Kiểm tra không phá hủy mối hàn

Lời nói đầu Trong sản xuất cơ khí ,công nghệ hàn được sử dụng hết sức phổ biến được dùng để chế tạo các kết cấu bằng kim loại .Bằng phương pháp hàn có thể chế tạo những kết cấu phức tạp từ những chi tiết đơn giản .Có thể hàn được thép với thép ,gang với gang ,những kim loại có tính chất khác nhau như gang với thép hoặc kim loại đen với kim loại mầu.Hàn giúp tiết kiệm kim loại (so với tán ,hàn tiết kiệm 10-20% ;với đúc tiết kiệm tới 60% kim loại ..).Hàn giúp giảm thời gian chế tạo ,độ bền ,độ kín cao,khả năng cơ khí hóa tự động hóa cao … Nhưng nhược điểm của hàn là thường có các khuyết tật như cong ,vênh ,nứt rỗ khí …Phát hiện và khắc phục các khuyết tật này là hết sức khó khăn .Điều đó làm giảm khả năng chịu tải ,đặc biệt là tải trọng động của các kết cấu hoặc chi tiết hàn . Kiểm tra chất lượng mối hàn đóng vai trò quan trọng ,giúp nâng cao chất lượng, tuổi thọ và độ tin cậy của sản phẩm hàn . Những hỏng hóc gây hậu quả nghiêm trọng về mặt tài chính và xã hội có thể được ngăn chặn bằng những kỹ thuật kiểm tra thích hợp. Trong đó, kiểm tra không phá hủy (Non destructive test – NDT) -là thuật ngữ chỉ các biện pháp kiểm tra cho phép xác định tình trạng bề mặt và bên trong chiều dày của kết cấu mà không ảnh hưởng đến thiết bị - được sử dụng rất phổ biến. Ở đây em xin được giới thiệu một số phương pháp chủ yếu dùng để kiểm định mối hàn mà không làm tổn hại đến cấu trúc của mối hàn . 1.Kiểm tra siêu âm (Ultrasonic test) -UT Phương pháp kiểm tra siêu âm sử dụng chùm sóng âm có tần số trên ngưỡng con người nghe được (siêu âm) đập vào vùng cần kiểm tra. Nếu không có khuyết tật, chùm siêu âm sẽ đi thẳng, còn nếu gặp khuyết tật, chùm siêu âm sẽ phản xạ trở lại, tương tự như tiếng vọng ta nghe được từ vách núi. Thiết bị siêu âm có thể giúp ta thấy được sóng âm phản hồi và từ đó có thể biết được khuyết tật năm ở đâu trong vật kiểm tra. Dựa vào mức độ mạnh yếu của chùm âm vọng, ta cũng có thể đánh giá được kích thước của khuyết tật. (Thiết bị siêu âm kiểm tra mối hàn) Ưu điểm của phương pháp : có thể chứng minh tất cả các dạng của các bất bình thường. có khả năng kiểm tra tất cả các vật liệu bằng siêu âm. Kết quả kiểm tra, hồ sơ,văn bản dữ liệu kiểm tra có thể số hóa. Kỹ thuật siêu âm được sử dụng không chỉ kiểm tra mối hàn mà còn sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực. Nhược điểm của phương pháp : Nó đòi hỏi nhiều về kinh nghiệm và kỹ năng chuyên môn của người tiến hành kiểm tra. Kỹ thuật siêu âm và các trang thiết bị có giá thành rất cao, bởi vậy gây ra chi phí cao cho việc tiến hành kiểm tra. 2.Phương pháp chụp ảnh phóng xạ (Radiographic Testing- RT) Sử dụng ống phóng tia X (tương tự như đèn hình vô tuyến) hoặc nguồn phóng xạ phát ra chùm tia gamma chiếu qua vật cần kiểm tra. Khi đi qua vật, chùm tia phóng xạ bị suy yếu đi, mức độ suy giảm của chùm phụ thuộc vào loại vật liệu (nhẹ hay nặng) và chiều dày mà nó đi qua. Khi đi qua các vùng có khuyết tật, rỗ khí chẳng hạn, cường độ của chùm tia bị suy giảm ít hơn khi đi qua vùng không có khuyết tật. Nếu ta đặt tấm phim ở phía sau vật kiểm tra ,ta sẽ thấy trên ảnh chụp dược, có các vùng đen sẫm hơn rất nhiều so với vùng xung quang. Đó chính là hình chiếu của khuyết tật trên phim. Ta cũng có thể xác định được kích thước của khuyết tật qua ảnh chụp được. (Ống phát tia X) Ưu điểm của phương pháp : Kiểm tra chiếu tia có thể thực hiện với bất cứ loại vật liệu nào và không có ngoại lệ. Là phương pháp kiểm tra có độ tin cậy cao có thể lưu trữ hồ sơ hình ảnh lâu dài trong các điều kiện bảo quản nhất định. Nhược điểm của phương pháp : Tất cả các trang thiết bị phải được cơ quan có thầm quyền cấp phép và chấp nhận vì có liên quan đến phóng xạ gây hại cho người . chỉ được phép bố trí kiểm tra khi tuân thủ nghiêm ngặt điều kiện an toàn phóng xạ cho con người. Khi chiếu tia với độ dày thành lớn thời gian chiếu tia kéo dài. là