Nghiên cứu xây dựng quy trình kiểm tra mối hàn giáp mối ống sử dụng phương pháp siêu âm tổ hợp pha tại việt nam

vii entrapment, lack of gobbling, porosity, cracks and construction processes combined ultrasonic testing phase for butt weld pipe. Two processes have been proposed in the past to test the detailed fabrication and testing prototype ultrasonic method combined phase. Test results for better results and meet the technical requirements of the application process allows fabrication technology more samples, ultrasonic processes on a large scale phase combination to provide training facilities NDT inspection techniques. MC LC Trang tựa TRANG Quytăđnhăgiaoăđ tài Xác nhn ca cán b hng dn LÝ LCH KHOA HC i LIăCAMăĐOAN ii LI CMăN iii TÓM TT v SUMMARY vi MC LC vii DANH SÁCH CÁC CH VIT TT xv DANH SÁCH CÁC BNG xvi DANH SÁCH CÁC HÌNH xvii Chng 1 1 GII THIU 1 1.1 Tính cp thit caăđ tài 1 1.2ăụănghĩaăkhoaăhc và thực tin caăđ tài 1 1.3 Mc tiêu nghiên cu caăđ tài 2 1.3.1 Mc tiêu tng quát 2 viii 1.3.2 Mc tiêu c th 3 1.4ăĐiătng và phm vi nghiên cu 3 1.4.1ăĐiătng nghiên cu 3 1.4.2 Phm vi nghiên cu 3 1.5ăPhngăphápănghiênăcu 3 1.6 Kt cu ca lunăvĕn 4 Chng 2 5 TNG QUAN 5 2.1 ngăthépătrònăđen 5 2.2 Các loi mi hàn ng 5 2.2.1 Mi hàn dc ng (mi hàn dc trc) 6 2.2.2 Mi hàn vòng ng (miăhƠnăhng kính) 6 2.2.3 Mi hàn xon ng 7 2.3 Khuyt tt mi hàn 7 2.3.1ăĐnhănghĩa 7 2.3.2 Phân loi khuyt tt mi hàn 7 2.3.2.1 Nt 7 2.3.2.2 Rỗ khí 8 2.3.2.3 Ln x 9 2.3.2.4 Không ngu 9 2.4 Gii thiu chung v siêu âm 10 2.5 Lch s phát trin ca siêu âm t hp pha 11 2.6 ng dng h thng dãy t hp pha 14 2.7 Các nghiên cuăliênăquanăđnăđ tài 14 2.7.1ăNgoƠiănc 14 2.7.2ăTrongănc 15 2.8 Các vnăđ khoa hc còn tn ti cn nghiên cuăđ gii quyt hin nay 16 Chng 3 17 C S LÝ THUYT 17 ix 3.1 Lý thuyt v siêu âm t hp pha 17 3.1.1 Khái nim 17 3.1.2 Các thành phnăcăbn ca h thng siêu âm t hp pha 17 3.1.3ăPhngăphápăkim tra siêu âm t hp pha 18 3.1.4ăuăđim ca siêu âm t hp pha so viăsiêuăơmăthôngăthng 19 3.2 Thit b siêu âm t hp pha 19 3.2.1 Máy siêu âm OmniScan MX2 19 3.2.2 Biuăđ dng kh ca thit b 20 3.2.3 Khi quét 21 3.2.4 Mu chun 22 3.2.5 Đu dò siêu âm t hp pha 23 3.2.5.1 Các loiăđu dò siêu âm t hp pha 23 3.2.5.2 Nguyên lý hotăđng caăđu dò t hp pha 23 3.2.6ăNêmăđu dò siêu âm t hp pha 24 3.2.7 B chia kênh 25 3.2.8 Nguyên lý siêu âm t hp pha 25 3.3 Lý thuyt v cácăphngăphápăhƠn 27 3.3.1ăPhngăphápăhƠnăh quang tay 27 3.3.2ăăHƠnăđin cực không nóng chyătrongămôiătrng khí bo v lƠăkhíătr 29 3.3.3ăăPhngăphápăhƠnăDơyăhƠnălõiăthuc 30 3.3.4ăăPhngăphápăhƠnăH quangădi lp thuc 31 Chng 4 32 XÂY DNG QUY TRÌNH KIM TRA MI HÀN GIÁP MI