Giáo trình kiểm tra và đánh giá chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn quốc tế (nghề hàn) trường cđ cộng đồng lào cai

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ -o0o - GIÁO TRÌNH Mơ đun: KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MỐI HÀN THEO TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ Mã số: MĐ21 NGHỀ HÀN Lào Cai, tháng 2018 LỜI GIỚI THIỆU Trong năm qua, dạy nghề có bước tiến vượt bậc số lượng chất lượng, nhằm thực nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội Cùng với phát triển khoa học công nghệ giới, lĩnh vực khí chế tạo nói chung ngành Hàn Việt Nam nói riêng có bước phát triển đáng kể Chương trình khung quốc gia nghề hàn xây dựng sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề kết cấu theo môđun Để tạo điều kiện thuận lợi cho sở dạy nghề trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo môđun đào tạo nghề cấp thiết Mô đun 21: Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn quốc tế mơ đun đào tạo nghề biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết thực hành Trong trình thực hiện, nhóm biên soạn tham khảo nhiều tài liệu cơng nghệ hàn ngồi nước, kết hợp với kinh nghiệm thực tế sản xuất Mặc dầu có nhiều cố gắng, khơng tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận đóng góp ý kiến độc giả để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC I Lời giới thiệu II Mục lục Vị trí, ý nghĩa, vai trị mơ đun Mục tiêu mô đun Nội dung mô đun u cầu đánh giá hồn thành mơ đun III Nội dung chi tiết mô đun Bài 1: Kiểm tra mối hàn thử nghiệm phá hủy Bài 2: Kiểm tra không phá hủy 36 Bài 3: Đánh giá chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn AWS 150 Bài 4: Đánh giá chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn ASME 172 Bài 5: Đánh giá chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn API 188 IV Tài liệu tham khảo 202 MÔ ĐUN: KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MỐI HÀN THEO TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ Mã số mơ đun: MĐ 21 I VỊ TRÍ, Ý NGHĨA, VAI TRỊ CỦA MƠ ĐUN: Mơđun Kiểm tra chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn quốc tế mô đun chuyên mơn nghề, bố trí sau học xong môn học kỹ thuật sở, mô đun MĐ13, MĐ19 Là mơđun có vai trị quan trọng, người học trang bị kiến thức, kỹ sử dụng dụng cụ, thiết bị kiểm tra, phương pháp kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn để ứng dụng sản xuất, tiếp cận với tiêu chuẩn quốc tế II MỤC TIÊU CỦA MƠ ĐUN: - Giải thích khái niệm phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn - Lựa chọn phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn mối hàn để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kinh tế - Nêu nguyên lý hoạt động, trình tự vận hành, phạm vi ứng dụng loại thiết bị kiểm tra chất lượng mối hàn - Mơ tả quy trình kiểm tra chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn quốc tế - Hiểu tiêu chuẩn quốc tế kiểm tra chất lượng mối hàn - Viết báo cáo, kết luận tính khả dụng ? mối hàn - Giải thích quy định an tồn kiểm tra chất lượng mối hàn - Kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn hành III NỘI DUNG MÔ ĐUN: Thời gian (giờ) Số Tên mô đun Tổng Lý Thực Kiểm TT tra số thuyết hành Kiểm tra mối hàn thử nghiệm 10 khí (phá hủy) Kiểm tra không phá hủy 30 20 Đánh giá chất lượng mối hàn theo 16 tiêu chuẩn AWS Đánh giá chất lượng mối hàn theo 16 tiêu chuẩn ASME Đánh giá chất lượng mối hàn theo 16 12 tiêu chuẩn API Kiểm tra kết thúc mô đun 2 Cộng 