BỘ XÂY DỰNG
GIÁO TRÌNH
KIEM TRA CHAT LUONG MOI HAN
THEO TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ
NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG
Trang 3LỜI NÓI ĐÀU
Trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa uà đặc biệt là sự phát triển uô cùng mạnh mã của ngành cơ khí chế tạo hiện nay, các hết cấu
được chế tạo bằng liên kết bàn được sử dụng rốt rộng rỗi uà thể hiện
được hiệu quả uê kinh tế, kỹ thuột rất cao Tuy nhiên các kết cấu này vén
có thể mang lại những rủi ro khi sử dụng, nguyên nhân là bởi chất lượng mỗi hàn chưa đảm bảo, chưa được kiểm tra kỹ lưỡng, hoặc hiểm tra chưa đúng phương pháp
Việc kiểm tra chất lượng kết cấu cần phải được thực hiện ngay từ các bước đầu tiên, khi chuẩn bị uật tử, nguyên liệu đến uiệc kiém tra qui
trình, giám sót quá trình thực hiện, tay nghệ của thợ hàn uà chất lượng mối hàn sau khi hàn
Với mong muốn đóng góp một phân nào nguồn tài liệu hàn trong nước phục uụ giảng dạy vd học tập tại các trường dạy nghề Việt Nam, nhóm biên soạn đã nghiên cứu, sưu tâm các tài liệu “rong uờ ngoài nước để biên soạn giáo trình “Kiểm tra chết lượng mối hàn theo tiêu chuẩn quốc tế”, nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng tài liệu của các giáo uiên dạy
nghé va học sinh trong các trường dạy nghệ trên toàn quốc Trong giáo trình có tham khảo các tài liệu su:
- Đảm bảo chất lượng hàn - Nguyễn Đức Thang - ĐHBK Hà Nội Vật liệu học cơ sô - Nghiêm Hùng - ĐHBK Hà Nội
- Tiêu chuẩn Việt Nam, tiêu chuẩn 1S
Trong quá trình biên soạn, nhóm tác giả đã hết sức cố gắng, tuy nhiên do nguôn tòi liệu tiếng Việt còn hạn chế, nên giáo trình chắc chắn không tránh khôi những thiếu sót Các tác giả rất mong nhận được ý biến đóng góp xây dựng của bạn bè, đông nghiệp để cuốn giáo trình ngày càng hoàn thiện hơn Mọi ý đóng góp xin gửi uê:
Cù Xuân Chiêu
hoa cơ khí GĐN Việt Xô số 1
Địa chỉ: Phường Xuân Hòa thị xã Phúc Yên tỉnh Vĩnh Phúc Điện thoại: 02113863056
Trang 4CHUONG TRINH MODUN
KIEM TRA CHAT LUQNG MOI HAN
Mã số môđun: MĐ29
Thời gian môđun: 120h; (Lý thuyết: 30h, Thực hành: 90h)
L VỊ TRÍ, TINH CHAT CUA MODUN
- Vi tri: Médun nay duge bế trí sau khi học xong các môn học, môđun ở giai đoạn 1 và các môn học, môđun giai đoạn 2: MH01- MH12, MĐ20, MÐ23
- Tính chất cha médun: Là môđun chuyên ngành bất buộc
II MỤC TIÊU CỦA MÔĐUN
Học xong médun này người học có khá năng:
- Chuẩn bị đầy đủ các mẫu thử, vật liệu kiểm tra chất lượng mối hàn
~ Mô tả đúng quy trình kiểm tra chất lượng mối hàn
- Sử dụng thành thạo dụng cụ thiết bị kiểm tra
- Đánh giá đúng chất lượng mối hàn sau khí kiểm tra
- Giải thích các quy định an toàn khi kiểm tra chất lượng mỗi hàn II NỘI DUNG MÔĐUN
Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: k Thời gian
Số 'Tên các bài trong médun Lý Thị Kiể
TT Tả ống số thuyết | hành y lực tra* iém
L | Kiểm ta cơ tính mối hàn 20 5 14
2 | Kiểm tra cấu trúc kim loại mối hàn 20 5 14 Kiểm tra độ kín mối hản bằng các
3ˆ | đụng địch chi thi 20 5 14
Kiểm tra kết cầu hàn bằng áp suất
4 | hi nén-nuée 20 5 14
5 | Kidém tra mối hàn bằng tia phóng xa 20 5 14
Kiểm tra mi hàn bằng siêu âm 20 5 14
7 | Kiểm tra kết thúc môđưn 6
Công 120 30 84 6
Trang 5IV DIEU KIEN THUC HIEN MODUN 1) Vật liệu
- Phôi hàn, bình chứa, thùng chứa, các mỗi hàn cần kiểm
- Chất lỏng thẩm thấu, chất chỉ thị màu, chất tâm thực, các loại dung dịch xút tẩy rửa mối hàn - Phim nhựa 2) Dụng cụ và trang thiết bị - Máy thử độ cứng - Kính hiển vi, kính hip - Máy nén khí ¬ Máy chụp tỉa X, tia rơnghen - May vi tinh 3) Học liệu - Đĩa hình - May vi tinh
- May chiéu projector
- Tranh treo tuéng - Gido trình
- Tài liệu hướng dẫn người học
4) Nguân lực khác
- Các cơ sở sản xuất cơ khí,
- Các cửa hàng kinh đoanh vật liệu hàn
V PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ
Dd Kiém tra đánh giá trước khi thực hiện môấun: Được đánh giá qua bài kiểm tra việt, kiêm tra thực hành đạt các yêu cầu của môđun MĐCĐ-23
2) Kiểm tra đánh giá trong khi thực biện môẩun: Được đánh giá qua bài kiểm tra
viết, kiểm tra vấn đáp, thực hành trong quá trình thực hiện các bài học có trong môđun về kiến thức, kỹ năng và thái độ Yêu cầu phải đạt được các mục tiêu của từng bài học có trong môđun
- Kiểm tra sau khi kết thúc môđun
a) Về kiến thức
Được đánh giá qua bai trắc nghiệm tự luận, trắc nghiệm khách quan đạt các yêu cầu sau
- Trình bày đầy đủ quy trình kiểm tra chất lượng mối hàn
- Mô tả đúng các bước chuẩn bị mẫu thử
Trang 6b) Về kỹ năng
Được đánh giá bằng bài kiêm tra thực hành, qua quá trình thực biện, qua chất lượng
của sản phẩm đạt các yêu cầu sau:
- Sử dụng thành thạo các loại dụng cụ thiết bị kiểm tra
- Chuẩn bị mẫu thử đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Phân tích đánh giá chỉnh xác chất lượng mối hàn
- Bố trí nơi làm việc gọn gàng khoa học, an toàn co) Thái độ
- Được đánh giá trong quá trình học tập, bằng quan sát có bảng kiểm thang điểm đạt các yêu câu sau:
- Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc, có tỉnh
thần hợp tác giúp đỡ lẫn nhau
- Cần thận tỉ mi, chính xác trong công việc VI HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN MÔĐUN
1 Phạm vi áp dụng chương trình
Chương trình môđun được sử dụng để giảng dạy cho trình độ cao đẳng nghề, có thể
đào tạo từng môđun cho các lớp học nghề ngắn hạn và chuyển đối nghề 2 Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp giáng dạy môđun
Đây là môđun học sinh được trang bị lý thuyết và thực hành thí nghiệm trong khi đó
cơ sở vật chất để thực hiện thí nghiệm hầu như các cơ sở đào tạo còn thiếu Giáo viên
trước khi dạy cần căn cứ vào nội dung tông quát của môđun và nội dung của từng bài
học chuẩn bị đầy đủ các điều kiện thực hiện bài học lý thuyết và thực hành, còn lại có
thể cho học sinh các đoạn băng hình
Trong quá trình giảng dạy giáo viên dùng phim trong, máy chiếu OVERHEAD,
projector, tranh treo tường thuyết trình về các thiết bị dụng cụ, vật liệu kiểm tra mối
hàn, quy trình chuẩn bị mẫu thử và quy trình kiểm tra
Trong từng bài tập giáo viên thao tác mẫu về sử dụng thiết bị, kỹ thuật kiểm tra Tổ chức học sinh luyện tập chuẩn bị mẫu, chuẩn bị thiết bị dụng cụ, thực hiện kiểm
tra chất lượng mối hàn, theo từng nhóm tổ, số lượng học sinh của từng nhóm tổ, phụ
thuộc vào số thiết bị hiện có
Giáo viên thường xuyên hệ trợ kỹ năng sử dụng máy và đánh giá kết quả
3 Những trọng tâm cần chú ý
Vật liệu, thiết bị, dụng cụ kiểm tra chất lượng mối hàn
Chuẩn bị vị trí làm việc
Xử lý kết quả kiểm tra
Trang 7Bài 1: KIEM TRA CO TINH MOI HAN
Mục tiêu của bài:
Sau khi học xong bài học này người học sẽ có khả năng:
- Vân hành thành thạo các thiết bị kiếm tra độ cứng Brinell, Vickers va Rockwell
- Chuẩn bị mẫu thứ độ cứng đúng kích thước và tiêu chuẩn - Gá lắp mẫu thứ chắc chắn đúng vị trí cần thứ
- Thực hiện công nghệ kiểm tra độ cứng Brinell, Vickers và Rokwell đúng quy trình
- Xử lý kết quả kiểm tra chính xác
- Thực hiện tất công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng
Nội dung của bài Thời gian: 20h (LT: $h, TH:15h)
1.1 MAY KIEM TRA ĐỘ CỨNG (Thời gian:2h)
1.1.1 Khái niệm về đo độ cứng kim loại
Độ cứng là khả năng chống lại biến dạng dẻo cục bộ và có liên quan chat chế đến độ
bén kéo Độ cứng, được xác định bằng cách đo mức độ chồng lại ¡lực Á ân của mỗi đâm có dạng chuẩn lên bề mặt vật liệu Vật liệu chế tạo mũi đâm có thể là thép đã nhiệt luyện
hoặc kim cương, có thể có hình cầu hoặc hình tháp ‘Tai trọng, kích thước của mũi đâm đều được quy định Độ cứng được xác định theo kích thước của vết lõm mũi đâm để lại
trên bề mặt mẫu sau khi bỏ tải trọng Tại chỗ lõm hình thành trạng thái ứng suất nén
khối ba chiều, do đó có khả năng tạo ra biến dang déo tai chỗ vật liệu giòn Nói cách
khác độ cứng là mức độ chống lại lực ấn của mũi đâm có dạng chuẩn lên bề mặt vật liệu Độ cứng của kim loại cơ bản và kim loại mối hàn phụ thuộc vào thành phần hóa học, quá trình nóng chảy và đông đặc khi hàn, biến cứng, nhiệt luyện và nhiều yếu tố khác Vật hàn cần có các giới hạn độ cứng ở ving ảnh hưởng nhiệt và mối hàn, vì nếu vùng này quá cứng, sẽ không đủ đẻo, có thể bị nứt trong quá trình chế tạo hoặc vận hành và tính chống ăn mòn có thể bị giảm
1.1.2 Các phương pháp đo độ cứng kim loại
Ba phương pháp đo độ cứng kim loại thông dụng hiện nay là: - Phương pháp đo dùng thang Đrinell Ký hiệu HB (kG/mm’)
„Mô tả: Dùng tải trọng P (kG) 4 ấn viên bí thép đã tôi có đường kính 2,5; 5; 10mm vào
mẫu vật liệu cân thử trong thời gian 10 đến 30 giây, sau đó đo đường kính của vết lõm
và tính độ cứng theo công thức:
=: (kG/mm?)
