Stress vision in viet nam

CENTER FOR NONDESTRUCTIVE EVALUATION BÁO CÁO TIẾN ĐỘ ĐỀ TÀI CƠ SỞ 2014 Trình bày: Hà Nội, tháng 10/2014 Nội dung I Thông tin đề tài nội dung nghiên cứu II Tóm lược nội dung thực III Kết luận THÔNG TIN ĐỀ TÀI & NỘI DUNG NGHIÊN CỨU www.nde.com.vn Thông tin đề tài Tên đề tài: Nghiên cứu, khai thác sử dụng thiết bị đo ứng suất dư Stressvision 2.05 dựa hiệu ứng từ đàn hồi  Thời gian thực hiện: 12 tháng (Từ 01 /2014 đến 12 /2014)  Kinh phí: 60 triệu VNĐ  Chủ nhiệm đề tài: Lưu Vũ Nhựt, kỹ sư vật liệu  Đơn vị chủ trì: Trung tâm Đánh giá không phá hủy- Viện lượng nguyên tử Việt Nam  Đặt vấn đề  Các phương pháp NDT truyền thống siêu âm, chụp ảnh phóng xạ, dịng điện xốy…, đánh giá phát khuyết tật cấu kiện hạn chế để đánh giá tình trạng ứng suất (ứng suất dư)  Ứng suất dư lưu lại vật thể sau biến dạng nhiệt luyện, làm giảm tính dẻo vật liệu, biến đổi phân bố ứng suất giảm tính ổn định hình học; phá hoại tính hồn chỉnh tinh thể, tạo vết nứt bề mặt cấu kiện  Phương pháp từ đàn hồi (magneto-elastic) dựa hiệu ứng từ Villari (nhà vật lý người Italia (1836-1904)) viện Đo lường Nga DIMENStest phát triển Đây phương pháp không phá hủy tiên tiến giúp kiểm tra nhanh ứng suất dư dự đốn vị trí khuyết tật bên kết cấu www.nde.com.vn Mục tiêu đề tài Nghiên cứu thử nghiệm nhằm hoàn thiện phương pháp đo ứng suất dư để đánh giá, khảo sát mức độ tập trung biến thiên ứng suất dư vật liệu Đây thông số quan trọng việc đánh giá dự đoán tuổi thọ đối tượng, hoạt động phòng ngừa hư hỏng Ứng dụng phương pháp kiểm tra NDT tiên tiến việc bảo trì, bảo dưỡng định kì kiểm tra chất lượng thiết bị, cấu kiện công nghiệp (các thiết bị, kết cấu làm việc điều kiện khắc nghiệt tải trọng, áp suất, nhiệt độ cao thiết bị áp lực, đường ống dẫn dầu/khí, dầm cầu, cần cẩu,…) www.nde.com.vn Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Nghiên cứu phương pháp Tổng quan phương pháp đo ứng suất dư sử dụng Nghiên cứu phương pháp từ đàn hồi Villari, chất vật lý Tìm hiểu biên dịch hướng dẫn vận hành thiết bị Stressvision-2.05 www.nde.com.vn Nội dung nghiên cứu Nội dung 2: Hiệu chuẩn Thử nghiệm Xây dựng quy trình hiệu chuẩn chuẩn thiết bị Thử nghiệm khảo sát ứng suất dư mẫu mối hàn trước sau xử lý nhiệt phương pháp từ đàn hồi (4 mẫu chưa xử lý nhiệt+3 mẫu xử lý nhiệt) Thử nghiệm kiểm chứng phương pháp khoan lỗ (1 mẫu) Thu thập mẫu vỏ bình Gas thực nghiệm kiểm tra ứng suất vị trí mối hàn vùng ảnh hưởng nhiệt (2 mẫu) www.nde.com.vn Nội dung nghiên cứu Nội dung 3: Quy trình kiểm tra Xây dựng quy trình kiểm tra ứng suất dư sử dụng thiết bị Stressvision 2.05 theo tiêu chuẩn Nga MDS 53-2.2004 www.nde.com.vn TÓM LƯỢC MỘT SỐ NỘI DUNG ĐÃ THỰC HIỆN www.nde.com.vn Nguyên lý thiết bị Khi đặt đầu dị vào bề mặt đối tượng kiểm tra, cuộn kích thích E1E2 tạo từ trường vật liệu, kích thích cuộn dây đo D1D2 tạo thay đổi cảm ứng từ B c, Sự thay đổi gây suất điện động (điện áp U) cuộn dây, Điện áp tham số để khảo sát trạng thái ứng suất vật liệu U = K(ω2/ ω1)Bc S0 f sin β Trong đó: Bc – Cảm ứng từ (Tesla); So – Tiết diện bao phủ cuộn dây; K- Hệ số tỉ lệ; f – Tần số; β – Góc cuộn dây đo ω2 