90 40 45 U CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HỒN THÀNH MƠ ĐUN Kiểm tra đánh giá trước thực mô đun: - Kiến thức: Đánh giá qua kết MĐ21, kết hợp với vấn đáp trắc nghiệm kiến thức học có liên quan đến MĐ20 - Kỹ năng: Được đánh giá qua kết thực tập thực hành MĐ21 Kiểm tra đánh giá thực mô đun: Giáo viên hướng dẫn quan sát q trình hướng dẫn thường xun cơng tác chuẩn bị, thao tác bản, bố trí nơi làm việc Ghi sổ theo dõi để kết hợp đánh giá kết thực môđun kiến thức, kỹ năng, thái độ Kiểm tra sau kết thúc mô đun: 3.1 Về kiến thức: Căn vào mục tiêu môđun để đánh giá kết qua kiểm tra viết, kiểm tra vấn đáp, trắc nghiệm đạt yêu cầu sau: - Nguyên lý hoạt động, trình tự vận hành, phạm vi ứng dụng loại thiết bị kiểm tra chất lượng mối hàn - Các yêu cầu kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn - Tính tốn độ cứng theo phương pháp như: Brinell (HB), Vickers (HV), Rockwell (HR) - Các bước tiến hành kiểm tra chất lượng mối hàn - Các tiêu chuẩn đánh giá mối hàn 3.2 Về kỹ năng: Được đánh giá kiểm tra trực tiếp thao tác máy, qua chất lượng tập thực hành đạt kỹ sau: - Sử dụng loại dụng cụ thiết bị kiểm tra - Kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn - Viết báo cáo phương pháp kiểm tra, kết luận tính khả dụng mối hàn 3.3 Về thái độ: Được đánh giá qua quan sát, qua sổ theo dõi đạt yêu cầu sau: - Chấp hành quy định bảo hộ lao động; - Chấp hành nội quy thực tập; - Tổ chức nơi làm việc hợp lý, khoa học; - Ý thức tiết kiệm nguyên vật liệu; - Tinh thần hợp tác làm việc theo tổ, nhóm 5 Bài 1: KIỂM TRA MỐI HÀN BẰNG THỬ NGHIỆM CƠ KHÍ (PHÁ HỦY) Mã bài: 21.1 Giới thiệu: Kiểm tra chất lượng mối hàn thử ngiệm phá hủy phương pháp kiểm tra thực tế mẫu hàn, nhằm mục đích kiểm tra tính kim loại bản, tính kim loại mối hàn, kiểm tra hợp lý quy trình hàn tay nghề thợ hàn Phương pháp thường thực mẫu chuẩn trước thực hàn kết cấu có vật liệu, chế độ hàn tương tự mẫu Mục tiêu: - Giải thích khái niệm phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn phương pháp phá hủy - Nêu nguyên lý hoạt động, trình tự vận hành, phạm vi ứng dụng loại thiết bị kiểm tra chất lượng mối hàn phương pháp phá hủy - Tính tốn độ cứng theo phương pháp như: Brinell, Vicker Rokwell - Sử dụng thành thạo dụng cụ, thiết bị khiểm tra chất lượng mối hàn phương pháp phá hủy - Viết báo cáo kiểm tra xác, đầy đủ; kết luận tinhd khả dụng mối hàn - Đảm bảo an toàn cho người trang thiết bị Nội dung: Thử kéo 1.1 Thiết bị thử kéo kỹ thuật thử kéo Hình 21.1 Máy thử kéo nén dùng tenzo cầu điện trở điều khiển máy tính - Máy thử kéo nén gồm hệ thống thủy lực, điều khiển xi lanh chiều để tạo lực kéo nén 6 - Mẫu thử kẹp hai đầu lên hai cặp má kẹp nhờ hệ thống thủy lực, phận chày cối uốn - Bộ phận ghi nhận kết tenzo cầu điện trở dán chéo 45 độ cần chịu lực - Kết ghi nhận truyền sử lý digital có kết nối với máy tính để đọc kết xuất số liệu 1.2 Kích thước mẫu thử - Để thử phần liên kết hàn kim loại nóng chảy, người ta xác định độ bền phần yếu mẫu hàn giáp mối hàn chồng Khi thử, kéo mẫu kiểm với lực tăng dần đứt Hình 21.2 Mẫu hàn giáp mối: a) loại bình thường; b- loại có vấu Chiều dày kim loại a (mm) Chiều rộng làm việc b Kích thước mẫu (mm) Chiều rộng Chiều dài làm Chiều dài vấu kẹp b1 việc l tổng L đến 15 0,5 25 50 - 10 20 0,5 30 60 10 - 25 25 0,5 35 100 25 - 50 30 0,5 40 160 45 200 35 0,5 Bảng 21.1 Kích thước mẫu thử tiêu chuẩn Ghi chú: Chiều dài phần vấu kẹp phụ thuộc vào loại máy thử Khi thử kéo cần xác định thông số sau:  Giới hạn chảy