Trang 8Điều kiện:
- Bề mặt mẫu thử sạch, phẳng
~ Chiều dày mẫu 8>10h (h - chiều sâu vét lõm)
~ Tâm vết phải cách mép mẫu m > D
- Khoảng cách 2 vết >2D
~ Tải trọng phải đặt êm
- Nếu đường kính vết lõm là d thì phải thỏa mãn: 0,2D<d<0,6D
- Chỉ kiểm tra vật liệu có độ cứng HB<459 P | J qd ⁄ Hình 1.1: Đo độ cứng Brinell
- Phương pháp đo dùng thang Rockwell :
Độ cứng Rockwell được xác định bằng cách ấn tải trọng P vào viên bì bằng thép đã tôi có đường kính 1,587mm tức 1/16” (thang B) hoặc ¡ mũi côn bằng kim cương có góc ở đỉnh bằng 120” (thang C va A) lên bề mặt của vật muốn thử
Tác động chia làm hai giai đoạn: Sơ bộ Pọ = 10kG
Tải trọng chính P = 100kG với bì thép và P = 150kG với mũi côn kim cương (thang
C), P = 60kG (thang A)
Để thử các bề mặt móng người ta dùng phương pháp Super - Rockwell Với phương pháp này, tải trọng sơ bộ Pạ = 3kG, tải trọng chính P = 15kG; 30kG; 45kG Tương ứng các tải trong này các thang độ cứng sẽ ký hiệu 15T; 30T; 45T với bị thép và 15N; 30N; 45N nếu thử bằng mũi côn kim cương
'Yêu cầu với phương pháp thử Rockwell:
- Bề mặt mẫu phải sạch, nhẫn, phẳng, đặt vững sát trên bàn thử
- Nếu mặt thử là mặt cong thì bán kính cong phải lớn hơn 5mm Nếu bán kính < 5 thì
phải tạo ra bề mặt phụ để thử ,
- Chiều dày mẫu phải >10h (b - chiều sâu vết thử)
- Khoảng cách tâm đến mép chỉ tiết hoặc giữa hai tâm phải >2,5mm với mỗi kim
Trang 9A B c Tải trọng nhỏ Pạ Tải trọng nhỏ Pạ thêm tải Tải trọng nhỏ Pạ { trọng chính P; = Tổng tải trọng
Hinh 1.2: Do d6 cing Rockwell
Có nhiều thang đo độ cứng Rockwell, ký hiệu là RA, RB, RC, tuỳ thuộc vào loại và kích thước đầu đo cũng như giá trị lực tác dụng được sử dụng
HRA Carbides, thép tôi cứng bề mặt
HRB Phôi đồng đô, thép mềm, phôi nhôm, gang mềm
HRC Thép, gang cứng, thép tôi hoặc các vật liệu cứng hơn 100HRB HRD Thép mỏng, gang mềm
HRE Gang, nhôm, kim loại ổ bi
HRF Kim loại tấm có chiều đây mỏng
HRG Đồng, phốtpho, beryllium copper, thiếc, chì } } Z x HRM } Kim loại 4 bi mém, nhựa, các vật liệu cực mỏng } } } HRV }
- Phương pháp đo dùng thang Vickers:
Theo thang Vickers — dùng mũi đâm kim cương dạng hình tháp vuông có góc đỉnh là 136”, cách đo tương tự như phương pháp Brinell (hình 1.2)
Độ cứng Vickers ký hiệu bằng chữ HV (kG/mm” )
HV= 1.85442 (trong đó P là tải trọng: đ là đường chéo vết lõm) Đặc điểm của phương pháp thử Vickers:
- Trong khoảng HB < 340 thì HB tring voi HV
- Thử được cả vật liệu mềm và vật liệu cứng, thử được lớp thấm mỏng sau khi thấm C, thám N, tôi
- Vì chiều sâu th~ 1/7 nên thử được cá chỉ tiết rất mỏng (đến 0,3mm)
- Yêu cầu khi thừ Vickers: Mặt phải phẳng nhẫn; chiều dày mẫu chỗ thử >],5d; khoảng cách đến mép vật và các vết khác > 2,5đ; thời gian tác động không nhỏ hơn 10s
Trang 10Khớp bản lệ le: HH, Mav 3 Cơ cấu ° thời gian d Tà Bán đặt mẫu Hình 1.3: Đo độ cứng Vickers
Bang 1.1: Bang chon tai trọng theo chiéu day
và độ cứng chí tiết phương pháp Vickers Độ cứng HV Chiều day mau 25-50 50-100 | 100-300 300-900 Tải trọng P (kG) 0,3-0,5 - - - 5-10 0,5-1 - - 5-10 10-20 1-2 5-10 5-10 10-20 10-20 2-4 10-20 20-30 20-50 20-50 >4 20-50 30-50 >50 50-120 1.1.3 Máy đo độ cứng kim loại
Trong thực tế có sử dụng rất nhiều loại máy khác nhau để đo độ cứng kim loại, sau
Trang 1112
1, Máy đo độ cứng Rockwell Model: Fr — le
Ưu điểm: Dễ sử dụng, độ chính xác cao, sử dụng rộng rãi
Khả năng: Máy đo độ cứng thép sau khi tôi
Ứng dụng: Ngành cơ khí chế tạo, khuôn mẫu
2 Máy đo độ cứng Microviker Model: FM — 800 Ưu điểm: Dễ sử dụng, độ chính xác cao
Khả năng: Máy đo độ cứng thép sau khi tôi, thấm C, thấm Ni tơ
Ứng dụng: Ngành cơ khí chế tạo, khuôn mẫu, linh kiện điện tử
1.1.4 Máy đo độ cứng kim loại TH160
- Thiết bị được phát triển từ Model TH140 - Bộ nhớ có thế lưu từ 240 tới 1000 nhóm đữ liệu
- Tự động nhận dạng đầu thử và hướng kiểm tra
- Chức năng đặt ngày giờ; tự động khóa
- Tích hợp máy in nhiệt, in tất cả kết quả kiểm tra và các chương trình cũ lưu trong máy - Pin Lithium, đèn và chuông cảnh báo pin yếu -
- Chức năng Dataview (hiển thị đữ liệu) để thao tác trên máy vi tính PC
- Phần mềm dữ liệu, đặt các giới hạn trên - dưới và chuông cảnh báo
- Phầm mềm kết nối với PC
- Màn hình LCD có đèn nền hiển thị các chức năng và thông số đo
~ Hiển thị trực tiếp các thang do d6 cimg HRB, HRC, HV, HB, HS, HL
~ Chuyên đổi ra sức bền kéo (U.T.S) đối với tắt cả các vật liệu bằng kim loại
- Pham vi do rong
Trang 12Bang 1.2: Pham vi do cia may kiểm tra độ cứng TH160 Vật liệu đo Thang đo D/DC HRC 20 - 68,4 HRB 38,4 - 99,8 , HRA - Thép/ gang HB 81-654 HV 81-955 HS 32.5 - 99,5 HRB 46,5 - 101,7 Inox HB 85 - 655 HV 85 - 802 cw st HRC 20,4 - 67,1 HV 80 - 898 HRC - GC Sat HB 93-334 HV - HRC - NC Sit HB 131 - 387 HV - C Nhôm HB 19 - 164 HRB 23,8 - 84,6 Đồng thau HB 40-130 HRB 13,5 -95,3 Thiéc HB 60 - 290 Đồng đỏ HB 45-315
1.2 CHUÁN BỊ MẪU THỬ ĐỘ CỨNG (Thời gian: 2h)
Đo độ cứng trong mối hàn thường được thực hiện theo thang Vickers vì có dải đo
rộng, mặt khác do đầu mũi đâm rất nhỏ nên có thể đo được lớp rất mỏng và diện tích
nhỏ Thường áp dụng tiêu chuẩn EN ISO 6507-1, EN ISO 6506-1 hoặc BS EN ISO
9015-1:2011 với lực tác động là 49N hoặc 98N (HVS hoặc HV 10) tuỳ thuộc vào vật liệu thử như thép, hợp kim nickel Phép đo được thực hiện trên lát mài ngang của liên
két han theo hai hướng vuông góc: theo trục mối han và đọc theo đường hàn song song với bề mặt trên và dưới của tắm Mẫu thử độ cứng được cắt ra từ các liên kết bằng phương pháp gia công không sử dụng nhiệt, tránh hiện tượng chai cứng bề mặt làm kết
quả đo độ cứng không chính xác, các phương pháp được sử dụng như cưa, cắt đây
Tùy theo kích thước của bàn máy đo độ cứng được sử dụng mà cắt phôi theo kích thước phù hợp với kích thước bàn máy Bề mặt cần kiểm tra phải được chuẩn bị đúng cách, để
đo chính xác các vết lõm có thể thu được trong những khu vực khác nhau của các
môi hàn
Trang 13Các kết quả được trình bày dưới dạng thay đổi độ cứng theo tiết điện Trên hình 1.6
chỉ ra vị trí và trình tự đo độ cứng, từ đó đánh giá được chất lượng mối han Kết quả đo độ cứng cho nhiều thông tin để đánh giá quy trình hàn đối với các loại vật liệu Nếu có quá nhiều martensite thì trong khi hàn tại vùng ảnh hưởng nhiệt sẽ tạo thành các tiểu
vùng rất cứng do đó thường bị nứt Theo R Mũller các loại thép carbon thấp (có tính
hàn tết) vẫn có thể bị nứt dưới đường hàn nếu độ cứng vượt quá 400HV a Ñ 122 TL K IN A ZA a) " b) 9) mm „| 050.10 to 13/2 b ak ° g h)
Hình 1.6: Chuẩn bị mẫu thứ độ cứng (mặt cắt ngang)
a) Han gidp moi hàn một phía; b) Hàn giáp mối hàn hai phía vất chữa V; ©) Hàn giáp mỗi hàn hai phía vát chữ X; 4) Hàn giáp mối có hàn lót TÌG
ef) Hàn góc hàn một lớp; &.h) Hàn góc hàn nhiều lớp 1.3 KỸ THUẬT THỨ ĐỘ CỨNG (Thời gian: 6h)
Thử độ cứng của mỗi hàn được thực hiện theo trình tự như sau:
- Bước 1: Chọn máy thử
- Bước 2: Chuẩn bị mẫu thử
- Bước 3: Hiệu chỉnh thiết bị
- Bước 4: Do và đọc kết quả
Trang 141.3.1 Chọn phương pháp thir - chon máy thir
1.3.2 Chuẩn bị mẫu thử
1.3.3 Hiệu chính thiết bị
Điều kiện chung:
Trước khi sử dụng một máy kiểm tra độ cứng Vickers, cần kiểm tra để đảm bảo rằng nó được lắp đặt đúng theo hướng dẫn của nhà sản xuất Đặc biệt, cần kiểm tra:
a) Pittông giữ đầu đo có khả năng trượt trong rãnh dẫn hướng của nó b) Bộ phận giữ đầu đo được liên kết chắc chắn trong pittông;
c) Lực kiểm tra để khi nén mà không sốc, hoặc rung động trong các lần do mà số đo
không bị ảnh hướng
đ) Nếu hệ thống đo lường được tích hợp với máy tính:
- Sự thay đổi khi loại bỏ các lực nén để chế độ đo không ảnh hưởng, đến số đo - Sự chiễu sáng không ảnh hưởng đến số đo
~ Trung tâm của đầu đo là ở trung tâm của phạm vi xem nếu cần thiết
Các thiết bị chiếu sáng của kính hiên vì đo lường được tạo Tả ánh sáng đồng nhất tại các khu vực quan sát và độ tương phản tôi đa giữa đầu đo và bê mặt xung quanh
1.3.4 Đo và đọc kết quá
Tùy thuộc vào đạng liên kết, chọn các vị trí cần đo theo hình đưới đây:
—†<?
