آزمایش مغناطیسی کابل فولادی

حوزه‌ای که به‌طور معمول تکنولوژی MFL یا به عبارتی روش نشتی شار مغناطیسی (magnetic flux leakage) در آن به کار می‌رود، بازرسی کابل های فولادی است. هد مغناطیسی این ابزار معمولاً از یک سیستم مغناطیسی قوی تشکیل شده است که کابل مورد آزمایش را با آهنربا دائمی و یوک مغناطیسی احاطه کرده است و شار مغناطیسی را در امتداد کابل تولید می‌کند. سنسورهای واقع در داخل هد دستگاه (نزدیک به سطح کابل) باعث تغییر شکلِ جریان خطوط میدان مغناطیسی در اثر خوردگی کابل، سائیدگی کابل یا عیوب موضعی (localized faults یا LF) و / یا کاهش سطح مقطع (loss in metallic area یا LMA) می‌شوند و نتیجه آن نشت شار به بیرون از کابل می شود.

جزئیات آزمایش مغناطیسی کابل فولادی

میزان اشباع مغناطیسی قسمت داخلی هد دستگاه به طراحی سیستم مغناطیسی هد و شکاف هوا (air gap ) بین قطب های آهن ربا (poles ) و کابل بستگی دارد. غالباً شرایط ایجاد میدان مغناطیسی کابل برای رسیدن به نقطه موردنظر، A، در منحنی ایجاد میدان مغناطیسی، B = f(H) ، که در شکل 1 نشان داده شده است، محاسبه می‌شود و ممکن است چگالی شار مغناطیسی، B، به حجم 19 کیلو گاوس معادل 1.9 تسلا برسد.

 بازرسی در میدان مغناطیسی اعمال‌شده، یعنی در بخش اشباع مغناطیسی کابل انجام می‌شود. هرچه قطر کابل بیشتر باشد، سیستم مغناطیسی هم قدرت بیشتری دارد؛ بنابراین، سیستم مغناطیسی سنگین‌تر و بزرگ‌تر می‌شود. جدول 1 شامل وزن و اندازه هد مغناطیسی برای بازرسی کابل های با قطر 6 تا 150 میلی‌متر (0.2 تا 5.9 اینچ) است.

به دلیل وزن زیاد و همچنین میزان جذب مغناطیسی زیاد کابل، تست غیر مخرب برای کابل های بزرگ، با سیستم‌های غلتکی مخصوص انجام می‌پذیرد. (همان‌طور که در تصویر شماره 2 می‌بینید). این سیستم برای حرکت هد مغناطیسی دستگاه در امتداد کابل طراحی شده است.

یک سیستم غلتکی ممکن است تقریباً 100 کیلوگرم (221 پوند) برای یک کابل با قطر 150 میلی‌متر (5.9 اینچ) وزن داشته باشد، بنابراین وزن کامل دستگاه آزمایش، ازجمله هد مغناطیسی و سیستم غلتک، ممکن است از 200 کیلوگرم (441 پوند) هم بیشتر باشد.

قطر کابل ها ممکن است به 300 میلی‌متر (12 اینچ) یا بیشتر هم برسد. به همین دلیل است که امروزه تحقیقات با هدف دستیابی به فن‌آوری‌های بازرسی راحت‌تر از اهمیت زیادی برخوردارند. برخی از نتایج به‌دست‌آمده از این تحقیقات در پروژه‌ها به کار گرفته‌شده‌اند.

میدان مغناطیسی ضعیف برای بازرسی کابل ها

طی سالیان اخیر فناوری جدیدی با استفاده از میدان مغناطیسی ضعیف برای بازرسی کابل ها به وجود آمده است. این فناوری با دستگاهی که میدان مغناطیسی ضعیفی ایجاد می‌کند، زمینه را برای بررسی به‌وسیله میدان مغناطیسی ضعیف محیا می‌سازد. در این روش پس از ایجاد میدان مغناطیسی، اعوجاج میدان مغناطیسی باقیمانده در بالای سطح کابل موردبررسی قرار می‌گیرند و از این طریق ناپیوستگی های موجود در کابل شناسایی می‌گردد.

تئوری ایجاد میدان مغناطیسی

همان‌طور که در شکل 1 قابل مشاهده است طبق تئوری ایجاد میدان مغناطیسی، نقطه B روی منحنی B = f(H) به‌طور قابل‌توجهی پایین‌تر از نقطه A قرار دارد. علاوه بر این، این ابزار حجم کمی از نشت شار مغناطیسی (Br در منحنی hysteresis curve) را اندازه‌گیری می‌کند دلیل آن هم این است که با میدان مغناطیسی باقیمانده کار می‌کند. میدان مغناطیسی متوالی کابل در یک میدان مغناطیسی ضعیف تا نقاط B و Br بالا می‌رود و درنتیجه باعث بی‌ثباتی در خوانایی داده‌ها می‌شود. به دلیل ایجاد میدان مغناطیسی ضعیف، سیستم مغناطیسی بکاربرده شده در آن در مقایسه با تجهیزات مغناطیسی قوی، کوچک‌تر و سبک‌تر است، اما این یک مزیت سؤال‌برانگیز است، زیرا ویژگی‌های اصلی تجهیزات بازرسی، اندازه‌گیری صحیح و نتایج بازرسی قابل‌اطمینان است.

منبع :

Magnetic Flux Leakage Testing. Strong or Weak Magnetization