phương pháp kiểm tra phức tạp. Sẽ gặp khó khăn khi đối tượng kiểm tra có chiều dày thành khác nhau. 3. Phương pháp kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (Liquid Penetrant Testing- PT) Gồm các bước: Làm sạch bề mặt vật kiểm, khi đó các chất bẩn sẽ được loại bỏ và không che lấp những khuyết tật hở ra bề mặt. Xịt một lớp chất thẩm thấu lên bề mặt, lớp chất thẩm thấu này sẽ đi vào và nằm trong các khuyết tật hở bề mặt. Có hai loại chất thẩm thấu đó là chất thẩm thấu khả kiến (có màu nhìn thấy được dưới ánh sáng thường) và chất thẩm thấu huỳnh quang (chỉ nhìn thấy khi chiếu ánh sáng đen). Chờ một thời gian để chất thẩm thấu đi sâu vào khuyết tật. Làm sạch chất thấm dư trên bề mặt bằng chất tẩy rửa. Trong bước này không được xịt trực tiếp chất tẩy rửa lên bề mặt vật kiểm tránh trường hợp chất thẩm thấu trong khuyết tật cũng bị lau sạch. Áp dụng chất hiện lên bề mặt vật kiểm. Chất hiện có tác dụng hút chất thẩm thấu đọng lại ở trong khuyết tật lên bề mặt vật kiểm nhờ hiện tượng mao dẫn ngược. Dựa trên các hiển thị (nhuộm màu, hay dưới ánh sáng cực tím) thì người ta có thể phát hiện và đánh giá khuyết tật. Sau khi đánh giá khuyết tật, ta sử dụng chất tẩy rửa làm sạch vật kiểm. Làm sạch trước Phủ chất thâm nhập Làm sạch giữa chừng Phủ chất hiện Phương pháp thẩm thấu lỏng chỉ có thể áp dụng để kiểm tra những khuyết tật thông ra bề mặt. Phương pháp có thể áp dụng cho tất cả các loại vật liệu trừ vật liệu xốp. Đây là một trong những phương pháp kiểm tra không phá hủy đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả. 4.Phương pháp kiểm tra dòng xoáy (Eddy Current Testing- ET) Được dựa trên hiệu ứng về cảm ứng điện từ. Nếu một vật dẫn điện đưa gần đến một một cuộn dây có dòng điện xoay chiều chạy qua, bên trong vật dẫn này sẽ xuất hiện một dòng điện khép kín (eddy current), biến thiên. Dòng điện xoay chiều này mạnh hay yếu phụ thuộc vào vật dẫn kia có khuyết tật hay không có khuyết tật. Thiết bị dòng xoáy có thể đo được dòng điện xoay chiều này và từ đó cho ta biết trong vật kiểm tra có vết nứt hay không. Phương pháp này rất nhậy để phát hiện các vết nứt bề mặt và gần bề mặt. Phương pháp kiểm tra dòng xoáy cung cấp nhiều ưu điểm Không sử dụng các chất tiêu hao như bột từ và sơn tương phản Có thể kiểm tra được những nơi khó chật hẹp, khó tiếp cận đối với phương pháp khác Không yêu cầu chuẩn bị bề mặt kiểm tra như: không phải cạo bỏ lớp sơn, tiết kiệm thời gian cho sự chuẩn bị kiểm tra và quét sơn phủ lại sau khi kiểm tra. Kiểm tra không phá hủy bằng phương pháp dòng xoáy là đáng tin cậy, nhanh và chi phí không lớn để thực hiện bảo dưỡng và đảm bảo an toàn (Thiết bị kiểm tra khuyết tật mối hàn bằng dòng xoáy) Kết luận Trong khi đó các phương pháp phá hủy lại có ưu điểm là cho kết quả trực tiếp, còn NDT chỉ cho được các kết quả gián tiếp (thông qua so sánh với mẫu chuẩn) Trong chế tạo, khi áp dụng kiểm tra không phá hủy, ta có thể dễ dàng phát hiện những khuyết tật, từ đó có thể loại bỏ các bán sản phẩm, tiệt kiệm chi phí, sửa chữa khắc phục sai sót. Kiểm tra không phá hủy cũng được sử dụng rộng rãi để đánh giá độ toàn vẹn của các sản phẩm, công trình công nghiệp đang hoạt động. Nhờ sớm phát hiện được các hỏng hóc, kịp thời thay thế khắc phục, nên ta có tiết kiệm được chi phí sửa chữa, tránh được các thảm họa có thể xấy ra. NDT còn là công cụ quan trọng trong nghiên cứa chế tạo vật liệu mới, tối ưu hóa các quy trình sản xuất, quy trình hàn thông quá các thử nghiệm, phát hiện các sai sót trong thiết kế, vật liệu, sảm phẩm. Có thể nói, NDT là công cụ quan trọng để giảm giá thành, nâng cao sức cạnh tranh của các doanh nghiệp chế tạo, sản xuất. Tài liệu tham khảo Công nghệ kim loại :TS .ĐÀO QUANG KẾ (chủ biên)-PGS.TS HOÀNG ĐÌNH HIẾU. NXB NÔNG NGHIỆP 2005 Kiểm tra chất lượng hàn :NGUYỄN ĐỨC THẮNG –Bộ môn hàn và công nghệ kim loại ,ĐH Bách Khoa Hà Nội .2007. Website tham khảo ểm_tra_không_phá_hủy Mục lục