~ Đưởng ấn song song -†71⁄4`Với đường chảy Nốt đầu tiên 4
Trang 151.4 XỬ LÝ KÉT QUÁ (Thời gian: 8h)
Sau khi đo và đọc, kết quả được ghi lại theo mẫu báo cáo dưới đây:
MAU BAO CAO THU BO CUNG MOI HAN Loại thử nghiệm độ cứng: Loại vật liệt Quy trình hàn: Được phép sử dụng/không: Cần xử tý nhiệUkhôn Ghi chú:
1.5, AN TOAN LAO BONG - VỆ SINH PHÂN XƯỞNG (Thời gian: 2h)
Trong quá trình kiểm tra độ cứng mỗi hàn phần chuẩn bị kết cấu hàn để thử phải sử dụng các phương pháp như: Cắt phôi bằng máy cắt đá, cất phôi băng máy cắt dây và sử
dụng điện vì vậy phải chú ý các công tác an toàn sau đây: 1.5.1 An toàn khi sử dụng máy cắt đá
- Yếu tố nguy hiểm:
+ Điện giật;
+ Bụi kim loại, bụi đá; mảnh đá, phôi kim loại văng, bắn; + Rung, ồn
- Yêu cầu an toàn chung:
+ Không sử dụng máy cắt khi không có bộ phận che chắn động, không có cơ cầu kẹp
gitt vat cat
+ Trước khi làm việc phải kiểm tra độ bắt chặt, tình trạng của đĩa đá; hệ thống dây
điện được đảm bảo an toàn,
+ Chỉ được tiên hành cắt sau khi đĩa cắt quay đạt tốc độ tối đa và không có hiện
tượng rung, lắc, đảo đĩa ;
_ + Khí cắt, việc tiếp cận lưỡi cắt với vật cắt phải từ từ; tốc độ cắt (độ sâu ăn dao - đĩa
căU không được quá lớn;
+ Khi cắt không được ngồi thẳng, đối điện với đĩa cắt;
+ Không được sử dụng đĩa cát dé mài ba via cũng như để mài dụng cụ;
+ Không được sử dụng bất cứ vật gì để phanh hãm, ngừng máy;
+ Phải sử dụng đúng phương tiện bảo hộ lao động khi vận hành máy
1.5.2 An toàn khi sử dụng máy cắt dây
a) Hệ thống gia công phóng điện đối với người sử dụng và môi trường đều có thể tạo ta nguy hiém Các nguy hiểm có thể xảy ra cụ thể như sau:
Trang 16- Làm việc khi điện áp cao có thể tạo ra giật điện đối với người thao tác và người
quan sát
- Trong môi trường của hệ thống nảy hoặc hệ thống quạt thông gió qua dây cắt đò điện có thê tạo ra hỏa hoạn
- Trong quá trình gia công phóng điện có thể tạo ra dạng khí độc
- Trong qua trinh gia cong, các phế liệu của sản xuất có thể gây ô nhiễm môi trường, ô nhiễm đất hoặc nước ngầm
- Nhiễu điện từ sinh ra có thể tạo ra nhiễu đối với mạng điện và điện không đây, đối với người tạo ra các bức xạ điện từ có hại
- Các công cụ linh kiện máy và các vật công tác va chạm có thể tạo ra thương tên cho người thao tác
- Các nguy hiểm trên thông qua hệ thống thiết kế có áp dụng các biện \ phap bao hé an toàn mà giảm thiểu được rất nhiều, nhưng không thể loại bỏ được tận gốc, vì vậy người thao tác khi sử dụng phải phát huy trình độ cao nhất để giảm thiểu thấp nhất các
ảnh hưởng
b) Các mục cần chủ ý:
Khi thao tác cần nghiêm chỉnh tuân thủ các quy định sau:
- Nghiém chỉnh thực hiện các thao tác bảo vệ và hướng dẫn sửa chữa bảo dưỡng của nhà sản xuất, trước khi mở máy cần phải đọc kỹ các quy định có liên quan đến thao tác lắp đặt và hệ thống an toàn
~ Chỉ những người đã được tiếp thu đào tạo tương ứng hiểu về nguy hiểm của ngành gia công này mới được thao tác bảo dưỡng và sửa chữa máy gia công phóng điện
- Thực hiện các chế độ phòng tránh sự cố có liên quan và các điều lệ an toàn khác
c) Pham vi str dung bao dam
Déi với chất liệu dẫn điện phải chế tạo thiết kế xung điện tiêu chuẩn, đối với các đối
tượng khác sử dụng đều không phù hợp Sử dụng không thích đáng bao gồm các tình
huống sau (nhưng không chỉ giới hạn có như vậy)
- Tự động tiến hành sửa chữa thay đổi phần mềm hoặc hệ thống mạch điện
- Gia công ngồi vùng gia cơng của máy cung cấp, hoặc gia công vượt quá tải trọng
cho phép
- Thiết bị ngoại vi như công cụ kẹp không đúng
- Trong các tình trạng thiết chế đoàn mạch, mắt hiệu lực, không vận hành được mà vẫn tiên hành thao tác với máy
d) Thiết chế bảo vệ hệ thông:
Máy có phối hợp với các loại cách thức bảo vệ, để giúp đỡ phòng tránh các biện tượng dưới đây xảy ra:
- Giật điện:
+Tủ điện ding vít đóng kín Công tắc tổng ngudn điện trên tủ điện có thể dùng ngắt điện nguồn hệ thống
Trang 17+ Công tắc dừng máy khẩn cấp màu đỏ trên bảng điều khiển tủ điện, bảng thao tác
máy có thê đóng ngắt nguồn điện
“+ Chú ý: khi công tắc tổng nguồn điện và công tắc dừng máy khẩn cấp tắt, vẫn còn
một số bộ phận mang điện + Công tắc khóa
+ Giữa máy điện của máy và cửa di động có công tắc cửa, khi cửa mở nguồn điện
của máy tự động ngất
+ Chỉ có trụ nhỏ ngắt điện trên công tắc cửa kéo hướng ra ngoài mới có thể hợp lại điện nguồn Khi đó máy điện mang điện, vẫn cho phép kỹ thuật kiểm tra
- Báo vệ bắn xung quanh:
Trong khi hru lượng bắn phủ hợp có thể đảm bảo thải mạt trong khe lửa điện bình thường Làm nguội và cắt đều trong trạng thái tốt Hơn nữa hình thái, viền cắt của vật gia công, vật cất cố định trong khi gia công đều có thê xuất hiện nước bắn xung quanh
+ Bộ phận tránh bắn xung quanh
Trụ đứng có lắp tắm nghiêng: trên dưới giá dây va bang thao tác điện có nắp che bảo
hộ để tránh nước bắn xung quanh Trước sau, trái phải của mặt bản thao tác đều có lắp kính tránh bắn nước
+ Trước khí gia công phóng điện cần lắp chụp bảo vệ và tắm bảo vệ để chống bắn xung quanh Đồng thời, lưu lượng dung dịch xả không được chọn quá lớn, để tránh lượng nước băn xung quanh
- Bao vé va dap:
+ Đối với máy trong khi vận hành ống dây vượt quá hành trình, có thể do công tắc giới hạn vị trí sẽ ngắt điện nguồn để không được vượt quá hành trình hạn định Ngoài ra may có thể sử dụng nhiều loại công cụ kẹp Người thao tác khi sử dụng các công cụ kẹp này cần phòng tránh vô điều kiện phát sinh sự cố va đập Khi lắp đặt công cụ kẹp, cân phải chú ý khả năng các hướng trục vận hành phát sinh va đập
+ Người thao tác không được đặt tay, công cụ, hoặc vật vào trong bàn thao tác của máy để tránh khi các trục vận hành phát sinh va đập
- Loại bỏ nhiễu điện từ:
+ Hệ thống gia công điện có thể gây nhiễu đối với một số đề điện gia dụng, nhưng
phải trong trường hợp đặc biệt mới cần loại bỏ máy này
+ Sử dụng phương pháp dưới đây có thể phòng tránh bức xạ sản sinh ra đối với vùng gia công và trong lưới điện
+ Vị trí lắp đặt máy cần phải tránh xa các máy phát xạ và hấp thụ, để tránh tao ra nhiễu đối với mạch điện, máy tính và các phần mềm khác
+ Vị trí lắp đặt tốt nhất là trên bệ nền, không lắp đặt trên mặt đất
+ Lắp đặt tốt nhất là trong kiến trúc bê tông, không nên lắp đặt trong kiến trúc gỗ - Hệ thông dây dẫn:
+ Trong quá trình gia công, tốc độ dây điện cực đạt tới 10m/s nên cực kỳ nguy hiểm,
Trang 18+ Khi lên day, nếu sử dụng cản lắc cuỗn đây thủ công, thì sau khỉ cuốn đây kết thúc
cần thu lại cán lắc, để phỏng tránh khí quay điện chạm vào cán lắc sẽ văng ra làm bị
thương người vận hành - Biện pháp phòng tránh:
+ Khi gia công tất cả chụp và tâm an toàn đều phải được lắp đặt vào dúng vị trí
+ Sau khi công nhân chuẩn bị vận hành xong, bộ phận an toàn trở lại vị trí cũ mới có
thể bất đầu gia công
+ Nếu không tuân thủ các nguyên tắc an toàn, nếu xảy ra sự cố nhà xưởng sẽ khêng chịu trách nhiệm
- Yêu cầu vị trí an toàn:
+ Với máy kỹ thuật chính xác cao, lựa chọn vị trí an toàn là vô cùng quan trọng Độ chính xác của lính kiện phụ thuộc vào yếu tổ này
+ Rung động: Không nên đặt hệ thống này trên nên gần kể với nơi có nguồn rung động
+ Bui: Hệ thống này cần phải được lắp đặt ở phòng không có bụi Máy nên cách xa các thiết bị sinh ra mạt cất, ví dụ: bụi của thiết bị gia công đá dễ tạo ra hiện tượng đoàn mạch trong linh kiện của mảng điều khiến, Các hạt bụi của máy mải có thê làm
mai mon 6 bi, ray dẫn và bàn thao tác
~ Dung dịch gia công:
Dung dich gia công thường được sử dụng là Ì oai dung dich nhũ hóa dây cắt (tắm), nên sử dụng loại dung dịch nhũ hóa DX-I hoặc DX-H, phối hợp nông độ là 10%-20%, và yêu cầu một tuần nên thay dung dịch gia công một lần
- Xử lý bụt:
+ Xử lý dung dịch làm việc: trong quá trình xung điện cắt, các hạt kim loại trong khi làm việc Sẽ bị rơi vào dung địch gia công, các hạt kim loại này có hại rất lớn đến môi trường, cần phải xử lý để đảm bảo vệ sinh môi trường
+ Xử lý dây molip đen phế liệu: Dây molip đen phế liệu đã qua sử dụng có thể đưa vào bộ phận thu hồi xử lý
Trang 19Bai 2: KIEM TRA CAU TRUC KIM LOAI CUA MOI HAN
Mục tiêu của bài:
Sau khi học xong bài học này người học sẽ có khả nding: ~ Trình bày các loại dụng cụ, thiết bị chuẩn bị mẫu thử đây đủ
- Chuẩn bị mẫu thử đúng kích thước, đảm bảo yêu câu kỹ thuật
- hận biết các chất tẩm thực phù hợp với tính chất của kừm loại
- Sử dụng các loại kính hiển vì, kinh hip thanh thao
- Đọc chính xác các thông số về độ hạt kừn loại trên thiết bị đo
- Đánh giá chính xác chất lượng của mối han
- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng
Nội dung của bài Thoi gian: 20h (LT: Sh, TH:15h)
2.1 PHƯƠNG PHAP CHUAN B] MAU THU (Thai gian: 6h)
2.1.1 Cơ sở của phương pháp
Phương pháp kiểm tra cấu trúc kim loại trước được gọi là phương pháp kim tương
