Thanh tra hàn và kiểm tra không phá hủy

Thuật ngữ thanh tra biểu thị hoạt động kiểm soát chất lượng toàn diện bao gồm nhiều bước được áp dụng ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình chế tạo và tuổi thọ làm việc của chi tiết bộ phận. Do đó, thuật ngữ này mô tả các hoạt động không chỉ được thực hiện tại thời điểm sản xuất mà còn sau khi chi tiết bộ phận này đã được bảo dưỡng. Mặc dù các kiểu bất liên tục được bộc lộ trong các giai đoạn khác nhau thường khác nhau, nhưng các nguyên tắc cơ bản chi phối hoạt động thanh tra về cơ bản là giống nhau. Do đó, phần lớn thông tin được trình bày trong chương này có thể áp dụng cho các hoạt động sản xuất, sửa chữa mới hoặc việc đánh giá các bộ phận kết cấu đã tuân thủ các điều kiện dịch vụ dự kiến của chúng. Nhiều phương pháp kiểm tra hàn cũng được sử dụng để xác định chất lượng của các phần tử được ghép nối bằng hàn vảy. Tuy nhiên, do bản chất vật lí của các mối hàn và hàn vảy (ví dụ, các vật liệu khác nhau, độ mỏng của liên kết ...), một số kỹ thuật được mô tả ở đây có thể áp dụng khác nhau.

NGUYỄN ĐỨC THẮNG THANH TRA HÀN VÀ KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY Tổng quan Thuật ngữ tra biểu thị hoạt động kiểm sốt chất lượng tồn diện bao gồm nhiều bước áp dụng giai đoạn khác trình chế tạo tuổi thọ làm việc chi tiết phận Do đó, thuật ngữ mô tả hoạt động không thực thời điểm sản xuất mà sau chi tiết phận bảo dưỡng Mặc dù kiểu bất liên tục bộc lộ giai đoạn khác thường khác nhau, nguyên tắc chi phối hoạt động tra giống Do đó, phần lớn thơng tin trình bày chương áp dụng cho hoạt động sản xuất, sửa chữa việc đánh giá phận kết cấu tuân thủ điều kiện dịch vụ dự kiến chúng Nhiều phương pháp kiểm tra hàn sử dụng để xác định chất lượng phần tử ghép nối hàn vảy Tuy nhiên, chất vật lí mối hàn hàn vảy (ví dụ, vật liệu khác nhau, độ mỏng liên kết ), số kỹ thuật mơ tả áp dụng khác Các "cư dân" "làng" đảm bảo chất lượng thường sử dụng thuật ngữ kiểm tra, đánh giá thử nghiệm để truyền đạt ý nghĩa tương tự ý nghĩa việc tra Tuy nhiên, thuật ngữ định nghĩa sau (theo tiếng Anh American):  Kiểm tra (Examination) — Hoạt động dẫn đến việc đo lường xác định gián tiếp chất lượng vật liệu thành phần, chi tiết Việc kiểm tra thực mà khơng gây phá hủy đối tượng kiểm tra;  Đánh giá (Evaluation) — Việc xem xét kết kiểm tra thử nghiệm để xác định phù hợp thành phần, chi tiết chất lượng hiệu suất nó;  Thử nghiệm (Testing) — Hoạt động dẫn đến việc đo lường xác định trực tiếp tính phù hợp vật liệu thành phần, chi tiết dịch vụ định Vì thử nghiệm liên quan đến việc áp dụng điều kiện dịch vụ thực tế mô phỏng, đối tượng thử nghiệm bị phá hủy q trình này;  Thanh tra (Inspection) — Hoạt động kiểm soát đảm bảo chất lượng tổng thể quanh yếu tố khác, gồm kiểm tra, thử nghiệm đánh giá Đối với việc tra hàn, thuật ngữ hay dùng định nghĩa sau:  Bất liên tục (Discontinuity) — Sự gián đoạn cấu trúc điển hình vật hàn, bao gồm thiếu đồng đặc tính học, luyện kim vật NGUYỄN ĐỨC THẮNG lí kim loại kim loại mối hàn Bất liên tục không thiết khuyết tật;  Sai sót (Flaw) — Gần đồng nghĩa với bất liên tục, với ý nghĩa mong muốn;  Khuyết tật (Defect) — Bất liên tục chất tác động làm cho vật hàn đáp ứng thông số kỹ thuật tiêu chuẩn chấp nhận Thuật ngữ điều kiện bắt buộc phải loại bỏ Thanh tra hàn 2.1 Các chương trình đào tạo cấp chứng Ngoài việc sở hữu kiến thức chuyên sâu hiểu biết phương pháp kiểm tra thử nghiệm sử dụng để đánh giá chất lượng vật hàn, người tra hàn phải biết hiểu nguyên tắc hàn Họ phải hiểu tất giai đoạn trình chế tạo áp dụng cho dây chuyền sản xuất họ Họ nên quen với trách nhiệm công việc kỹ sư nhân viên khác liên quan đến việc chế tạo sản phẩm hàn Người