cảm ứng từ B; ω1, ω2 – số vòng dây www.nde.com.vn Cấu tạo đầu dò Nội dung 2: Thử nghiệm mẫu hàn Phân bố ứng suất dư mối hàn  Mặc định ứng suất trước hàn không  Ứng suất sau hàn chia thành ba vùng chính: vùng mối hàn chịu ứng suất kéo, vùng kim loại chịu ứng suất (có thể kéo nén) vùng chuyển tiếp chịu ứng suất nén www.nde.com.vn Nội dung 2: Thử nghiệm mẫu hàn Đối tượng kiểm tra  Phương pháp hàn: hồ quang tay, kích thước mẫu 150x150x10mm Số lượng điểm đo: 49 đến 60 điểm Ô lưới: kẻ giấy, khoảng cách điểm đo x=15mm, y=15mm Phương pháp đo: khảo sát ứng suất dư mẫu mối hàn trước sau xử lý nhiệt Chế độ nung theo „Welding Science and Technology“, Md, Ibrahim Khan Chuẩn bị vùng kiểm tra  Trước tiến hành kiểm tra cần làm vết bẩn xỉ hàn, bụi đất loại bỏ bất thường lớn 0.5mm bề mặt  Kích thước tối thiểu vùng kiểm tra 80 x 100 mm  Có thể dùng sơn để kẻ ô lưới trực tiếp lên bề mặt kiểm tra kẻ lên giấy dán lên bề mặt kiểm tra Số lượng điểm đo tối thiểu ô lưới 25, tương ứng hàng x cột www.nde.com.vn www.nde.com.vn Kết thí nghiệm Chụp phim RT  Chụp ảnh xạ RT thực trước nung sau đo ứng suất dư máy STRESSVISION 2.05  Mục đích kiểm tra RT mối hàn để xem xét mẫu tồn ứng suất dư cao liệu có tồn khuyết tật hay không? Thông thường kết kiểm tra ứng suất vùng mối hàn cao hẳn so với kim loại nên chụp tất mẫu hàn để kiểm tra khuyết tật www.nde.com.vn www.nde.com.vn  Kết khảo sát ứng suất dư Mẫu 1: Kết phân bố ứng suất dư mối hàn trước sau xử lý nhiệt nhiệt độ 600oC, 30 phút- No defect  Nhận xét 1:  Kết kiểm tra cho thấy trước xử lý nhiệt, chênh lệch ứng suất DPMS lớn 400 đơn vị hệ số tập trung ứng suất cao 8.0, sau xử lý nhiệt 600 độ 30 phút, phân bố ứng suất DPMS hệ số tập trung ứng suất MSC giảm xuống rõ rệt 200 đơn vị 3.0 Đồng thời, phân bố ứng suất mối hàn hơn, không xuất đỉnh tập trung ứng suất cao trước xử lý nhiệt www.nde.com.vn Mẫu 2: Kết phân bố ứng suất dư mối hàn trước sau xử lý nhiệt nhiệt độ 600oC, 60 phút –No defect Nhận xét 2: Trường hợp này, trước xử lý nhiệt chênh lệch DPMS lớn 220, MSC lớn 3.25 Sau xử lý nhiệt 600 độ - 60 phút, DPMS 170, MSC 2.4 đơn vị Kết kiểm tra cho thấy trước sau xử lý nhiệt ứng suất giảm không đáng kể, phân bố ứng suất mối hàn đồng www.nde.com.vn Mẫu 3: Kết phân bố ứng suất dư mối hàn trước sau xử lý nhiệt nhiệt độ 600 oC, 120 phút- No defect Nhận xét 3: •Trước xử lý nhiệt, chênh lệch DPMS khoảng 300 đơn vị, MSC 2.8 Sau xử lý nhiệt DPSM giảm xuống 180 đơn vị, MSC 2.8 •Tương tự mẫu 2, ứng suất phân bố đồng vùng hàn không xuất tập trung ứng suất cục www.nde.com.vn Mẫu 4: Kết phân bố ứng suất dư mối hàn trước sau xử lý nhiệt nhiệt độ 600 oC, 120 phút- LOP defect Nhận xét 4: •Trước xử lý nhiệt, chênh lệch DPMS khoảng 360 đơn vị, MSC 6.0 Sau xử lý nhiệt DPSM giảm xuống 280 đơn vị, MSC 2.5 •Trước sau xử lý nhiệt ứng suất phân bố mối hàn giảm không đáng kể Nguyên nhân mẫu có khuyết tật khơng thấu dọc mối hàn Vì vậy, ứng suất lớn mối hàn sau xử lý nhiệt ảnh hưởng khuyết tật •Thực nghiệm chứng tỏ khả phát không ứng suất dư mối hàn mà www.nde.com.vn khuyết tật thiết bị STRESSVISION 2.05 Mẫu 5: Mẫu mối hàn chuẩn để kiểm tra siêu âm