trong ngành kim tương học, sau này khi nghiên cứu sâu hơn về từ ngữ được phiên địch
là kim tướng học, hay kim loại học, kim thuộc học
Ở Việt Nam kim tướng học được hiểu như một phương pháp nghiên cứu tổ chức kim
loại thông qua ảnh tổ chức nhận được trên kính hiền vi hoặc các công cụ quan sát khác Có 2 phương pháp kim tướng là: Phương pháp kim tướng định tinh va kim tướng định lượng Kim tướng định lượng có thể thực hiện bằng các công cụ thô sơ (thước đo, lưới ô vuông, v.v ) hoặc trên thiết bị chuyên dùng có máy vi tính,
Kiểm tra cấu trúc được thực hiện trên mối han theo từng phần trên các loại kết cầu khác nhau, các phần cần kiểm tra cấu trúc mỗi hàn gồm: mặt trên mỗi hàn; mặt trước tổ chức đông đặc; mặt cắt ngang mối hàn; mặt cắt đọc mối hàn
Kiểm tra cấu trúc mối hàn mục đích để kiểm tra: Đặc tính kết cấu, cấu trúc đông đặc,
khuyết tật mối han, sy co ngét khi đông đặc, vết nứt, rỗ xi, dé xốp, đặc tính nhánh hình
cây Mẫu thử được chuẩn bị theo qui trình sau: Chọn mẫu, cắt mẫu, mài thô mẫu, đánh
bóng mẫu, tâm thực, quan sát trên kính hiển vỉ, đánh giá kết quả, báo cáo kết quả
2.1.2 Chuẩn bị mẫu thứ
Mẫu thử là một phần mối hàn, chuẩn bị các phần kim loại mối hàn đòi hỏi các biện
pháp tương tự như đối với vật liệu đúc và rèn
Mẫu thử phải được loại bỏ các hiệu ứng nhiệt vì Vậy quá trình lấy mẫu thường
được thực hiện bằng phương pháp cắt bằng đá cắt, cắt dây hoặc các phương pháp cắt
Trang 20
không sử dụng nhiệt khác Phần chuẩn bị sau đó phải được thực hiện để duy trì mặt
phẳng của từng phần, đặc biệt là phần được sử dụng cho các phép đo như khu vực hạt, độ sâu của nóng chảy hoặc tỷ lệ hại Liên kết của vật liệu được kiểm tra nhờ phương pháp đo lường định lượng Mặt trên Mặt trước tổ chức đông đặc Mặt cắt dọc one,
Mat cat ngang ey
Hình 2.1 Chuẩn bị mẫu thứ cầu trúc kim loại mối hàn
2.2 CHAT TẮM THỰC (Thời gian: 2h)
Có ba chất tắm thực chính cho gang vả thép (xem bang 2.1)
a) Chất tắm thực có tên gọi là "Nital" gồm 4% HNO; trong cồn đùng để làm hiện rõ
phân giới hạt ferit, perlit, xementit, được sử dụng ở nhiệt độ trong phòng
b) Chất tắm thực thứ hai có thành phần gồm 2% NaOH, 2g axit pieric trong 75ml nước Được dùng trong khoảng 60 đên 100°C đề nhuộm rð mẫu của xementit
e) Chất tâm thực thứ ba dùng để phát hiện ra tổ chức phosphit trong gang, thành phần
gồm 10g KOH, 10gKCN trong 100ml nước cất
Bảng 2.1 Các dung dịch tâm thực thông dụng
Thành phần dung địch Công dụng Ghi chi
4% axit HNO trong cồn Gang, thép cacbon Tất cả đều sử
4% axit picric trong cồn Gang, thép cacbon dụng sau - Dung dich picrat natri Phân biệt ferit với xementit khí pha 24 giờ
20cmˆ HCI đậm đặc + 5g CuSOx + 20cm` HạO | Thép bền nóng
Dung dịch 3 phần HCI và một phan HNO3 Thép không rỉ Dung dịch 0,5% HF trong nước Hợp kim nhôm
1% HF + 2,5% HNO++ 1,5% HCI + 95% HạO _j Hợp kim nhôm 3% FeCla trong dụng dich 10% HCI Hợp kim đồng
2-4% HNO} trong cồn Babit và hợp kim magiê
Trang 21
2.3 KỸ THUẬT KIỀẾM TRA CẤU TRÚC KIM LOẠI (Thời gian: 4h)
2.3.1 Đồ dùng thiết bị kiểm tra
- Chuẩn bị mối hàn cần kiểm tra ~ Một bộ giấy nhám để mài
- Tắm kính phẳng để kê giấy nhám
- Máy mài bóng kim loại (có da mài và bột mài) hay máy đánh bóng điện phân - Dung dịch tắm thực (với thép, gang dùng 4-5% HNO;¿ trong côn)
- Bông thấm nước, giấy thấm - Đèn sdy hay máy sấy mẫu - Kính hiển vi kim loại học
2.3.2 Chuẩn bị mẫu thử
2.3.3 Cắt mẫu 2.3.4 Mài mẫu
Quá trình này tiến hành trên giấy nhám từ cỡ hại thô nhất cho đến mịn nhất Với tiêu chuẩn Việt Nam, giấy nhám từ thô đến mịn có các số thứ tự như sau: 3, 2, 1, 0 và 00
Giấy nhám được đặt lên tắm kính phẳng để tạo mặt phẳng khi mài Khi mài mẫu phải ăn
đều trên giấy nhám, bề mặt mẫu phải luôn song song với giấy nhám Trong quá trình
mài chỉ cho phép mẫu tiếp xúc với giấy nhám theo một chiều nhất định đẻ tránh bị vẹt
mẫu Ân mẫu nhẹ và đều tay để tránh vết xước quá sâu khó tây sạch ở lượt mài sau Nếu
mặt mẫu đã phẳng, các vết xước song song nhau và tương đối đều thì chuyển sang mài ở giấy nhám mịn hơn Khi chuyển sang giấy nhám mới thì xoay mẫu đi 90° để cho các vết xước mới vuông góc với các vết xước cũ Tiếp tục mài hết các vết xước cũ cho đến
khi mặt mẫu phẳng, các vết xước mới mịn hơn, song song theo một hướng thì chuyển
sang tờ giấy nhám mới Quá trình cứ tiếp tục như vậy cho đến tờ giấy nhám cuối cùng
Mài thô đạt yêu cầu khi: Các vết xước trên mẫu phải rất mịn, đều đặn và Song song nhau, mặt mẫu thật phẳng và vuông góc với trục mẫu (trường hợp mẫu hình trụ) Lúc
này ta chuyển sang mài bóng, trước khi mài bóng dùng bông rửa sạch mẫu bằng nước 2.3.5 Đánh bóng
Trong thực tế có thể dùng nhiều phương pháp đánh bóng khác nhau: Đánh bóng cơ
học, đánh bóng cơ hoá học và đánh bóng điện phân Thường sử dụng đánh bóng cơ học
và đánh bóng điện phân 4) Đánh bóng cơ học:
Được tiến hành trên máy đánh bóng Máy đánh bóng gồm có một đĩa mài được bọc một lớp da hay vải bông mịn và được quay bởi động cơ điện Đẻ tăng cường quá trình
đánh bóng, miếng đạ luôn được tẩm ướt bằng dung dịch mài (dung dich AbO3 hay
CraO3) Thường dùng AlạO vì có màu trắng, sạch sẽ
Nếu đánh bóng không có cơ cấu tự động giữ mẫu thì phải mài bằng tay Cảm chắc
mẫu và ấn nhẹ lên đĩa mài sao cho các vết xước của mẫu đều hướng về tâm của đĩa
Trang 22Thường xuyên cho dung dịch mài vào lớp dạ để mài nhanh hơn và mẫu không bị nóng
lên Quá trình đánh bóng tiến hành cho đến khi không còn vết xước nào trên mặt mẫu
nữa Không nên mài bóng quá lâu vì sẽ làm bong các thành phần tổ chức như: graphit, cacbít, tạp chất phi kim loại v.v
Đánh bóng đạt yêu cầu khi: mặt mẫu sáng như gương và không còn vết xước Rửa
sạch mẫu bằng nước và cồn, say khô để chuẩn bị tam thực b) Đánh bóng điện phân:
Phương pháp đánh bóng điện phân hiện nay được sử dụng khá rộng rãi Nó có ưu
điểm hơn đánh bóng cơ học là: Thời gian ngắn hơn và không làm thay đổi tổ chức ở bể
mặt mẫu Sơ đồ đánh bóng điện phân như hình 2.2
Mẫu đánh bóng được nối với cực đương của nguồn điện một chiều và nhúng trong dung dịch điện phân Cực âm là kẽm hay niken nằm cách mẫu một khoảng nhất định
Với mật độ dòng điện đủ lớn đối với từng kim loại và hợp kim nhất định, thì phần nhấp
nhô của mẫu sẽ bị hoà tan, do vậy bề mặt của mẫu sẽ phẳng và bóng Một số chế độ đánh bóng điện phân thông dụng tra ở bảng 2.2
Trang 232# ~ | ———
Tình 2.2: Sơ đồ đánh bóng điện phân
1 - mẫu đánh bóng; 2 - điện cực âm; 3 - dung địch điện phân
2.3.6 Tâm thực
Sau khi đánh bóng đưa mẫu lên kính hiển vi kim loại học quan sát ta chỉ thay một nên sáng đều vì mặt mẫu phẳng phản xạ ánh sáng như nhau Trường hợp này chỉ dùng để nghiên cứu tạp chất phi kim loại, graphit va chỉ trong kim loại hay vài loại pha khác,
Muôn nghiên cứu nền kim loại (tổ chức tế vi) phải tẫm thực mẫu Tâm thực là quá
trình ăn mòn bề mặt mẫu bằng các dung dịch hoá học thích hợp gọi la dung dịch tâm thực Có thể nhúng bễ mặt mẫu vào dung dịch tắm thực hay dùng đũa thuỷ tính quấn bông lấy dung địch bôi lên bề mặt mẫu Thời gian tắm thực phụ thuộc tô chức và trạng
thái của mẫu nghiên cứu
Với thép và gang ở trạng thái cân bằng thời gian tam thực từ 10 đến 15 giây Thông thường thời gian tâm thực xác định theo kinh nghiệm, khi thấy bề mặt mẫu từ nền sáng
bóng chuyển sang mờ đục là được Khi tắm thực các pha trong hợp kim bị ấn mòn với
các tốc độ khác nhau, nên tạo thành các nhấp nhô rất nhỏ trên bề mặt mẫu Vì vậy khi
đưa lên kính hiển vi do Sự phản xạ ánh sáng khác nhau trên bề mặt mẫu ta thấy được tổ chức cần nghiên cứu
Khi tẩm thực có thể xảy ra hai trường hợp:
- Tam thực quá non: Mặt mẫu chưa hiện rõ các tổ chức do thời gian tâm thực quá
ngắn Cần đánh bóng và tắm thực lại với thời gian đủ
- Tầm thực quá già: Bề mặt mẫu đen xạm, không thấy rõ tổ chức, do thời gian tâm
thực quá đải Cần đánh bóng và tắm thực lại với thời gian vừa đủ
Sau khi tam thực xong rửa mẫu bằng nước sạch và bằng cồn Sau đó sấy khô bằng đèn say hay may say Cac dung dich tam thực cho ở bang 2.1
2.3.7 Quan sát mẫu trên kính bién vi
- Sơ lược về cấu tạo và sử dụng kính hiển vị:
Kính hiển vi là công cụ chủ yếu để nghiên cứu kim loại và hợp kim Do vậy, việc
hiểu rõ nguyên lý làm việc và sử dụng kính hiển vi là yêu cầu cần thiết đối với các nhà vật liệu học Kính hiển vi có thể phân chia thành hai nhóm lớn: Kính hiển ví sinh vật (làm việc với ánh sáng xuyên thấu qua mẫu) và kính hiển vi kim loại học hay kính hiển vi khoáng
vật (làm việc với ánh sáng phản chiếu trên bể mặt mẫu)
Trang 24a) Độ phóng đại:
Độ phóng đại của kính hiển vi là tích số độ phóng đại của vật kính và thị kính Nếu ký hiệu Lx là độ phóng đại của kính hiển vi, Lụ là độ phóng đại của vật kính và L¿ là độ phóng đại của thị kính, ta có:
L =Ly.U