tra phải có kiến thức làm việc code quy cuẩn tiêu chuẩn áp dụng mức độ cần thiết để đánh giá phù hợp sản phẩm hàn so với yêu cầu chế tạo Các yêu cầu chất lượng thức thường code tài liệu khác quy định yêu cầu kiểm tra Các tiêu chuẩn Code Hàn kết cấu — Thép, AWS D1.1 (Structural Welding Code — Steel), yêu cầu người tra hàn kỹ thuật viên kiểm tra không phá hủy phải chứng nhận để đáp ứng yêu cầu tối thiểu trình độ học vấn, đào tạo, kinh nghiệm, kiến thức kỹ thuật chung thị lực Các chương trình chứng nhận tra viên hàn cơng nhận chương trình Hiệp hội hàn Hoa Kỳ (AWS) CSA International cấp dựa Tiêu chuẩn Chứng nhận AWS Thanh tra viên hàn, ANSI/ AWS QC-1 (Standard for AWS Certification of Welding Inspectors) Chứng nhận Thanh tra viên hàn, CSA W178.2 (Certification of Welding Inspectors), tương ứng Cả hai chương trình chương trình chứng nhận trung tâm quan quốc gia cung cấp đánh giá, kiểm tra chứng nhận lực Các chương trình (được cơng nhận rộng rãi) để chứng nhận kỹ thuật viên không phá hủy gồm chương trình Hiệp hội Thử nghiệm Không phá hủy Hoa Kỳ (ASNT) cung cấp dựa Thực hành khuyến nghị số SNT-TC-1A, ASNT SNTTC-1A (Recommended Practice), Đánh giá Nhân cấp Chứng Thử NGUYỄN ĐỨC THẮNG nghiệm Không phá hủy, ANSI/ASNT CP-189 (Standard for AWS Certification of Welding Inspectors) Các chương trình cung cấp hướng dẫn chứng nhận nội kỹ thuật viên kiểm tra không phá hủy cho phương pháp kiểm tra sử dụng Do đó, chương trình chứng nhận nội bộ, ngoại trừ việc cá nhân giám sát chương trình chứng nhận trực tiếp từ ASNT Các chương trình khác, chương trình Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế cung cấp dựa Đánh giá nhân cấp Chứng Thử nghiệm Không phá hủy, ISO 9712 (Non-Destructive Testing—Qualification and Certification of Personnel) Chương trình Chứng nhận tra viên Hàn Viện Hàn (Certification Scheme for Weldment Inspection Personnel CSWIP), AWS áp dụng, chương trình chứng nhận cho kỹ thuật viên Viện Hàn Quốc tế ủy quyền cho sở đào tạo cấp chứng theo EN ISO 14731 Trong yêu cầu kiến thức chuyên môn điều phối viên hàn Đối với tất nhiệm vụ giao, điều phối viên hàn phải chứng minh đầy đủ kiến thức kỹ thuật để đảm bảo thực thỏa đáng nhiệm vụ Các yếu tố sau xem xét: • Kiến thức kĩ thuật chung; • Kiến thức chun mơn ngành hàn q trình liên quan đến nhiệm vụ giao, họ phải đạt kết kết hợp kiến thức lí thuyết, đào tạo và/ kinh nghiệm thực tế Tài liệu IAB-252r2-14 (release February 2014) chứa thông tin nội dung liên quan đến đào tạo điều phối viên hàn 2.2 Khả thể chất, xã hội trí tuệ 2.3 Trách nhiệm với cơng việc 2.4 Kế hoạch tra Kế hoạch tra mô tả văn cách thức mà hoạt động tra định diễn Mặc dù yếu tố kế hoạch quy định tiêu chuẩn công nghiệp công nhận, chúng thường quy định điều khoản thỏa thuận đạt khách hàng nhà thầu cung cấp Mặc dù kế hoạch tra bao quát chất, phải đề cập mức độ tra bước tra cần thiết đề cập thơng số kỹ thuật quy trình cụ thể Trong số trường hợp, việc kiểm tra trăm phần trăm sản phẩm bắt buộc Trong trường hợp khác, người ta quy định quy trình lấy mẫu Thuật ngữ lấy mẫu (sampling) đề cập việc lựa chọn phần đại diện sản xuất cho mục đích tra kiểm tra Có thể rút kết luận xác mặt thống kê liên quan NGUYỄN ĐỨC THẮNG đến tồn lơ sản xuất cách phân tích thống kê kết tra mẫu đại diện cho lô/ loạt Khi áp dụng kỹ thuật lấy mẫu, cỡ mẫu phương pháp tra không quy định phần quy trình kiểm tra thức, chi tiết phải báo cáo với kết kiểm tra 2.5 Các phương pháp lấy mẫu Kiểm tra không phá hủy NDE 3.1 Kiểm tra ngoại dạng/ Trực quan (VT) 3.2 Kiểm tra chụp ảnh xạ (RT) Kiểm tra chụp ảnh xạ/ phóng xạ (RT) mối hàn hàn vảy phương pháp sử dụng tia X-ray tia gamma để xuyên qua vật kiểm bất liên tục hình ảnh thu