NG S DNG PHNG PHÁP SIểU ỂM T HP PHA 32 4.1ăQUYăTRỊNHăĐÀOăTO K THUT VIÊN 32 4.1.1 Theo tiêu chun BINDT 33 4.1.2 Theo tiêu chun IAEA TECDOC 470 34 4.2 QUY TRÌNH MUA SM VTăT,ăTHIT B SIÊU ÂM 35 4.2.1 Mcăđích 35 x 4.2.2 Phm vi áp dng 35 4.2.3 Tài liu tam chiu 35 4.2.4ăĐnhănghĩa 35 4.2.5 Ni dung mua smăchoăđ tài dự án 35 4.2.5.1 Phân giao trách nhim 35 4.2.5.2ăCăs 36 4.2.5.3ăLcăđ 36 4.2.5.4 Ni dung các hng mc 36 4.2.6ăLuătr 39 4.2.7 Ph lc 39 4.3 QUY TRÌNH KIM TRA MI HÀN GIÁP MI NG S DNGăPHNGă PHÁP SIÊU ÂM T HP PHA 40 4.3.1 Phm vi áp dng 40 4.3.2 Tiêu chun áp dng 40 4.3.3 Nhân sự kim tra siêu âm t hp pha 40 4.3.4 Chun b b mặt 40 4.3.5 Chun b cht tip âm 41 4.3.6 Chun b thit b 41 4.3.6.1 Máy kim tra xung di 41 4.3.6.2 B quét kim tra siêu âm t hp pha 41 4.3.6.3 Mu chun 43 4.3.6.4 Máy tính cá nhân 43 4.3.6.5 Dng c phù tr 43 4.3.7 Hiu chun thit b 43 4.3.7.1 Hiu chun vn tc 43 4.3.7.2 Hiu chunăđ tr nêm 49 4.3.7.3 Hiu chunăđ nhy 56 4.3.7.4 Hiu chunăđng cong TCG 62 4.3.7.5 Hiu chun b mã hóa v trí quét 62 xi 4.3.8 K thut kim tra siêu âm t hp pha 62 4.3.8.1 Phm vi kim tra (vùng kim tra) 62 4.3.8.2 Tcăđ quét 63 4.3.8.3 Kim tra viăđu dò t hp pha 63 4.3.8.4 Thit lp máy 63 4.3.8.5 Quy trình quét 64 4.3.8.6 K thut di chuynăđu dò 65 4.3.8.7ăĐánhăgiáăcácăch th 66 4.3.9 Tiêu chun chp nhn 66 4.3.10 Kim tra phn mi hàn sau khi sa cha 66 4.3.11 Báo cáo 66 4.4 QUY TRÌNH BO TRÌ THIT B SIÊU ÂM 68 4.4.1 Mcăđích: 68 4.4.2 Phm vi áp dng: 68 4.4.3 Tài liu liên quan: 68 4.4.4ăĐnhănghĩa/ăVit tt: 68 4.4.4.1ăĐnhănghĩa: 68 4.4.4.2 Vit tt 68 4.4.5ăLuăđ quy trình thực hin: 68 4.4.5.1ăLuăđ 68 4.4.5.2. Giiăthíchăluăđ bo trì: 69 4.4.6ăHng dn bo trì thit b OmniScan MX2 71 4.4.7ăHng dn bo trì thit b Cobra Scanner 71 4.4.8ăHng dn bo trì thit b WeldROVER 71 4.4.9 PH LC 71 4.5 QUY TRÌNH SA CHA THIT B SIÊU ÂM 72 4.5.1 Mcăđích: 72 4.5.2 Phm vi áp dng: 72 4.5.3 Tài liu liên quan: 72 xii 4.5.4ăĐnhănghĩa/ăVit tt: 72 4.5.4.1ăĐnhănghĩa: 72 4.5.4.2 Vit tt 72 4.5.5ăLuăđ quy trình kim tra chung: 72 4.5.5.1ăLuăđ 72 4.5.5.2 Giiăthíchăluăđ s cha: 73 4.5.6 Ph lc bo trì, sa cha thit b 76 Chng 5 77 CH TO MI HÀN NG ĐC THÙ CÓ KHUYT TT CHUN 77 5.1 Chn thit b và dng c hàn 77 5.2 Thit k mi ghép (kim mi ni) 77 5.3 Vt liu ch to chi tit mu 78 5.4 Trình tự ch to khuyt ttăhƠnăđặc thù 79 5.4.1 Khuyt tt nt 79 5.4.2 Khuyt tt ngm x 80 5.4.3 Khuyt tt thiu ngu cnh 81 5.4.4 Ch to chi tit mu có khuyt tt rỗ khí 82 5.5 Ch to thực nghim mu khuyt tt s 01 84 5.5.1 Bn v chi tit mi ghép 84 5.5.2 Chn vt liu ch to mu 84 5.5.3 To khuyt tt rỗ khí, không ngu cnh, ngm x và nt 85 5.5.3.1 Thit k mi ghép (kiu mi ni) 85 