Trong kính hiển vi MIM - 7 và MIM - 8M của Nga thì vật kính không ghí độ phóng đại mà ghi tiêu cự (F) và khâu số (A) Muốn chọn độ phóng đại ta phải tra bảng Còn lại đa số các kính hiển vi đều ghi độ phóng đại trên vật kính va thị kính Tuy nhiên, ta vẫn có thể tính độ phóng đại của vật kính theo khẩu số Theo kinh nghiệm giới hạn đưới của độ phóng đại là 500A và giới hạn trên là 1000A Ví dụ với vật kính có A = 0,30 thì khả năng quan sát tốt của nó khi độ phỏng đại từ 150 lần đến 300 lần Trên cơ sở đó chọn thị kính cho phủ hợp với độ phóng đại trên
b) Kha nang phan ly va khẩu số:
Khả năng phân ly của kính hiển vi là khá năng phân biệt rõ hai ảnh của hai điểm gần nhau trên mẫu quan sát, Đây là đặc tính quan trọng của vật kính Miệng vật
kính chính là đáy của chùm tỉa sáng hình nón có đỉnh
xuất phát từ một điểm trên bề mặt mẫu quan sát Nếu
vật kính có thể nhận được chùm tia sáng hình nón Lạng kín
rộng (nghữa là vật kính có khâu số lớn) tức là khả năng trước của vật phân ly của nó cũng càng lớn Xác định khả năng phân ly theo công thức: get ek nsing A trong đó: d - khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm mà ảnh của nó có thé phân biệt được ở kính hiển vi; 2 - chiều đài bước sóng; n - hệ số khúc xạ (chiết xuất); ơœ - nửa góc mở của chùm ánh sáng hình nón; A - khẩu số của vật kính
Nếu đùng ánh sáng chiều xiên trên mặt mẫu, có thể tăng khả năng phân ly lên hai lần
(tức là đ giảm di hai lin) vad = N2A
Từ công thức trên đây ta thấy:
- Bước sóng càng ngắn thì khả năng phân ly càng lớn (d cảng nhỏ)
~ Hệ số khúc xạ càng lớn, khả năng phân ly cảng lớn (trong thực tế sử dụng vật kính
dầu để làm tăng hệ số khúc xạ)
~ Góc mở œ cảng lớn thì khả năng phân ly cảng lớn Trong thực tế góc mở 2œ < 140°
nên œmax = 70° và sing = 0,94 Vậy dmax với vật kính khô là nsinœ = 1x0,94 = 0,94 Với
vật kính dầu là: 1,51.0,94 = 1,42
Trang 25©) Một số khuyết tật của thầu kinh trong kinh hiển vĩ:
Để tăng cường khả năng phân ly của kính hiển vi, ngồi việc tính tốn chính xác,
cần phải loại trừ các khuyết tật của thấu kính quang học Các khuyết tật chính của thấu kính là cầu sai và sắc sai
- Cầu sai: Là hiện tượng khúc xạ khác nhau của những chùm ánh sáng đi qua giữa
thấu kính và rìa thấu kính Hiện tượng cầu sai làm cho ảnh quan sát không được nét
Các biện pháp khắc phục:
Dùng màn chắn để chỉ cho những chùm tia sáng giữa đi qua thấu kính Nhưng màn
chắn sẽ làm giảm độ sáng của ảnh quan sát
Dùng vật kính phức tạp gồm thấu kính hội tụ và phân kỳ ghép vào nhau Hiện tượng
cầu sai của chúng là ngược nhau nên sẽ triệt tiêu nhau
- Sắc sai: Là hiện tượng khúc xạ khác nhau của các ánh sáng có bước sóng khác nhau, ánh sáng tím khúc xạ mạnh nhất, ánh sáng đỏ khúc xạ yếu nhất Do hiện tượng
sắc sai nên ảnh không phải là một điểm mà là một vòng Khắc phục hiện tượng này
bằng cách phối hợp các thấu kính
Tuy nhiên các khuyết tật trong tất cả các loại thấu kính chỉ được khắc phục hoàn toàn
khi dùng vật kính apocromat với thị kính bù trừ
d) Cấu tạo của kính hiển vi:
Các loại kính hiển vi quang học nói chung có bến bộ phận chính sau đây: Hệ thông vật kính và thị kính, hệ thông chiếu sáng, hệ thống cơ khí, bộ phận chụp ảnh
* Hệ thống vật kinh và thị kính:
- Vật kính: Các đặc tính quan trọng của kính hiển vi là độ phóng đại và chất lượng
ảnh quan sát Hai đặc tính này phụ thuộc vào khẩu số và khả năng khắc phục khuyết tật quang học của vật kính
Vật kính được phân chia theo hai cách sau:
Theo khả năng phân ly và độ phóng đại của vật kính Chúng gồm ba loại:
+ Vật kính có khẩu số nhỏ: A > 0,3 Tiêu cự của nó: 2-4mm
+ Vật kinh có khẩu số trung bình: 0,3 < A < 0,8 tiêu cự của nó: 9-18mm
+ Vật kính có khâu số lớn: A > 0,95 Tiêu cự của nó: 60-95mm Vật kính đầu có khẩu số A > 0,95
Trên vật kính thường ghỉ tiêu cự F và khẩu số A hoặc độ phóng đại và khẩu số A
Theo chất lượng khắc phục quang sai và chât lượng ảnh: Hiện tại các vật kính sản xuất
ra đã loại bỏ hiện tượng câu sai nên chúng chỉ khác nhau ở mức độ sắc sai, Theo khả năng này chia ra làm hai loại:
+ Vật kính acromat: Khắc phục được hiện tượng cầu sai với ánh sáng vàng sáng là loại ánh sáng thông dụng khi quan sát Còn sắc sai với hai vùng vàng sáng và đỏ Vật kính acromat nên dùng với ánh sáng vàng sáng để tăng chất lượng quan sát các chỉ tiết
nhỏ của tô chức Với ánh sáng phân cực cũng nên dùng loại vật kính này
+ Vật kính apocromat: Loại này có chất lượng cao hơn, đã khắc phục được sắc sai
Trang 26điểm) Với ánh sáng xanh lá cây, xanh lơ và tim thường dùng khi chụp ảnh đã khắc phục hiện tượng cầu sai
Vật kính acromat đùng khi quan sát là tốt nhất, nhưng khi chụp ảnh thì dùng, vật kính apocromat Vat kinh nay cho ảnh nét và rõ khi quan sát các tổ chức có màu sắc (ví dụ trong kim tương màu)
Ngày nay với các loại vật kính mới không cần phải thay đổi màu sắc khi chụp ảnh và quan sát mà chỉ dùng ánh sáng đèn bình thường
- Thị kính: Cũng được đặc trưng bởi độ phóng đại và mức độ khắc phục quang sai Độ phóng đại ghi ngay trên vỏ thị kính Độ phóng đại của thị kính từ 3 đến 20 lần và tiêu cự từ §0 - 120mm Theo mức độ khắc phục quang sai chia làm ba loại:
+ Thị kinh đơn giản (Thị kính Hunghens)
+ Thị kính bể chỉnh (Ký hiệu thêm chữ K trên vỏ) + Thị kính chụp ảnh (Goman),
Thị kính đơn giản có độ phóng đại 4, 7, 10 và 15 lần Thường dùng với vật kính acromat dé quan sát Thị kinh bổ chỉnh có độ phóng đại 3, 5, 15 và 20 lần, thường dùng với vật kính apocromat Nó cũng có thể dùng với vật kính acromat khi độ phóng đại trung bình và lớn
* Hệ thống chiếu sáng: Trong kính hiển vi kim loại học dùng hai phương pháp:
Chiếu sáng nhờ tâm kính phẳng và chiếu sáng bằng thấu kính để quan sát mẫu
- Chiếu sáng nhờ tắm kính phẳng: Tắm kinh phẳng đặt nghiêng với mặt mẫu quan sat một góc 45° Chùm tia sáng S rọi vào tắm kính phẳng (1), một phần xuyên qua nó, còn một phần phan xa di qua vật kính (2) và đến mặt mẫu quan sát Sau đó ánh sáng phản xạ từ mặt mẫu lại đi qua lăng kính (5) và tới thị kính (4) Trong phương pháp này toàn bộ khoảng mở của vật kính đều tận dụng được, nhưng không phải toàn ánh sáng được dùng để chiếu sáng nên ảnh hưởng đến cường độ chiếu sáng mặt mẫu Phương pháp chiếu sáng này thường dùng khi quan sát tổ chức
- Chiếu sáng bằng thấu kính: Trường hợp này chỉ dùng một nửa khoảng mở của vật kính để chiếu sáng, còn một nửa dùng để tạo ảnh Với phương pháp này ảnh sẽ có bóng, nên dùng để phát hiện các nhập nhô trên bề mặt mẫu
Mỗi phương pháp chiếu sáng trên đều có ưu nhược diễm nhất định Vì vậy, trong
kính hiển vi kim loại học đã dùng cả hai phương pháp chiếu sáng này gắn liền trong một
võ Tùy trường hợp cụ thể sử dụng cho hợp lý
Ngoài ra, còn dùng phương pháp chiếu sáng bằng tụ quang kim loại parabol khi quan
sat trong nhãn trường tôi
Nguồn sáng của kính hiển vi kim loại học : thường dùng là loại bóng đèn công suất cao, có cầu trúc đây tóc đặc biệt Trong một số trường hợp còn dùng đèn thủy ngân hay ảng sáng hồ quang
Trong hệ thông chiếu sáng của một số loại kính hiển vi còn lắp thêm bộ phận lọc ánh sáng (như MIM - 7, MIM - 8M của Nga) Tác dụng của bộ lọc ánh sáng là để điều chỉnh và kiểm tra cường độ ánh sáng tạo điều kiện tốt nhất cho kính hiển vi kim loại học làm việc và phát hiện những thành phần tô chức khác nhau Thường sử dụng hai loại lọc sáng:
Trang 27+ Lọc sảng trung tính: Không làm thay đổi các đặc tính của ánh sảng mà chỉ làm giảm cường độ hay thay đổi sự phân bố cường độ ánh sáng
+ Lọc sáng màu: Có tính chất chọn hay hấp thụ những ánh sáng có bước sóng xác định Các vật kính apocromat có thể không dùng lọc sang ma van tao anh tốt, Tuy vậy
trong điều kiện cho phép nên dùng lọc màu để thay đổi độ tương phản khi quan sát và
chụp ảnh
* Hệ thống cơ khí: Hệ thống này gồm các kết cầu bằng kim loại hay nhựa lắp ghép
trên kính hiển ví kim loại học Nó gồm các bộ phận chính: Để kính hiển vi, bàn mẫu và
cơ cấu điều chỉnh
- Dé kính hiển vỉ: Thông thường để kính hiển vi có 3 bay 4 điểm tựa dé cho kính
đứng vững không bị rung khi quan sát và nhất là khi chụp ảnh Một số loại kính cũng có để mà điểm tựa là các mặt phẳng (MIM-7, DRU-3 và Olympus)
- Bản mẫu: Bản mẫu là nơi đặt vật quan sát Thông thường bàn mẫu nằm phía trên kính hiển vi vi mẫu có kích thước và hình đáng bất kỳ Trên bàn mẫu có cơ cầu di
chuyển mẫu theo hai phương vuông góc nhan để có thể quan sắt toàn bộ tiết điện mẫu Ban mẫu còn có các mặt bích với các lễ trồng đường kính khác nhau để thay đổi diện tích mẫu được chiếu sáng Trên bàn mẫu còn có các thanh kẹp để giữ chắc mẫu khi quan sắt
- Cơ cấu điều chỉnh: Gồm hai cơ cấu chính: Điểu chỉnh thô đại và điều chỉnh tỉnh
{vi chỉnh)
+ Núm điều chỉnh thô: Dùng để đưa bàn mẫu lên xuống nhanh chóng Sau khi điều
chỉnh thô phải khóa kính lại rồi mới điều chỉnh tỉnh Với các loại kính hiển vi có cơ cầu
tự hãm sẽ không có khóa
+ Núm điều chỉnh tính: Khi không cần thiết điều chỉnh nhiều ta dùng điều chỉnh tính