ghi phương tiện quan sát Phương tiện film ảnh, giấy nhạy cảm, hình huỳnh quang máy dò xạ điện tử Sau yếu tố cần thiết thử nghiệm chụp ảnh phóng xạ: 1) Người chụp ảnh xạ có trình độ chuyên môn đào tạo thực kiểm tra đúng; 2) Nguồn xạ đâm xuyên, máy X-ray đồng vị phóng xạ; 3) Đối tượng thử nghiệm, kết cấu hàn, chụp ảnh xạ; 4) Thiết bị ghi xem, thường film chụp ảnh (X-ray) đặt bao kín ánh sáng; 5) Các thị chất lượng hình ảnh (IQI) dấu hiệu khác để xác minh độ phơi sáng nhận dạng film; 6) Phương tiện xử lí film tiếp xúc thao tác phương tiện ghi khác; 7) Hộp đèn đọc film; 8) Người giải đoán film X-ray có trình độ, tay nghề cao 3.2.1 Sát hạch đánh giá trình độ người chụp ảnh xạ Người chụp ảnh xạ đóng vai trị quan trọng việc kiểm tra chụp ảnh thành cơng Vị trí tương đối nguồn film so với đối tượng thử mối hàn ảnh hưởng đến độ sắc nét, mật độ độ tương phản ảnh chụp xạ Nhiều định phải thực việc chọn biến quy trình cho điều kiện kiểm tra cụ thể Người chụp ảnh xạ phải chọn loại film thích hợp, tăng cường lọc Ngồi ra, phải tn thủ quy trình an tồn để ngăn ngừa tiếp xúc với xạ nguy hiểm khu vực làm việc Các pháp quy an toàn hành NGUYỄN ĐỨC THẮNG quốc gia quan chun mơn phải tn thủ q trình xử lí sử dụng thiết bị chụp ảnh xạ Nhiều code chế tạo thông số kỹ thuật yêu cầu nhân viên chụp ảnh xạ phải đào tạo, kiểm tra chứng nhận mức độ thành thạo định Hiệp hội Thử Không phá hủy Hoa Kỳ (ASNT) xuất hướng dẫn khuyến nghị để chứng nhận nhân viên kiểm tra không phá hủy Thực hành Khuyến nghị số No SNT-TC-1A (Recommended Practice No.) ASNT xuất Sát hạch đánh giá Chứng nhận Nhân Thử nghiệm Không phá hủy, ANSI/ASNT CP-189 (Personnel Qualification and Certification in Nondestructive Testing), cung cấp yêu cầu tối thiểu để chứng nhận (cấp chứng chỉ) Nhiều code tiêu chuẩn quy định tiêu chuẩn để đánh giá sát hạch trình độ nhân viên kiểm tra khơng phá hủy 3.2.2 Các quy trình Khi đối tượng thử nghiệm kết cấu hàn phơi nhiễm với xạ xuyên thấu, số xạ bị hấp thụ, số xạ bị tán xạ số xạ truyền qua đối tượng tới phương tiện ghi Lượng biến thiên xạ truyền qua mối hàn phụ thuộc vào (1) mật độ tương đối kim loại, (2) lẫn tạp chất đó, (3) thay đổi chiều dày đâm xuyên, (4) đặc điểm thân xạ Các tạp chất phi kim loại, lỗ rỗng, vết nứt bất liên tục khác cho lượng xạ khác truyền đến phương tiện ghi xem Sự thay đổi xạ truyền qua tạo vùng tương phản mặt quang học môi trường ghi Chọn nguồn xạ Loại xạ thích hợp để tra hàn loại tạo từ máy phát tia X cao áp, gọi xạ hãm Bước sóng xạ X-ray xác định điện áp đặt vào phần tử ống X-ray Điện áp cao tạo tia X-ray có bước sóng ngắn cường độ tăng lên, dẫn đến khả xuyên thấu lớn Các ứng dụng điển hình tia X-ray chiều dày khác thép trình bày bảng 51.2 Với kim loại khác, khả đâm xuyên tia X-ray máy tạo lớn nhỏ hơn, tùy thuộc vào tính chất hấp thụ tia X-ray kim loại Tính chất hấp thụ tia X-ray thường liên quan đến khối lượng riêng (mật độ) kim loại Bảng 51.2: Giới hạn chiều dày thép tia X-Ray Điện áp cao nhất, kV Chiều dày lớn (xấp xỉ) in mm 100 0.33 150 0.75 19 NGUYỄN ĐỨC THẮNG 200 250 400 1000 2000 25 50 75 125 200 Tia gamma (γ) phát từ hạt nhân phân rã chất phóng xạ gọi đồng vị phóng xạ Mặc dù bước sóng xạ tạo khác nhiều, xạ X-ray gamma hoạt động tương tự mục đích chụp ảnh xạ Ba đồng vị phóng xạ sử dụng phổ biến cobalt-60, cesium-137 iridium-192, theo thứ tự giảm dần mức lượng (do khả xuyên thấu) Cobalt-60 iridium-192 sử dụng rộng rãi cesium-137 Giới hạn chiều dày thích hợp thép thử nghiệm với đồng vị phóng xạ trình bày bảng 51.3 Bảng 51.3: Giới hạn chiều dày thép đồng vị phóng xạ Đồng vị phóng xạ Tương ứng với Chiều dày lớn (xấp xỉ) máy X-ray, kV in mm Iridium-192 800 0.5–2.5 12–65 Cesium-137 1000 