UT PL15351 Nhận xét 5: Mẫu thép tiêu chuẩn siêu âm UT PL15351, dày 10mm, biết trước vị trí khuyết tật Ở vùng mối hàn, vị trí khuyết tật, chênh lệch ứng suất DPMS 360 đơn vị tọa độ (3;4), tập trung ứng suất MSC 5.5, theo khuyến cáo nhà sản xuất chi tiết chịu ứng suất dư cao (nằm vùng 350-420) nằm giới hạn cho phép phải kiểm tra thường xuyên chu kì 12 www.nde.com.vn tháng Nhận xét chung •Kết đo ứng suất dư DPMS MSC mẫu hàn: •Từ kết chứng tỏ rằng: xử lý nhiệt có tác dụng làm giảm phần ứng suất mối hàn Sau XLN, chênh lệch ứng suất- DPMS lại mối nằm khoảng 170-200 đơn vị Ứng suất phân bố đồng vùng mối hàn khơng xuất vị trí cục tập trung MSC cao •Biểu đồ phân bố DPMS-3D mẫu có khuyết tật xuất đỉnh lồi, nơi tập trung ứng suất cao xử lý nhiệt làm giảm phần ứng suất mối hàn có khuyết tật •Kiểm tra ứng suất mẫu có khuyết tật chứng tỏ khả thiết bị STRESSVISION việc phát vị trí nguy hiểm, nơi tồn khuyết tật có MSC tập trung cao mối hàn www.nde.com.vn KẾT QUẢ KIỂM TRA ỨNG SUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHOAN LỖ Mục đích kiểm tra ứng suất dư phương pháp khoan lỗ để kiểm chứng giá trị đo phương pháp từ đàn hồi Nhận xét: So sánh kết kiểm tra DPMS phương pháp khoan lỗ vị trí mối hàn có tọa độ (4,4) -62.9 MPa kết đo thiết bị STRESSVISION 2.04 -69.6 đơn vị, nhận thấy rằng: •Hai phương pháp đo có giá trị tương đương (lệch 6.7 MPa) •Kết khoan lỗ giá trị tuyệt đối (MPa) ứng suất dư theo chiều sâu lỗ khoan, kết phương pháp từ giá trị tương đối Vì vậy, cần thêm nhiều thực nghiệm để kiểm www.nde.com.vn chứng tương thích hai phương pháp Phương pháp đánh giá Giá trị chênh lệch ứng suất mà thiết bị đo khơng phải giá trị tuyệt đối MPa, giá trị mang ý nghĩa tương đối thể chênh lệch phân bố ứng suất, phát vùng tồn ứng suất cao, từ dự đốn khả xuất khuyết tật tương lai gần Do nhà sản xuất có đưa số khuyến cáo để đánh sau:  Nếu chênh lệch ứng suất (DPSM) đến 350 đơn vị (chênh lệch điểm cao thấp nhất), chi tiết làm việc điều kiện cho phép  Giá trị DPSM 350 đến 420 chi tiết làm việc với ứng suất cao, chấp nhận phải kiểm tra thường xuyên chu kì đến 12 tháng  Giá trị DPSM 420 đến 450 ứng suất dư cao, khuyết tật phát triển, khuyến cáo thay sớm tốt  Giá trị DPSM 450 đến 500 khuyến cáo phải có biện pháp khắc phục lập tức, khơng có khuyết tật vật liệu www.nde.com.vn Kết luận Nghiên cứu ứng dụng thiết bị Stressvision có ý nghĩa quan trọng cơng tác kiểm tra bảo dưỡng theo dõi già hóa cấu kiện, thiết bị Cung cấp liệu để dự đốn vị trí khuyết tật đưa phương án khắc phục kịp thời www.nde.com.vn ...Nội dung I Thông tin đề tài nội dung nghiên cứu II Tóm lược nội dung thực III Kết luận THÔNG TIN ĐỀ TÀI & NỘI DUNG NGHIÊN CỨU www.nde.com.vn Thông tin đề tài Tên đề tài: Nghiên cứu,... cứu, khai thác sử dụng thiết bị đo ứng suất dư Stressvision 2.05 dựa hiệu ứng từ đàn hồi  Thời gian thực hiện: 12 tháng (Từ 01 /2014 đến 12 /2014)  Kinh phí: 60 triệu VNĐ  Chủ nhiệm đề tài: Lưu... nội lực phát sinh vật thể biến dạng tác dụng nguyên nhân bên tải trọng, thay đổi nhiệt độ Các dạng ứng suất vật lý Ứng suất kéo (phát sinh kim loại bị kéo) Ứng suất nén (phát sinh kim loại bị