Cần chú ý là núm điều chỉnh tỉnh không được vặn nhiều vòng Nếu cần điều chỉnh
nhiều thì phải dùng nám chỉnh thô sau đó mới điều chỉnh tỉnh,
Ngoài ra, còn có các cơ cấu điều chỉnh đèn, hệ thống chiếu sáng, vật kinh chụp ảnh v.v để giúp cho hoạt động của kính hiển vi được tốt
* Bộ phận chụp ảnh: Với kính hiển vi MIM-7, MIM-8M, Olympus, bộ phận này gắn liễn
trên kính Chỉ cần lắp thêm hộp đựng phim là chụp ảnh được Một số loại kính khác khi cần chụp ảnh phải lắp máy ảnh trực tiếp trên ống lắp thị kính quan sát Thị kính chụp ảnh và các lăng kính cần thiết được lắp ngay trong kính hiển vi Dưới đây chúng tôi giới thiệu sơ đồ quang học, cấu tạo và hình dáng của kính hiển vi kim loại học MIM-7 Các loại kính hiển ví khác: MIM-8M, DRU-3, D-4750 và Olympus về nguyên tắc chung cũng tương tự
2.4 ĐÁNH GIÁ KÉT QUẢ (Thời gian: 6h)
Kết quả kiểm tra được đánh giá theo 2 mẫu: mẫu cấu trúc thô đại và mẫu cấu trúc vị mô,
Trang 28đánh giá sản phẩm luyện thép sau khi đúc gia công áp lực nên khi cung, cấp thép một sé nha sản xuất cũng trình các kết quả phân tích
Các tâm mẫu được cắt ngang hoặc theo mặt mối hàn và được gia công tương ung với các lát cắt phân lớp hoặc ngang, bằng, cách mài trên các đĩa mài có độ hạt 60 đến 240 rồi
được đánh bóng bằng phớt Sau đó tâm thực từng kim loại với mục đích nghiên cứu Ví dụ mối hàn thép € có thể không cần mài và đánh bóng bề mặt tiết diện, chỉ cần đặt mẫu
vào dung địch 50% HCI + HạO và nấu sôi trong 30 phút
Giao diện mỗi hàn với vùng ảnh hưởng nhiệt, sự phân lớp kim loại cơ bản, cầu trúc
thô đại của mối hàn (hình đáng, kích thước, hướng kết tỉnh vùng thiên tích, xốp có ngói) đều được thể hiện trên lát mài thô đại Trên lát cắt cũng quan sát thấy khuyết tật mỗi hàn (không nóng chảy, không ngấu, lẫn tạp chất, rễ khí và nứt Việc tim kiếm khuyết tật hoặc theo tiêu chuẩn quan sát ngoại dạng (VT) hoặc trực tiếp theo độ phóng đại đến 5 lần
Quan sát mặt gãy người ta xác định được mi quan hệ của bể mặt chảy loãng với đặc
trưng kết tỉnh khi bị phá hủy Mối quan hệ này được dùng như chỉ tiêu chất lượng của
tính đẻo môi hàn
Thông thường người ta hay chụp ảnh bề mặt lát cắt làm biên bản lưu giữ, ảnh đó theo tiếng Anh là photomacrograph (hình 2.3)
Để biểu thị mức độ thiên tích lưu huỳnh trong kim loại cơ bản và mối hàn người ta sử dụng phương pháp vét hin Baumann Dat tắm giấy ảnh phát sáng đã nhúng sơ bộ vào
dung dịch axit lên lát mai thô đại Sau ba đến năm phút lắm giấy được gỡ ra xử lý Các vết vàng - nâu ứng với vùng tiết diện có chứa nhiều lưu huỳnh
Hình 2.3 Phoiomacrograph của mỗi hàn - Cầu trúc vị mô:
Cấu trúc vi mô được nghiên cứu trên các lát mài sau khi đánh bóng và tấm thực sâu từ 5 - 10m với độ › phóng đại 50 - 2000 lần Trên các lát mài vi mô người ta xác định tổ chức vi mô của mỗi han và vùng lân cận (dạng và mỗi tương quan giữa các thành phần cấu tạo; sự có mặt và phân bé carbide, nitride, sulphide lan oxide; kich thước hạt) Các vết nứt và rỗ vi mô cũng được thể hiện trên lát mài Phân tích kim tương cũng thường
được dùng để đánh giá dị thường luyện kim như các chất kết tủa phase thứ ba các hạt
lớn lên quá mức Phương pháp kiểm tra định lượng như xác định thành phần phase
hoặc xác định kích thước hạt được thực hiện kết hợp cùng với phân tích cấu trúc thô đại
(hình 2.4)
Trang 29
Hình 2.4 Cấu trúc ví mô Hình 2.5, Liên kết hạt khi nứt và hình nhành
cây trên bề mặt phá hủy
Phân tích cấu trúc tế vi có thể theo dạng đánh giá cân bằng phase từ phần nhô đến
đây mỗi han, kiểm tra tạp chất phi kim hoặc kết tủa phase thir ba Khao sát sự phát triển hạt cũng được dùng để tìm nguyên nhân tại sao kết quá thử cơ tính thấp Ví du hạt dạng hình kim làm độ dai va đập giảm đi nhiều
MAR wr " ar
‘ SS : ` {
a) ——— 1)
Hinh 2.6 Cau triic hinh nhanh trén lat mài ngang của liên kết hàn giáp mỗi
2.5 AN TOAN LAO DONG - VE SINH PHAN XUONG (Thời gian: 2h)
2.5.1 An toàn khi sử dụng máy cắt đá - Yếu tổ nguy hiểm:
+ Điện giật;
+ Bụi kim loại, bụi đá; mảnh đá, phôi kim loại văng, bắn; + Rung, én
- Yêu cầu an toàn chung:
+ Không sử dụng máy cắt khi không có bộ phận che chắn động, không có cơ cấu kẹp
giữ vật cắt
+ Trước khi làm việc phải kiểm tra độ bắt chặt, tỉnh trạng của đĩa đá; hệ thống dây
điện được đảm bảo an toản,
Trang 30+ Chỉ được tiến hành cắt sau khi đĩa cắt quay đạt tốc độ tôi đa và không có hiện tượng rung, lac, đảo đĩa ;
+ Khi cắt, việc tiếp cận lưỡi cắt với vật cất phải từ tử; cắt) không được quá lớn; ốc độ cắt (độ sâu ăn dao — đĩa + Khi cắt không được ngồi thẳng, đối diện với dia cất;
+ Không được sử đụng đĩa để mài ba via cũng như để mài dụng cụ: + Không được sử dụng bắt cứ vật gì để phanh hăm, ngừng máy; + Phải sử dụng đúng phương tiện bảo hộ lao động khi vận hành máy,
2.5.2 An toàn khi sử dụng máy cắt dây
Hệ thông gia công phóng diện đối với người sử dụng và môi trường, đều có thể tạo ra nguy hiểm Các nguy hiểm có thể xảy ra cụ thể như sau:
- Làm việc khi điện áp cao có thẻ tạo ra giật điện đổi với người thao tác và người quan sát
- Trong môi trường của hệ thống này hoặc hệ thống quạt thông gió qua đây cắt do điện có thể tạo ra hóa hoạn
- Trong quá trình gia công phỏng điện, có thể tạo ra dạng khí độc
- Trong, quá trình gia công, các phế liệu của sản xuất có thẻ gây ô nhiễm môi trường,
6 nhiễm đất hoặc nước ngầm
- Nhiễu điện từ sinh ra có thể tạo ra nhiễu đối với mạng điện và điện không dây, dối
với người tạo ra các bức xạ điện từ có 1,
- Các công cụ linh kiện máy và các vật công tac va cham có thé tao ra thuong tén cho
người thao tác
~ Các nguy hiểm trên thông qua hệ thống thiết kế có áp dụng các biện pháp bảo hộ an toàn mà giảm thiểu được rất nhiều, nhưng không thể loại bỏ được tận gốc, người thao tác khi sử dụng phái phát huy trình độ cao nhất đề giảm thiểu thấp nhất các ảnh hưởng
2.5.3 An toàn khi sử dụng hóa chất
Trong quá trình đánh bóng bằng phương pháp điện phân và khi tâm thực mẫu có sử
dụng một số loại hóa chất, mặc dù các loại hóa chất này không đậm đặc nhưng vẫn có
thé gây hại cho người sử dụng vì vậy khi tiếp xúc phải tuân thủ các qui định sau:
- Chỉ có những người được đào tạo an toàn về hóa chất mới được trực tiếp sử sụng
các loại hóa chất khi tiền hành tắm thực
- Thực hiện đầy đủ các biện pháp an toàn khi sử dụng, vận chuyển, cất giữa thải bó hóa chất
- Sử dụng các dụng cụ bảo vệ đúng quy cách, chủng loại khi làm việc với hóa chất - Không tiếp xúc trực tiếp với hóa chất bằng tay hoặc các bộ phận khác trên cơ thê, sử dụng găng tay cao su chuyên dụng khi tiến hành tấm thực
Trang 31Bai 3: KIEM TRA DO KiN CUA MOI HAN BANG CAC DUNG DICH CHi TH]
Mục tiêu của bài:
Sau khi hoc xong bài học này người học sẽ có khả năng:
- Trình bày đây đủ nguyên lý kiểm tra mối hàn bằng chỉ thị màu
- Nhận biết các loại dung dich kiểm tra độ kín của mi hàn chính xác
- Làm sạch hết các vết bẩn, vết dầu mỡ, lớp ơ xy hố trên bê mặt mối hàn cần kiểm tra - Mô tả đúng các quy trình kiểm tra chất lượng môi han bằng chất lỏng và chỉ thị màu - Quan sat phat hiện chỉnh xác khuyết tật của mỗi hàn
- Thực hiện tốt cơng tắc an tồn và vệ sinh phân xưởng
Nội dụng của bài Thời gian: 20h (LT: Sh, TH:15h)
3.1 NGUYEN LY KIEM TRA (Thai gian: 2h)
Cơ sở của phương pháp
Người ta đã sử dung phương pháp thắm mao dan khi kiểm tra chất lượng hàn nóng chảy, hàn vảy từ rất lâu Phương pháp này được dùng để phát hiện và định vị các khuyết
tật trên bề mặt hoặc thông lên bề mặt như nứt, rỗ, không ngấu, không thấu, mang oxy Các phương pháp dò khuyết tật bằng thấm mao dẫn cũng được dùng dé kiêm tra các vật
liệu là hợp kim bên nhiệt, vật liệu phi kim, chất dêo, gốm trong các ngành điện lực,
chê tạo máy chuyên dùng, giao thông
Kiểm tra bằng thấm mao dẫn dựa trên các hiện tượng cơ bản là mao dẫn, thâm thấu,
hắp thụ và khuếch tán; ánh sáng; tương phản màu
3.2 CHÁT CHÍ THI VA DUNG DICH KIEM TRA MÓI HÀN (Thời gian: 2h) Bảng 3.1 Một số chất kiểm tra thường dùng
Cấp | Nhiệt độ Chất thâm thâu Chất hiện Chất rửa
độ | kiểm tra Ọ š À 3 1A 2 À ) TA ` Ặ ; | Tỷ lệ việ
nhạy| CC) Thanh phân | Tỷ lệ(%) | Thành phân | Tý lệ (%) | Thành phân (6) Chắt kiểm chỉ thị huỳnh quang
Ộ MgO hoặc 4
at | 20 |Dầu máy bay ° l 15 MgCO; hoặc ee 100 |Nước Chất nhũ 100
Dau hoa 85 CaCO; hoá 0710 ; 10g/1
I 20 Nolion 15 Cén étylic 50 Nước 80
Dau ma dut 85 JNước 30 |Chất nhũ
Trang 32
Cấp | Nhiệt độ Chất thâm thấu | Chất hiện Chất rửa
độ | kiếm tra | an gà ca ray ; Jota ory barns , I1 lệ
| nhạy eC) Thanh phan | Ty 1é (%) Thanh phan Ty lệ (%) Thành phan (%)
Cao lanh 350 g1 |hoá0m10 —_ 20 |
| Thất kiêm chỉ thị màu
1 gay | Diu hông 60 [Cdn atylic 50 TNước 100
Xăng 30 Nước 50 Chất nhũ
Dâu biến thể 10 |Cao lanh 400g/1 |hoá 010 10g/1 Dau hoa 50 | Con étylic 100 | Cén étylic 100 Dau théng 50 MgO 150g/!