0.5–3.5 12–90 Cobalt-60 2000 2–9 50–230 Ưu điểm hạn chế nguồn xạ liệt kê bảng 51.4 Khi lựa chọn nguồn xạ, điều cần xem xét thường khả tạo chất lượng hình ảnh chấp nhận Tuy nhiên, cân nhắc quan trọng khác bao gồm tính di động chi phí Bảng 51.4: Ưu nhược điểm nguồn đồng vị Nguồn đồng vi Máy phát X-ray Ưu điểm  Giá thành thiết bị nguồn rẻ  Bức xạ hãm tắt được; nhiều so với giá máy phát xạ tia  Cơng suất đâm xun (kV) có X có dải lượng tương đương; thể điều chỉnh được;  Thiết bị dùng chất đồng vị dễ vận chuyển  Có thể sử dụng với so với thiết bị phát xạ tia X; vật liệu;  Nguồn đồng vị nhỏ nên tiếp cận  Hình ảnh có độ tương phản vị trí khó, khe hở hẹp, đường kính độ nhạy tốt nhỏ;  Thiết bị chắn, dễ thao tác bảo quản; NGUYỄN ĐỨC THẮNG  Bức xạ có khả đâm xuyên cao, ảnh chụp vật hàn dày Nhược điểm  Điều quan trọng  xạ γ tắt nên an toàn;   Các ảnh chụp xạ γ thường có  chất lượng thấp so với chụp tia  X-ray;  Khả đâm xuyên phụ thuộc vào  nguồn đồng vị phóng xạ khơng thể  thay đổi điều chỉnh được;   Giá thành cao thay nguồn phóng xạ có chu kì bán rã ngắn Giá ban đầu cao; Cần nguồn điện; Thiết bị dễ vỡ hỏng; Chuẩn định thay không linh hoạt; Kích thước đầu ống lớn; Nguy từ điện cao thế; Nguy xạ hoạt động Vì tất nguồn sinh xạ nguy hiểm, nên phải thực biện pháp phòng ngừa đặc biệt vào đến gần khu vực chụp ảnh xạ Những điều thảo luận chi tiết phần “Thực tiễn An toàn” Đối tượng thử Kiểm tra chụp ảnh xạ phụ thuộc vào hấp thụ vi phân xạ qua đối tượng thử nghiệm Tỉ lệ hấp thụ xác định bằng: i) công suất đâm xuyên nguồn, ii) mật độ vật liệu chịu xạ, iii) chiều dày tương đối vật liệu đường xạ Các bất liên tục khác tìm thấy mối hàn hấp thụ lượng xạ khác với kim loại xung quanh, tùy thuộc vào mật độ bất liên tục chiều dày theo hướng truyền xạ Hầu hết bất liên tục – lẫn xỉ, rỗ lỗ rỗng vết nứt – điền đầy vật liệu có tỉ trọng tương đối thấp Chúng thường xuất dạng vùng tối phương tiện ghi chúng cho phép nhiều xạ qua Các vùng nhạt cho biết khu vực có chiều dày mật độ lớn hơn, chẳng hạn phần nhơ mối hàn, bắn tóe lẫn tạp chất wolfram Các khái niệm minh họa hình 51.6 NGUYỄN ĐỨC THẮNG Hình 51.6 — Sơ đồ khái niệm kiểm tra chụp ảnh xạ RT Phần dày đối tượng thử nghiệm cho phép lượng xạ đâm xuyên qua film Do đó, khu vực film đánh dấu “A” sáng film ngoại trừ vị trí mà “B” bất liên tục Giả sử bất liên tục “B” rỗ khí xỉ, hấp thụ xạ kim loại xung quanh dày đặc, dẫn đến hình ảnh tối film (lẫn wolfram mối hàn GTAW xuất dạng hình ảnh sáng film X -ray) Các vị trí film “C” “D” tối phần mỏng cho phép nhiều xạ xuyên qua làm lộ film Ranh giới mật độ film rộng so với thị hình 51.6, mật độ dần thay đổi từ điều kiện sang điều kiện bên cạnh NGUYỄN ĐỨC THẮNG Điều quan trọng cần lưu ý hình ảnh film rộng lớn đối tượng thử nghiệm Hiện tượng này, gọi phóng to xạ, phân kỳ xạ từ nguồn Mức độ phóng to tăng lên giảm khoảng cách từ nguồn đến vật kiểm tăng khoảng cách từ đối tượng đến film, (bài tốn hình học) Các phương pháp ghi xem ảnh Dạng ghi sử dụng phổ biến film chụp ảnh xạ Film gồm có (hình 51.7) lớp làm polyester, dẻo dễ uốn, suốt, nhẹ bền trơ với chất hoá học Hai mặt lớp phủ nhũ tương hạt tinh thể muối AgBr mịn thêm lượng nhỏ iodide bạc phân bố lớp gelatine chất dính kết Lớp nhũ tương phản ứng với xạ truyền qua vật kiểm làm thay đổi thông số Lớp bảo vệ gelatine mỏng, làm cứng để bảo vệ nhũ tương bên Hình 51.7 — Cassete film: 1) Lớp (175 – 200 μm); 2) Lớp nhũ tương (10 –m); 2) Lớp nhũ tương (10 – 15 μm); 2) Lớp nhũ tương (10 –m); 3) Lớp bảo vệ (1 μm); 2) Lớp nhũ tương (10 –m); 4) Lớp dính kết Nhũ tương nhạy cảm với xạ đâm xuyên ánh sáng nhìn thấy; đó, phải nạp vào cassette kín ánh sáng (giá đỡ) phịng tối Film chụp ảnh phóng xạ phân loại