thì dùng BRE hoặc BRE-S để tẩy sạch cả lớp nền.

Chọn AC khi biết trước sẽ phải khử từ. Như đã nói ở trên — quyết định ở bước từ hóa ảnh hưởng tới khối lượng công việc ở bước khử từ.

Checklist

• Đã xác định công đoạn tiếp theo của chi tiết — có hàn tiếp, gia công tiếp, hay lắp vào cụm chuyển động không
• Đã tra spec xem có yêu cầu khử từ và ngưỡng chấp nhận không
• Đã hoàn tất toàn bộ việc từ hóa và đánh giá trước khi khử từ
• Đã chọn phương pháp phù hợp với cách chi tiết đã được từ hóa (AC hay DC)
• Đã đo từ dư ở nhiều vị trí và nhiều hướng, lấy giá trị lớn nhất
• Thiết bị đo còn hạn hiệu chuẩn
• Đã ghi đầy đủ vào biên bản — kể cả khi kết luận là không cần khử từ

Nhận báo giá Diffu-Therm

Gửi mã hàng, số lượng, quy cách đóng gói và yêu cầu chứng từ qua email minhduc@fastgroup.vn hoặc Zalo/điện thoại (+84) 938 888 958.