1 8-40 |Phẩm đỏ Sg |Chất nhũ hoả
0710 Sự
Đất sét 40g |
Chất kiêm chỉ thị màu - huỳnh quang
Còn êtylic 90 Sơn men Cơn êtylic §0
" 8-40 | Chất nhũ hóa Nitro 30 | Chat nha
0710 10 Acêton 40 hóa 010 20
L_ Rođamiri | 30g/7 |Colodion _ 30 "
3.3 CHUAN BI MOI HAN DE KIEM TRA (Thoi gian: 4h)
Bé mat vat kiém tra phải sạch, không có các bui ban, dầu mỡ, sơn, lớp mạ làm cán trở việc thẩm thấu chất kiểm vào miệng khuyết ật Có thể áp dụng một trong các
phương pháp sau dây để làm sạch bề mặt vật kiếm:
- Phuong pháp cơ học: Làm sạch vật kiểm bằng cát, bàn chải, bột nhảm v.v Nếu thấy cần thiết có thể dùng các phương pháp gia công cơ khác
- Phương pháp bốc hơi: Làm sạch vật kiêm bằng hơi của các dụng môi hữu cơ
~- Phương pháp hoà tan: Làm sạch vật kiểm bằng thiết bị rửa công nghiệp hoặc các
dụng mỗi dễ bay hơi
- Phương pháp hoá học: Làm sạch vật kiêm bằng dung dich hoá chất,
- Phương pháp điện hoá: Làm sạch vật kiểm bằng dung dịch hoá chất kết hợp với tác
động của dòng điện
- Phương pháp siêu âm: Làm sạch vật kiểm bằng nước rửa hoặc dung dịch hoá chất có kết hợp với dao động siêu âm
- Phương pháp nhiệt: Làm sạch vật kiểm bằng cách nung nóng vật kiểm tới nhiệt độ đủ lam chay chất bản nhưng không làm ảnh hưởng tới cấu trúc vật liệu và ơxy hố bề
mặt vật kiểm
3.4 KỸ THUẬT KIỂM TRA (Thời gian: 4h)
Kỹ thuật kiểm tra gồm các bước chính sau (hình 3, L): Bước 1: Làm sạch bề mặt vật kiểm,
Bước 2: Phủ hoặc phun chất thẩm thấu có khả năng thấm vào các mạch mao dẫn nhằm tạo diều kiện thuận lợi để thấy vị trí khuyết tật
Trang 33Bước 3: Sau khi thấm sâu vào trong, tiễn hành lâm sạch bề mặt loại bỏ phần chất thấm thừa
Bước 2 Bước 3
Bước 4 Bước 5
,Y, `Y, Hình 3.1 Các bước kiểm tra thẩm mao dẫn
Bước 4: Bôi hoặc phun chất biện lên bễ mặt, lớp hiện sẽ kéo chất thấm lên bề mặt tạo
nên các chỉ thị không liên tục, có thể nhìn thấy bằng mắt thường hoặc kính lúp
Bước 5: Kiểm tra, giải đoán các khuyết tật trong điều kiện chiếu sáng hoặc dưới tác động của tia cực tím
Bước 6: Làm sạch vật kiểm
Dựa vào tài liệu quy định yêu cầu kỹ thuật về kiểm tra sản phẩm để chọn phương pháp làm sạch Khí cần kiểm tra với độ nhạy cao, nên áp dụng phương pháp hoá học, phương pháp điện hoá, phương pháp siêu âm
Khi kiểm tra khuyết tật xuyên suốt thành ống dẫn, bình chứa hình cầu hoặc các đối Tượng tương tự có chứa chất khi hoặc chất lỏng đang nén ở áp suất nhất định thì cần
phải thải hết chất chứa ra khỏi bình Trong trường hợp này nêu do tổn tại ứng suất dư
trên bễ mặt vật kiểm, miệng khuyết tật có thể bị nhỏ đi thì phải có biện pháp thích hợp
khử ứng suất dư đó trước khi tiền hành kiểm tra
Sau khi bề mặt vật kiểm đã được làm sạch cẩn thận, phải tiến hành làm khô bề mặt
để đảm bảo miệng khuyết tật không bị đọng nước rửa hoặc các chất khác đã được sử
dụng trong khâu làm sạch
3.4.1 Làm sạch bề mặt vật kiểm (xem mục 3.3)
3.4.2 Phủ chất thẩm thấu
- Chất thẩm thấu được phủ trực tiếp lên bề mặt vật kiểm bằng phương pháp phun, quét, đỗ tràn lên bề mặt hoặc nhúng toàn bộ vật kiểm vào bình chứa chất thẩm thấu Phải đâm bảo cho bề mặt vật kiểm luôn ướt trong suốt quá trình thẩm thấu Nếu trong thời gian thẩm thầu, chất lỏng thẩm thấu bị khô thì phải kịp thời bỗ sung thêm
- Khi tìm những khuyết tật xuyên suốt thành ống, bình chứa hoặc các đối tượng tương tự, cho phép phủ chất thẩm thấu lên bề mặt trong, sau đó phủ chất hiện lên bề mặt
bên ngoài thành ống hoặc bình chứa đó
- Có thể áp dụng một hoặc kết hợp các phương pháp sau đây dé thấm thấu chất lỏng vào sâu trong khuyết tật:
Trang 34- Phương pháp thâm thấu: Chất thẩm thấu tự ngắm vào miệng khuyết tật và lấp day chúng sau một thời gian thâm thấu nhất định;
- Phương pháp chân không: Chất thâm thấu lấp day mi miệng khuyết tật được giảm xuống thấp hơn áp suất khí qu
- Phương pháp nén: Chất thấm thâu được nén vào miệng khuyết tật ở áp suất thích hợp để quá trình thâm thấu điển ra nhanh hơn;
- Phương pháp siêu âm: Do tác động của đao động siêu âm, chất thấm thấu dé dàng
xâm nhập vào khuyết tật hơn, nhất là đối với khuyết tật nhỏ;
- Phương pháp biến dạng: Dùng dao động cơ học ở tần số âm tần hay tác động biến
đạng tĩnh để làm cho miệng khuyết tật lớn hơn lúc bình thường giúp cho việc thâm thấu thuận lợi hơn
- Nhiệt độ của vật kiểm và chất kiểm được quy định cụ thé trong các tải liệu kỹ thuật của chất kiêm đo cơ sở sản xuất cung cấp Trong thực tế nhiệt độ vật kiểm không thấp hon 5°C va khéng cao hon 50°C
- Thoi gian thấm thấu phụ thuộc vào đặc tính của chất kiếm, nhiệt độ, vật liệu của vật kiểm và đặc tính của khuyết tật cần phát hiện Nếu thời gian thâm thấu không được quy định cụ thé trong tải liệu kỹ thuật của sản phẩm thì có thể chọn qua thử nghiệm từ 5
phút đến 30 phút
3.4.3 Làm sạch hoặc khứ chất thẩm thấu thừa
- Chất thẩm thấu thừa đọng lại trên bề mặt vật kiểm phải được làm sạch hoặc khử
hoàn toàn chỉ để lại chất thấm thấu đã ngâm vào đọng lại trong khuyết tật Quá trình làm sạch hoặc khử được tiến hành phụ thuộc vào chất thâm thấu đã được sử dụng
- Có thể áp đụng các phương pháp sau đây để làm sạch hoặc khứ chất thầm thấu thừa: + Dùng giẻ sạch hoặc gié có tắm chất tẩy rửa để làm sạch chất thâm thấu thừa; + Dùng nước rửa hoặc chất tây rửa để rửa sạch chất thâm thấu thừa;
+ Dùng cát hoặc mùn cưa phun lên bề mặt vật kiểm;
+ Ding chất khử để khử màu sắc hoặc phát quang của chất thấm thấu
- Khi dùng dung môi để tây rửa chất thâm thấu thừa, nên rửa trước bằng nước hoặc lau qua bằng giẻ sạch Chất dung môi được chọn tuỷ thuộc vào chất thấm thấu Có thể dùng nước rửa phun lên bề mặt vật kiểm, nhưng dòng phun không được quá mạnh Nếu đừng nước nóng thì nhiệt độ nước không được vượt qua 50°C
1 khuyét tat khi ap sudt tai An 3.4.4 Làm khô bề mặt vật kiếm
Sau khi đã khử hoàn toàn chất thẩm thầu thừa đọng trên mặt, phải tiến hành sấy khô bề mặt càng nhanh càng tốt, sao cho chất thâm thâu đã ngâm vào khuyêt tật không bị
khô Có thể lau khô bằng giẻ sạch, phơi vật kiếm ở nhiệt độ môi trường, sây ở nhiệt độ
không quá 50°C hoặc dùng khí nén đã lọc dầu thôi lên bề mặt Nếu dùng chất hiện ướt
để hiện khuyết tật thì không cần làm khô bé mat 3.4.5 Phủ chất hiện
Trang 35kiểm vào bể chứa chất hiện Nếu chất hiện ở dạng bột thì có thể rắc đều lên mặt vật kiểm Cũng có thể dùng băng dính chất hiện để đán lên vật kiểm
- Sau khi phủ chất hiện phải chờ cho tới khi đấu vết khuyết tật hiện rõ trên mặt vật kiểm Thời gian hiện thường dài hơn hoặc bằng thời gian thấm thấu, có thể dùng các phương pháp sau đây để hỗ trợ nhanh quá trình hiện vết khuyết tật:
+ Sấy vật kiểm ở nhiệt độ nhất định;
+ Tạo chân không trên bề mặt vật kiểm;
+ Tạo đao động cơ học, 3.4.6 Quan sát mặt vật kiểm
- Sau khi kết thúc thời gian hiện khuyết tật có thể tiến hành quan sát kỹ bằng mắt
thường để tìm vết hiện khuyết tật Cho phép sử dụng những dụng cụ chiếu Sáng phụ, kính lúp, kinh hiển vi để quan sát Đường kính, độ đậm nhạt của vết I khuyết tat chi thé hiện đặc trưng miệng khuyết tật chứ không biểu thị độ sâu của khuyết tật
› Cấp độ nhậy của phương pháp quy định ở bảng 3.2 được xác định phụ thuộc vào kích thước nhỏ nhất của miệng khuyết tật
Bảng 3.2: Cấp độ nhậy của phương pháp kiểm tra
khuyết tật mối hàn bằng dung dịch chỉ thị Cấp độ nhậy Kích thước nhỏ ng miệng khuyết tật I Nhỏ hơn 0,001 I Từ 0,001 đến 0,01 IH Từ 0,011 đến 0,10 IV Từ 0,101 đến 0,50
Trong trường hợp cần thiết để kiểm tra độ nhậy, kích thước của khuyết tật có thể
kiểm tra chính xác bằng kính hiển vi kim tương hoặc các phương pháp khác
- Để xác định cấp độ nhậy, phải tiến hành thử nghiệm trong điều kiện nhiệt độ, độ âm và tốc độ gió chuẩn Chất lượng bề mặt độ sạch của vật kiểm và điều kiện thử nghiệm
phải như nhau trong suốt quá trình thử nghiệm cho một loại khuyết tật cụ thể,
- Khi chất thẩm thấu cho chi thị màu không huỳnh quang có thể quan sát vật kiểm
dưới ánh sáng ban ngày hoặc đèn diện Nếu chiếu sáng bằng bóng điện thì ngoải bóng
đèn chiếu sáng cho ca phòng phải trang bị thêm đèn chiếu sáng ngay tại vị trí làm việc
Trừ trường hợp điều kiện thực sự không cho phép, có thể quan sát vật kiểm đưới ánh
sáng đèn chung cho cả phòng, nhưng phải đủ sáng Không cho phép quan sát trong điều
kiện không đủ độ sáng "Không được phép dùng đèn khí cao áp để chiếu sáng, Để nguồn
chiêu sáng không bị nhấp nháy có thể dùng hai hoặc bên đèn mắc vào hai pha điện khác nhau Nếu chỉ dùng một đèn huỳnh quang để chiếu sáng, phải cắm đèn qua bộ đổi tần số đê tăng tân số nguồn điện
Trang 36-_ Khi kiểm tra bằng chất thâm thấu chỉ thị huỳnh quang, nguồn sáng huỳnh quang có bước sóng trong phạm vị từ 315mm đến 400mm và có độ rọi đo tại điểm kiểm tra không,
nhỏ hơn 500UW/cmẺ Chỉ bắt đầu quan sát khi mắt người quan sát đã có đủ thời gian