theo tốc độ, độ tương phản kích thước hạt Lựa chọn film phụ thuộc vào chất việc kiểm tra, chiều dày loại kim loại, thời gian phơi sáng cần thiết độ nhạy mong muốn Có thể sử dụng hình huỳnh quang khuếch đại hình ảnh để xem kết phơi sáng trực tiếp Các thiết bị điện tử sử dụng để nâng cao hình ảnh xạ chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện để xử lí, hiển thị ghi lại Các kĩ thuật chiếu (phơi sáng) Phơi sáng film chụp ảnh xạ (kĩ thuật chụp) thực theo số cách xếp khác Cách bố trí để chụp ảnh xạ ống điển hình hình 51.8; hình 51.8a để chụp Việc bố trí đường ống trình bày 51.8 b, kĩ thuật hai thành ảnh ống NGUYỄN ĐỨC THẮNG nhỏ Nguồn xạ đặt bên ngồi ống, nguồn film bố trí khoảng cách ngắn nhằm làm hình ảnh phần mối hàn bên gần nguồn Film ôm sát mối hàn phía đối diện với nguồn qua ống Phần chồng ảnh tránh cách dịch nguồn lệch góc 10o – 15o so với mặt phẳng đường tâm hàn Ảnh xạ nhận ảnh phần mối hàn nằm sát với film Kĩ thuật cho kết tốt với đường kính ống lớn 90 mm Hình 51.8c cho thấy kĩ thuật hai thành với nguồn bên ống ảnh trùng Hình 51.8d kĩ thuật hai thành hai ảnh Kĩ thuật đặc biệt thích hợp để kiểm tra ống đường kính nhỏ 90 mm Nguồn đặt cách film khoảng lớn nghiêng để tránh ảnh phía hàn chồng phía Kết ảnh xạ mối hàn film có dạng hình ellipse Để kiểm tra tồn phải chụp hai lần lần sau xoay 90o Hình 51.8e thể nguồn đặt film đặt ống, tiếp cận Hình 51.8f mơ tả chụp thành ảnh toàn cảnh với nguồn đặt vùng tâm đường ống Hình 51.8 — Kĩ thuật bố trí chiếu ống hàn điển hình Việc bố trí kĩ thuật chiếu thích hợp phụ thuộc vào đường kính chiều dày thành ống Sự xếp tối ưu lựa chọn theo yếu tố sau: NGUYỄN ĐỨC THẮNG Vì vài biến số ảnh hưởng đến chất lượng ảnh film chụp X-ray, nên cần đảm bảo quy trình chụp ảnh đầy đủ thực Công cụ sử dụng để cấp chứng độ chiếu chụp thích hợp thị chất lượng hình ảnh (IQI), gọi dụng đo xuyên thấu “penny” Hai loại IQI sử dụng Một loại bao gồm miếng kim loại có dạng hình học đơn giản với lỗ có kích thước cụ thể Nó có đặc điểm hấp thụ tương tự mối hàn khảo sát Loại lại loạt dây có đường kính khác bọc nhựa IQI điển hình thể hình 51.10 Hình 51.10 — Các dạng IQI: a) Dạng lỗ; b) Dạng dây Các thị chất lượng hình ảnh IQI thường gồm dây có đường kính tăng dần loạt nhỏ có chiều dày khác nhau, khoan lỗ có đường kính tăng Hầu hết code thông số kỹ thuật xếp kim loại hợp kim thường sử dụng thành tối thiểu năm nhóm (cấp hấp thụ), từ kim loại nhẹ đến kim loại nặng IQI có cấp thích hợp nên sử dụng kiểm tra chụp ảnh xạ mối hàn làm hợp kim nhóm Khi chụp mối hàn, IQI chọn theo chiều dày mối hàn Các số chì cho biết chiều dày nhận dạng IQI sử dụng NGUYỄN ĐỨC THẮNG Dù code mô tả kĩ thuật cách khác nhau, chúng thống điểm: • Chỉ thị chất lượng ảnh phải đặt phía nguồn vật kiểm, • Nếu khơng đặt thị chất lượng ảnh phía nguồn, đặt IQI phía film Tình đặc biệt phải thể chữ chì “F” cạnh thị, • Vật liệu làm IQI phải rõ tương tự vật liệu kiểm tra có mức độ hấp thụ xạ yếu vật liệu kiểm tra • Chiều dày kim loại cộng phần nhơ Chiều dày vịng đệm lót đáy khơng tính việc chọn IQI IQI dạng lỗ (ví dụ, ASTM 1040) có đánh dấu cho thấy chiều dày chúng tính phần nghìn inch Chúng làm vật liệu có thành phần giống vật kiểm chụp ảnh Chiều dày IQI dạng lỗ thường quy định khoảng hai đến bốn phần trăm chiều dày vật kiểm chụp ảnh phóng xạ Các lỗ IQI chiếu film dạng đốm sẫm (đen xám) Chiều dày IQI đường kính lỗ nhỏ nhìn thấy có ảnh tối trên film cho thấy thị độ nhạy film chụp Đường kính lỗ IQI dạng lỗ bội số chiều dày Đường kính lỗ thường một, hai bốn lần chiều dày (1T, 2T 4T) IQI IQI dạng lỗ đặt cạnh mối hàn kim loại đệm có chiều dày tương đương với phần nhô mối hàn IQI dạng dây chế tạo từ mảng gồm sáu dây (ASTM 