ch (MPa) 50 – 70 L + 2h  Độ bền b = P/F đó: P- tải trọng lớn đứt mẫu (N) F- tiết diện ngang mẫu (mm2)  Độ giãn dài tương đối đứt  =(l1-l0)/l0*100% đó: l0, l1 – chiều dài mẫu ban đầu sau đứt  Độ co thắt tương đối đứt  =(F0-F1)/F0*100% đó: F1- tiết diện ngang mẫu đứt Trường hợp cần xác định độ bền mối hàn mẫu có dạng (Hình 21.3 ) Hình 21.3 Mẫu xác định độ bền Vì mẫu bị khoét lõm mối hàn nên kéo phá hủy xảy mối hàn Độ bền thử tính theo cơng thức: b = k*P/F k hệ số, với thép thường lấy k = 0,9 Chiều dày kim loại Chiều rộng công tác Chiều dài cơng tác Chiều rộng vấu kẹp Bán kính lượn R Đến 4,5 4,5 – 10 10 – 25 150,5 200,5 250,5 40 60 80 25 30 38 8 15 20 Bảng 21.2Kích thước mẫu 1.3 Biểu đồ ứng suất - biến dạng thử kéo Chiều dài tổng L= l+2h Hình 21.4a Biểu đồ ứng suất - biến dạng thử kéo Hình 21.4b Trạng thái mẫu ứng suất biến dạng thử kéo 1.4 Vị trí lấy mẫu thử kéo Hình 21.5 Hình dạng vị trí lấy mẫu thử kéo dọc kim loại mối hàn Hình 21.6 Vị trí lấy mẫu thử kéo ngang mối hàn 1.5 Tiêu chuẩn chấp nhận:  Nếu mẫu kiểm đứt tại mối hàn, kết đạt yêu cầu, với điều kiện độ bền tính tốn b khơng nhỏ độ bền kéo cho phép [b] kim loại  Nếu mẫu kiểm tra đứt bên mối hàn vùng nóng chảy, độ bền liên kết hàn chấp nhận có giá trị lớn 95% giá trị độ bền kéo cho phép [b] kim loại Báo cáo kết quả:  Loại mẫu kiểm tra, ví dụ mẫu có vấu  Thơng tin việc có loại bỏ phần nhô mối hàn hay không  Các kích thước mẫu kiểm tra  Giá trị độ bền kéo b [N/mm2], [MPa]  Vị trí đứt  Vị trí bất kỳ khuyết tật có 10 Trình tự thực hiện: TT Nội dung Hình vẽ minh họa Cắt mẫu Dụng cụthiết bị Yêu cầu đạt - Bản vẽ chi tiết mẫu - Máy cưa ngang Máy phay vạn Cắt mẫu vị trí quy định Mẫu kích thước Kẹp mẫu thử - Máy thử kéo Khởi động Computer - Máy tính Cable kết nối Phần mềm Test max Sơ đồ kết nối máy tính máy kéo - Kẹp mẫu đủ lực kẹp Kẹp vị trí, đảm bảo chắn - Khai báo thông số, tính chất vật liệu, kích thước - Khai báo giá trị cần đo - Tỷ lệ biểu đồ output đủ để xác định kết 11 Kéo - Máy tính - Máy thử kéo Hướng dẫn sử dụng máy Đọc ghi kết Ghi - Form báo xác kết cáo thử kéo vào - Máy in Form bao giấy in cáo - Mẫu báo cáo kết - Đảm bảo an toàn - Ra lệnh mềm từ máy tính 12 Bài tập sản phẩm thực hành Câu 1: Trình bày bước thực kích thước mẫu thử kéo dọc mối hàn giáp mối để kiểm tra độ bền kim loại qua hàn Câu 2: Kiểm tra viết báo cáo theo tiêu chuẩn D1.1M2008 tính mối hàn giáp mối thực phương pháp hồ quang tay, kích thước Hình 21.6 13 Thử uốn: 2.1 Mục đích - Nhằm mục đích xác định độ tồn vẹn tính dẻo mối hàn giáp mối xem có đạt không Phép thử tiến hành mẫu phẳng từ liên kết hàn Khi thử người ta xác định góc uốn  thời điểm xuất vết nứt vùng chịu kéo mẫu Góc uốn đặc trưng cho biến dạng dẻo liên kết hàn a- mối hàn dọc b- mối hàn ngang Hình 21.7 Mẫu thử uốn 2.2 Các phương pháp thử uốn Hình 21.8 Các phương pháp thử uốn Hình 21.9 Tình trạng xảy mẫu sau thử uốn 14 Khi cắt mẫu xong cần phải gia công phần nhô mối hàn mặt với kim loại Phần chịu uốn mẫu có chiều dài l phải giũa cạnh thành bán kính 20% chiều dày mẫu không mm Tùy trường hợp mà tiến hành uốn mặt (mẫu uốn lấy cho mặt mối hàn chịu kéo uốn); uốn đáy (mẫu uốn lấy cho đáy mối hàn chịu kéo uốn); uốn cạnh (mẫu uốn lấy cho mặt bên mối hàn chịu kéo uốn); uốn dọc (kéo mặt đáy mối hàn) Thí nghiệm thực máy nén theo sơ đồ Chày ép thường có đường kính phần tiếp xúc với mẫu gấp hai lần chiều dày kim loại (D=2a) a (mm) 26 r (mm) 10 20 25 Bảng 21.3 Bán kính r gối lựa chọn theo giá trị sau Để thử xác, tốc độ ép khơng nên lớn (