thích nghỉ với nguồn sáng mới, thường ít nhất sau 5 phút
- Khi dùng các nguồn chiếu sáng thông thường (ánh sáng tự nhiên, bóng đèn v.v ), cường độ ánh sáng do tại điểm quan sát không nhỏ hơn 500lux
- Các nguồn sáng phải đặt sao cho không chiếu trực tiếp hoặc phản xạ làm chói mắt người quan sát Nếu nguồn sáng là huỳnh quang, không được chiếu thắng vào vùng quan sắt hoặc mắt người quan sát Cường độ đo tại điểm quan sát không vượt quá 30lux
3.4.7 Làm sạch lần cuỗi
Sau khi kiểm tra phải tiến hành làm sạch hết chất hiện và chất thấm thấu trên mặt vật kiểm Có thể dùng giẻ lau sạch, rửa bằng nước hoặc dụng môi hữu cơ, phun cát hoặc
min cua, nung nóng vật kiếm đến nhiệt độ làm cháy chất hiện, bóc băng dính, rửa bằng
siêu âm hoặc bằng phương pháp điện hoá Sau khi rửa sạch phải phơi khô hoặc bôi mỡ bảo vệ chống rỉ trong những trường hợp cần thiết,
3.4.8 Kiểm tra lại
Nếu thấy kết quả kiếm tra lần đầu còn nghỉ ngờ thì phải tiến hành kiểm tra lại Việc kiểm tra lại phải bắt dầu từ bước chuẩn bị vật kiểm
3.5 ĐÁNH GIÁ KÉT QUẢ (Thời gian: 6h)
- Chúng loại, độ lớn, hướng phát triển của khuyết tật cho phép và không cho phép
được quy định cụ thể trong các văn bản kỹ thuật của từng sản phẩm
- Trong phiéu kết quả phải nêu rõ tên gọi, kích thước, vật liệu của vật kiểm, phương pháp kiểm tra đã áp dụng, ký hiệu chất kiểm đã sử dụng, thống kê đây đủ các khuyết tật đã được phát hiện, các dụng cụ sử dụng để kiểm tra và sau cùng là đánh giá mức độ khuyết tật so với mức quy định trong các tải liệu kỹ thuật của sản phẩm
3.6 AN TOÀN LAO ĐỘNG - VỆ SINH PHÂN XƯỞNG (Thời gian: 2h)
- Khi tiếp xúc với những | chất dễ cháy nỗ như dầu hỏa, xăng cần đám bảo qui tắc an toàn phòng ching cháy nỗ
- Đảm bảo vệ sinh môi trường, nơi làm việc Thu hồi các hóa chất thừa đưa vào nơi
qui định
- Tham khảo các quí tắc an toàn thiết bị theo TCVN 2290:1978, an toàn điện theo
TCVN 2290:1978, an toàn về chiếu sáng vị trí làm việc theo TCVN 2063:1977, an toàn
bảu vệ tay người kiểm tra theo TCVN 1841:1976
Yêu cầu về các phương tiện bảo vệ mắt người quan sắt vật kiếm bằng nguồn sáng huỳnh quang, kính bảo vệ phải hấp thụ được các tia bức xạ có bude song ngắn hơn 400mm
Trang 37Bai 4 KIEM TRA KET CAU HAN BẰNG ÁP SUÁT KHÍ NÉN - NƯỚC
Mục tiêu của bài:
Sau khi học xong bài học này người học sẽ có khả năng:
- Trình bày đúng nguyên lý kiểm tra mỗi hàn bằng áp lực
- Làm sạch hết vết bắn, dâu mỡ, lớp ôxy hoá, xỉ hàn trên kết cầu cần kiểm tra
- Chuân bị dụng cụ, thiết bị, vật liệu kiểm tra mối hàn bằng dp lực đây đủ an toàn
- Lắp rấp các thiết bị, đụng cụ kiểm tra chắc chẳn chịu được áp suất cho phép cần kiếm tra
- Thực hiện các bước kiểm tra kết cầu hàn bằng áp lực đúng quy trình - Quan sát tìm ra những chỗ khuyết tật của mối hàn
- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân XƯỞNG
Nội dung của bài Thời gian: 20h (LT: 5h, TH:15h)
4.1 NGUYÊN LÝ KIẾM TRA (Thời gian: 1h)
Phương pháp này được dùng để kiểm tra các kết cấu hàn, hàn vảy dạng kín và hở
Không khí được dùng làm chất kiểm và chất thử Chỉ thị rò là các chất tạo bọt Có hai cách thực hiện phương pháp khí nén: kiểm tra bằng khí nén với việc bôi chất tạo bọt và
kiểm tra bằng dòng khí nén,
4.1.1 Kiểm tra bằng khí nén với việc bôi chất tạo bọt
Cách này được dùng để kiểm tra các kết cấu hàn chứa chất lỏng hoặc khí Sau khi
làm kín vật kiểm người ta tạo nên áp suất thử thường bằng 1,1 - 1,2 áp suất làm việc, Dé
bảo vệ vật kiểm khi áp suất tăng đột ngột cần phải lắp van an toàn vào hệ thống
Xác định độ lớn và vị trí mạch rò bằng cách bôi chất tạo bọt lên bề rnặt ngoài của vật kiểm Thành phần của các chất này phụ thuộc vào nhiệt độ khi tiến hành kiểm tra, thường có nước, xa phong, glycerin, NaCl, CaCl
Chất tạo bọt được bôi lên bê mặt vật kiểm bằng chỗi quét hoặc bằng súng phun bọt
chuyên dùng
Nếu có khuyết tật thì ngay lập tức xuất hiện bong bóng của chất tạo bọt (hình 4.1)
Các chỗ rò được sửa theo điều kiện kỹ thuật
Để phát hiện mạch rò cục bộ thì đường kính của bọt nhìn thấy chưa vỡ phải lớn hơn
đường kính bọt cơ bản tự thanh dam it nhất ba lần, tức là D' 23d (hinh 4.2)
Trang 38đủ t
Hình 4.2 So dé tao bọi tại chỗ rò
Đ và Ð' - đường kính thực và nhìn thấy của bọt; Q - lưu lượng khí thử; d - đường kính bọt sủi; ð - chiều dày khối bọt sủi
Độ nhạy của phương pháp kiểm tra có thể được đánh giá theo công thức:
3
nD
qa Ce Pat
trong đó:
q - lượng không khí thoát ra nhỏ nhất ghi được;
Dan - đường kính nhỏ nhất của bọt tạo thành;
t - thời gian từ lúc hình thành đến khi tan bọt;
Pat - 4p suất khí quyền;
C - hệ số chuyên đổi đơn vị
Phương pháp đã nêu có thê phát hiện được khuyết tật dường kính đến jo mm Độ
nhạy tới hạn của phương pháp này theo giá trị dòng khí từ 7 107 - 103 mm?.MPa/s Khi tiễn hành kiểm tra bằng khí nén phải tuân thủ nghiêm các quy định về an toàn trong vận
hành thùng chịu áp lực Để tránh nỗ khi kiểm tra phải thực hiện ở những nơi có cách lí với trang bị bảo vệ tương ứng
Trang 394.1.2 Kiểm tra bằng dòng khí nén
Được dùng để kiếm tra độ kín các kết cấu hở kích thước lớn Một phía của liên kết hàn được quét chất tạo bọt, còn phía kia thôi luồng khí nén được cấp qua ống mềm với áp suất dự 0,04 - 0 ,05MPa Dòng khí phải vuông góc với bề mặt kiểm, Khoảng cách giữa đầu vòi đến bề mặt kiểm không được quá 50mm Vị trí và độ lớn của mạch rò được xác định theo bong bóng của chất tạo bọt
Theo tiêu chuẩn FOCT 3242 - 69 các liên kết giáp mối, chữ T và hàn góc được kiếm
tra bằng đòng khí nén phải có chiều dây không quá 10mm Khi đó tại liên kết có thể phát biện được khuyết tật thấm xuyên - rò rỗ kim, nứt, cháy thủng, không ngấu với đường kính đến 0.5mm
4.1.3 Phương pháp khí nén - chất lỏng
Được dùng để kiểm tra độ kín các kết cầu hàn, hàn vảy chịu áp suất như bình chứa, hệ thống chứa khí và thủy lực Kích thước vật kiểm không lớn để có thể nhúng chìm vào chất lỏng Đầu tiên đưa khí kiểm có áp suất dư vào vật Sau đó nhúng vật kiểm vào chất lỏng chỉ thị (hình 4.3) Độ lớn và vị trí mạch rò được xác định bằng các bong bóng khí kiểm trong chất lỏng chỉ thị Khí kiểm thường là không khi hoặc nitơ chất lông chỉ thị - nước hoặc cồn, Từ máy nén
THình 4.3, Phương pháp kiểm tra khi nón - chất lỏng
1- van giảm áp; 2 - manometr; 3 - van điều chỉnh; 4 - van an toàn;
5 - bình chứa; 6 - chất lỏng; 7 - vật kiểm; 8 - quạt xả ấp
Tùy theo độ lỗng khơng khí đối với chất lỏng chỉ thị mà chia ra làm hai cách: bể nhúng thường và bể nhúng áp thấp
* Theo cách bể nhúng thường: kiểm tra ở áp suất khí quyền Trước khí kiểm tra phải
thử độ bền Sau đó kiểm tra theo các bước sau:
- Đưa áp suất dư vào vật kiểm đến giá trị (20 - 30)% áp suất thứ - Nhúng vật xuống bề chất lỏng chỉ thị
- Tăng áp suất đến giá trị áp suất thử - Lưu giữ trong khoảng thời gian nhất định
- Quan sát bong bóng khí xuất hiện trên bề mặt chất lỏng
Chế độ kiểm tra (áp suất, thời gian) theo điều kiện kỹ thuật của vật kiểm
Trang 40Quan hệ giữa sức mạnh luỗng khí Q với đường kính D và số lượng bong bóng được xác định trên cơ sở cân băng nội lực và ngoại lực lên bong bóng: Pr = Pmd + Pri * Pat P= QUV; Pma= 40/D; pu= pgh Trong đó: Pr- ap suất bên trong bong bóng; V - thể tích bong bóng; t- thời gian điền đầy thê tích bong bóng; Pmd - 4p suất mao dẫn; Ø - sức căng bể mặt; Pu- 4p suất cột chất lỏng; ø - mật độ chat long; - gia tốc trọng trường; h - chiều cao cột chất lỏng; pạt - áp suất khí quyền Từ đó tính được công suất dòng khí: nD? = at to, h+ LD PEh+ Pa
Độ nhạy thực tế của bể nhúng nước chỉ thị thường đạt 10 “mm MPa/s Còn khi bể nhúng cồn chỉ thị Thường độ nhạy đạt 0,5 102mm”.MP4/s, đó là do sức căng bề mặt của nước gấp ba lần cồn
* Theo cách bể nhúng áp thấp: khoảng không gian trên chất lỏng chỉ thị được hút chân không Đề làm điều này bể chứa chất chỉ thị được chế tạo kín, quan sat bong bong khí qua lỗ nhìn đặc biệt Với cách này pạ = 0 và đường kính bong bóng lớn hơn Độ nhạy thực té đạt được 5.10! - 10°mm?.MPa/s
4.1.4 Phương pháp chân không
Đây là dạng khác của phương pháp kiểm tra khí nén với việc bôi chất tạo bọt
Phương pháp này được dùng để kiểm tra rò rỉ các kết cấu han dang hé ma chi lếp cận
được một phía Dụng cụ sử đụng là buồng hút chân không xách tay, đặt vào liên kết cần kiểm tra
Sau khi quét chất tạo bọt lên liên kết hàn, người ta đặt buồng chân không vào chỗ cần kiểm Nhờ bơm chân không áp suất trong, khoang được giảm đến giá trị theo điều kiện kỹ thuật Tùy theo yêu cầu về độ kín của liên kết mà áp suất trong khoang có thể giảm xuống giới hạn 0,02 - 0,09MPa Do áp suất giảm, không khí qua các mạch ro tran vào khoang tạo thành bong bóng Quan sát độ lớn của bong bóng qua cửa nhìn trong suốt