747) bảy dây (EN 462-1) song song có đường kính xác định Các IQI dạng dây EN chế tạo thép (Fe), nhôm (Al), titan (Ti) đồng (Cu), tùy theo loại vật liệu cần kiểm tra IQI dạng dây đặt bên vng góc với mối hàn trước chụp, với độ nhạy cần thiết dựa vào chiều dày mối hàn Đường kính dây nhỏ nhìn thấy nhạt film cho thấy thị độ nhạy film chụp Dây nhìn thấy film đạt yêu cầu gọi dây định theo tiêu chuẩn Chất lượng hình ảnh biểu thị theo phần trăm chiều dày vật kiểm Hầu hết yêu cầu chất lượng hình ảnh xạ thể dạng chiều dày IQI kích thước lỗ mong muốn Ví dụ, yêu cầu mức độ nhạy 2-2T “2” yêu cầu chiều dày IQI 2% chiều dày mẫu; thuật ngữ “2T” yêu cầu lỗ có đường kính gấp đơi IQI chiều dày phải nhìn thấy film Mức chất lượng NGUYỄN ĐỨC THẮNG hình ảnh thường định cho chụp thơng thường Đối với chụp nhạy hơn, yêu cầu mức nhạy 1-2T 1-1T Yêu cầu chất lượng hình ảnh thoải mái hiểu độ nhạy 2-4T 4-4T Hầu hết tiêu chuẩn chế tạo tra định IQI xác cho loạt chiều dày danh nghĩa kim loại Bảng 51.5 51.6 trình bày yêu cầu IQI Code hàn kết cấu — Thép, AWS D1.1: 2020 (Structural Welding Code— Steel), tương ứng IQI dạng dạng dây Bảng 51.5: Các yêu cầu IQI dạng Khoảng chiều dày danh nghĩa* (in) ≤ 0.25 > 0.25 đến 0.375 > 0.375 đến 0.50 > 0.50 đến 0.625 > 0.625 đến 0.75 > 0.75 đến 0.875 > 0.875 đến 1.00 > 1.0 đến 1.25 > 1.25 đến 1.50 > 1.50 đến 2.00 > 2.00 đến 2.50 > 2.50 đến 3.00 > 3.00 đến 4.00 > 4.00 đến 6.00 > 6.00 đến 8.00 Khoảng chiều dày danh nghĩa* (mm) ≤ > đến 10 > 10 đến 12 > 12 đến 16 > 16 đến 20 > 20 đến 22 > 22 đến 25 > 25 đến 32 > 32 đến 38 > 38 đến 50 > 50 đến 65 > 65 đến 75 > 75 đến 100 > 100 đến 150 > 150 đến 200 Phía nguồn Chỉ số Lỗ 10 4T 12 4T 15 4T 15 4T 17 4T 20 4T 20 4T 25 4T 30 2T 35 2T 40 2T 45 2T 50 2T 60 2T 80 2T Phía film† Chỉ số Lỗ 4T 10 4T 12 4T 12 4T 15 4T 17 4T 17 4T 20 4T 25 2T 30 2T 35 2T 40 2T 45 2T 50 2T 60 2T * Chiều dày chụp thành (đối với ống) † Chỉ áp dụng cho ống Bảng 51.6: Các yêu cầu IQI dạng dây Khoảng chiều dày danh nghĩa* (mm) Phía nguồn, đường kính dây Max Khoảng chiều dày danh nghĩa* (in) ≤ 0.25 ≤ 0.010 0.25 > 0.25 đến 0.375 > đến 10 0.013 0.33 > 0.375 đến 0.625 > 10 đến 16 0.016 0.41 > 0.625 đến 0.75 > 16 đến 20 0.020 0.51 > 0.75 đến 1.50 > 20 đến 38 0.025 0.63 > 1.50 đến 2.00 > 38 đến 50 0.032 0.81 in mm Phía film†, đường kính dây Max in mm 0.00 0.20 0.01 0.25 0.01 0.33 0.01 0.41 0.02 0.51 0.02 0.63 NGUYỄN ĐỨC THẮNG > 2.00 đến 2.50 > 50 đến 65 0.040 1.02 > 2.50 đến 4.00 > 65 đến 100 0.050 1.27 > 4.00 đến 6.00 > 100 đến 150 0.063 1.60 > 6.00 đến 8.00 > 150 đến 200 0.100 2.54 0.03 0.04 0.05 0.06 0.81 1.02 1.27 1.60 * Chiều dày chụp thành (đối với ống) † Chỉ áp dụng cho ống Bảng 51.7 cho thấy dây kết hợp với bốn loại IQI theo EN 462-1 Bảng 51.7: IQI dạng dây theo EN 462-01 IQI Số dây Đường kính dây (mm) EN đến (kể 7) 3.2 đến ≤ 0.80 EN đến 12 (kể 12) đến ≤ 0.25 10 EN 10 đến 16 (kể 16) 0.4 đến ≤ 0.10 13 EN đến (kể 7) 0.2 đến ≤ 0.05 Hình ảnh tạo cách đặt IQI mặt phía nguồn mối hàn khơng nét hình ảnh tạo cách đặt IQI mặt film, sát film nét Khi chụp mối hàn theo chu vi đoạn đường ống dài, tiếp cận nguồn, khơng thể đặt IQI xác bên Trong trường hợp này, IQI mỏng nằm mặt film mối hàn Tình đặc biệt phải thể chữ chì “F” cạnh thị (trước tiên nên tham khảo thông số kỹ thuật hành để xác định xem điều có phép hay khơng) Nếu T 2% chiều dày mẫu nhìn thấy lỗ 2T film, độ nhạy đạt được gọi (2-2T) Các giá trị độ nhạy tương đương theo tỉ lệ phần trăm thể bảng 51.8 Ít phải nhìn thấy ba phía thị (penetrameter) film Tỉ lệ chiều dày thị so với chiều dày mẫu gọi “Độ nhạy tương phản” Kích thước lỗ nhỏ mà nhìn thấy gọi “Độ nhạy chi tiết” Bảng 51.8: Chỉ thị chất lượng hình ảnh tương đương ASTM Level (Mức) Tương đương (%) Level (Mức) Tương đương (%) - 1T 0.7 - 2T 2.0 - 2T 1.0 - 4T 2.8 - 1T 1.4 - 2T 4.0 NGUYỄN ĐỨC THẮNG Sự xuất hình ảnh IQI film cho biết chất lượng kỹ thuật chiếu chụp Mặc dù nhìn thấy lỗ định IQI film chụp X quang, khơng nhìn thấy bất liên tục đường kính độ sâu gần IQI Các lỗ IQI có ranh giới rõ ràng thay đổi đột ngột kích thước, khoảng trống bất liên tục thay đổi kích thước hình dạng Do đó, IQI khơng sử dụng để đo kích thước bất liên tục tối thiểu phát Khi chụp nhiều, dấu hiệu nhận dạng ảnh xạ làm hợp kim chì thường dạng chuỗi chữ số mã hóa Các điểm đánh dấu đặt mẫu thử vị trí đánh dấu gần mối hàn thiết lập Khi chụp xong mối hàn, hình ảnh rõ ràng, khác biệt dấu hiệu nhận biết tạo Các điểm đánh dấu nhận dạng phải đặt vị trí để hình ảnh chiếu chúng khơng trùng đè lên hình ảnh vùng quan tâm vật hàn Tất thông tin nhận dạng liên quan đến kiểm tra RT phải thể rõ ràng lâu dài, truy nguyên theo hợp đồng, sở chế tạo, ngày tháng, chi tiết, thành phần, mối hàn đường hàn số phận cần thiết khơng có ẩn khuất khu vực quan tâm Điểm đánh dấu vị trí phải xuất film để xác định vùng chụp Vị trí điểm đánh dấu nhìn viết tay phấn bút màu trực tiếp mẫu để tạo mối tương quan hình ảnh với thân mẫu thử giải đoán giải đoán đánh giá ảnh chụp Theo yêu cầu tối thiểu, code nhận dạng mối hàn phải cho phép ảnh truy tìm mẫu thử phần cụ thể mẫu Dữ liệu thích hợp liên quan đến mối hàn nhận dạng mẫu thử phải ghi vào nhật ký với số nhận dạng tương ứng Điều quan trọng cần lưu ý chụp ảnh phương pháp tra nhạy chiều dày liên kết tăng lên Do đó, phương pháp NDT khác ưu tiên để tra mối hàn mặt cắt dày Xử lí film ảnh Xử lí film chụp ảnh xạ (phơi sáng) thường định thành công hay thất bại phương pháp RT Film xử lí tay người kiểm tra sử dụng xử lí tự động Thời gian thường năm đến tám phút 20 °C (68 °F) Khi nhiệt độ cao thấp hơn, thời gian điều chỉnh cho q trình xử lí ln tạo xạ có chất lượng mong muốn Trong trình xử lí, cẩn thận ln điều cần thiết Bụi, cặn dầu, dấu vân tay, giọt nước cách xử lí thơ tạo dấu sai che NGUYỄN ĐỨC THẮNG dấu thật Các hóa chất sử dụng xử lí, hiện, hãm nước rửa thay đổi lúc mà film xử lí cho thấy bất thường hóa học Giải đốn film ảnh chụp Bước kết thúc trình kiểm tra chụp ảnh RT đánh giá film chụp (ảnh) Việc giải đoán film xác cần thiết; địi hỏi nhiều thời gian để xem xét (đọc) hiểu biết dạng hình ảnh điều kiện khác liên quan đến chụp ảnh công nghiệp Thực tế, đọc film nghĩa đánh giá chất lượng hình ảnh kiểm tra chụp ảnh RT xem có tuân thủ yêu cầu code giải thích cách chi tiết khuyết tật nhìn thấy film Các điều kiện sau quan trọng để giải đoán film tốt: • Độ sáng hình chiếu sáng • Độ đen film • Sự khuếch tán đồng hình chiếu sáng • Ánh sáng phịng đọc • Thị lực (mắt) người đọc film Điều kiện đọc film không tốt dẫn đến thông tin quan trọng khuyết tật film bị bỏ qua Người giải đoán cần hiểu biết trình hàn khác bất liên tục liên quan đến q trình Các bất liên tục khác tìm thấy vật hàn khơng phải lúc dễ phát Ví dụ, thị tròn rỗ, lẫn xỉ tạp chất, nhìn thấy rõ so với nứt, khơng ngấu chồng lấp Vết nứt hàn thường hẹp phát kiểm tra RT trừ định hướng chúng có bề mặt hướng với chùm tia Khơng ngấu điển hình có dạng hẹp thẳng; hướng thẳng so với vết nứt Trong nhiều trường hợp khơng ngấu nằm góc vát mối hàn hai lớp hàn Điều tăng mức độ khó khăn việc xác định tình trạng Người giải đốn có kĩ cao yêu cầu có kiến thức hàn bất liên tục liên quan đến kim loại hợp kim khác nhau, phương pháp chế tạo kỹ thuật chụp ảnh xạ Những kỹ có thơng qua kết hợp đào tạo kinh nghiệm Hầu hết quy tắc yêu cầu người giải đoán phải đáp ứng yêu cầu Thực hành khuyến nghị số SNT-TC-1A (Recommended Practices No) Tiêu chuẩn Đánh giá sát hạch nhận Chứng nhận Nhân viên Kiểm tra Không phá hủy, ANSI / ASNT CP-189 (Standard for Qualification and Certification of Nondestructive Testing Personnel) NGUYỄN ĐỨC THẮNG Thiết bị xem film chụp xạ (hộp đèn) phải đặt khu vực có ánh sáng dịu để giảm độ chói gây nhiễu Nên bố trí mặt nạ để film chiếu sáng mắt người xem bảo vệ khỏi chói sáng Có thể thay đổi có cường độ rọi hộp đèn để phù hợp với film có mật độ khác Giải đốn chụp ảnh xạ kỹ trích xuất thơng tin tối đa từ hình ảnh film Điều địi hỏi đánh giá chủ quan người giải đoán bị ảnh hưởng từ kiến thức người giải đoán về: 1) Các đặc trưng nguồn xạ mức lượng ứng với vật liệu kiểm tra; 2) Các đặc trưng phương tiện ghi nhận để đáp ứng với nguồn xạ chọn mức lượng; 3) Xử lí phương tiện ghi nhận ứng với chất lượng ảnh; 4) Quá trình sản xuất chi tiết, kết cấu sản phẩm cần kiểm tra RT; 5) Loại bất liên tục có khả xảy vật kiểm, khuyết tật xảy vật đúc, rõ ràng, khác với khuyết tật kết cấu hàn; 6) Biến thể ảnh bất liên tục hàm số hình dạng ảnh yếu tố khác; 7) Tiêu chí chấp nhận áp dụng nhằm xác định chấp nhận/ loại bỏ Tiêu chuẩn Kiểm tra không phá hủy – Đánh giá sát hạch chứng nhận nhân NDT – Nguyên tắc chung EN473 (Non–destructive testing – Qualification and certification of NDT personnel – General principles) yêu cầu kiểm tra mắt hàng năm theo thị lực, đặc biệt tầm nhìn khoảng cách gần Người đọc film phải đọc chữ số Jaeger khoảng cách 300 mm mắt, có khơng có dụng cụ hỗ trợ (kính) 3.2.3 Nhận dạng bất liên tục hàn Kiểm tra RT tạo hình ảnh nhìn thấy bất liên tục mối hàn bề mặt bề mặt chúng khác biệt mật độ quang học ảnh xạ so với kim loại có chiều dày thích hợp theo hướng tia xạ Tuy nhiên, q trình khó phát bất liên tục nông vết nứt, rãnh gấp mép tách lớp có hướng khơng hợp với chùm xạ Kiểm tra ngoại dạng VT, thấm lỏng mao dẫn PT hạt từ MT phát bất liên tục bề mặt tốt phương pháp kiểm tra RT, trừ tiếp cận mặt đáy mối hàn để kiểm tra Lẫn tạp chất xỉ wolfram Lẫn (ngậm) xỉ thường tạo hình ảnh mà xuất dạng vùng tối với chiều rộng có hình dạng bất thường Các dấu hiệu tạp chất xỉ thường tìm thấy nhiều mép đường hàn giao diện NGUYỄN ĐỨC THẮNG hàn, minh họa hình 51.11 Trong khí, tạp chất wolfram xuất dạng vùng sáng có độ tương phản cao đốm trắng, wolfram có mật độ vật liệu xung quanh Hình 51.11 — Lẫn xỉ kéo dài đường hàn: a) Ảnh chụp RT; b) Kim tướng Rỗ, lỗ trống Các dấu rỗ xốp xuất dạng khoảng trống gần tròn dễ dàng nhận đốm đen mà độ tương phản ảnh thay đổi theo đường kính Các nốt trống thường thấy dạng phân tán ngẫu nhiên, thành cụm hàng dọc theo đường tâm vùng nóng chảy Ví dụ rỗ trình bày hình 51.12 Hình ảnh biểu thị rỗ kéo dài xuất dạng hình chữ nhật tối trục dài vng góc với hướng tia xạ dạng vòng tròn đồng tâm trục dài song song với chùm tia Hình 51.12 — Rỗ: a) Ảnh chụp RT; b) Kim tương Nứt Các vết nứt, nằm ngang dọc, thường nằm vùng nóng chảy vùng ảnh hưởng nhiệt kim loại Chỉ dấu nứt xuất film dạng đường tối nhỏ có chiều dài đáng kể, hẹp Một số vết nứt NGUYỄN ĐỨC THẮNG hõm hình nhỏ phát Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý vết nứt thường phát chúng nhỏ nằm khơng hợp hướng chùm xạ Ví dụ vết nứt mối hàn thể hình 51.13 51.14 Hình 51.13 — Chỉ dấu nứt mối hàn: a) Ảnh chụp RT; b) Kim tương cho thấy nứt dọc Hình 51.14 — Chỉ dấu nứt dọc vùng ảnh hưởng nhiệt HAZ: a) Ảnh chụp RT; b) Kim tương cho thấy nứt dọc Ngấu khơng hồn tồn Hình ảnh ngấu khơng hồn tồn xuất dạng đường dải tối kéo dài Đôi chúng giống với dấu vết nứt lẫn tạp chất, nên thường hiểu ngược lại Ngấu khơng hồn tồn xảy mối hàn kim loại đường hàn liên tiếp mối hàn nhiều lượt Do cấu hình phẳng nó, ngấu khơng hồn tồn khơng phát hiện, trừ định hướng thuận lợi chùm xạ, hướng chiếu