5.5.3.2ăHƠnăđínhăphôi 85 5.5.3.3 Hàn lp th nht 86 5.5.3.4 Hàn các lpăđp ch to khuyt tt rỗ khí 86 5.5.3.5 Hàn các lpăđp ch to khuyt tt không ngu cnh 87 5.5.3.6 Hàn các lpăđp ch to khuyt tt ngm x 89 5.5.3.7 Hàn các lpăđp ch to khuyt tt nt 90 5.5.3.8 Hàn các lpăđp ti các v trí không có khuyt tt 92 xiii 5.5.3.9 Hàn lp ph cho c mi ghép 92 5.5.4 Kt qu siêu âm mu s 01 bngăphngăphápăPA 93 5.5.5 Nhn xét 94 5.6 Ch to thực nghim mu khuyt tt s 02 95 5.6.1 Bn v mi ghép 95 5.6.2 Chn vt liu ch to mu 95 5.6.3 To khuyt tt rỗ khí và nt 96 5.6.3.1 Thit k mi ghép (kiu mi ni) 96 5.6.3.2 Ch to khuyt tt 96 5.6.4 Kt qu siêu âm mu s 02 bngăphngăphápăPA 96 5.6.5 Nhn xét 96 5.7 Ch to thực nghim mu khuyt tt s 03 97 5.7.1 Bn v mi ghép 97 5.7.2 Chn vt liu ch to mu 98 5.7.3 To khuyt tt rỗ ngm x 98 5.7.3.1 Thit k mi ghép (kiu mi ni) 98 5.7.3.2 Ch to khuyt tt 98 5.7.4 Kt qu siêu âm mu s 03 bngăphngăphápăPA 98 5.7.5 Nhn xét 99 5.8 Ch to thực nghim mu khuyt tt s 04 100 5.8.1 Bn v mi ghép 100 5.8.2 Chn vt liu ch to mu 100 5.8.3 To khuyt tt rỗ Rỗ khí và Không ngu 101 5.8.3.1 Thit k mi ghép (kiu mi ni) 101 5.8.3.2 Ch to khuyt tt 101 5.8.4 Kt qu siêu âm mu s 04 bngăphngăphápăPA 101 5.8.5 Nhn xét 102 5.9 Ch to thực nghim mu khuyt tt s 05 103 5.9.1 Bn v mi ghép 103 xiv 5.9.2 Chn vt liu ch to mu 103 5.9.3 To khuyt tt ngm x và nt 104 5.9.3.1 Thit k mi ghép (kiu mi ni) 104 5.9.3.2 Ch to khuyt tt 104 5.9.4 Kt qu siêu âm mu s 05 bngăphngăphápăPA 104 5.9.5 Nhn xét 105 Chngă6 106 KT LUN VÀ KIN NGH 106 6.1 Kt lun 106 6.2 Kin ngh 107 TÀI LIU THAM KHO 108 PH LC I 111 KT QU KIM TRA CHI TIT MU BNGăPHNGăPHÁPăSIểUăỂMăT HP PHA 111 xv DANH SÁCH CÁC CH VIT TT Ting Vit LVTN Lun VĕnăTt Nghip PGS.TS Phó Giáo S.ăTin Sĩ TS Tin Sĩ GVHD Ging Viên Hng Dn TP.HCM Thành Ph H Chí Minh Ting Anh DT Destructive Testing PA Phased Array UT Utrasonic Testing RF Radio Frequency SDH Synchronous Digital Hierarchy NDT Non Destructive Testing API American Petroleum Institute AWS American Weld Society DNV Det Norske Veritas DAC Distance Amplitude Correction TVG Time Varied Gain ECA Electronic Components Association TCG Time Corrected Gain TOFD Time Of Flight Diffraction PA UT Phased Array Utrasonic Testing ASME American Society of Mechanical Engineers ASTM American Society for Testing and Materials IAEA International Atomic Energy Agency BINDT The British Institute of Non Destructive Testing xvi TECDOC Technical document SMAW Shielded Metal Arc Welding GTAW Gas Metal Arc Welding SAW Submerged Arc Welding FCAW Flux Core Arc Welding DANH SÁCH CÁC BNG BNG TRANG Bng 4.1: Thông s k thutăvƠăkíchăthc các loiăđu dò [27] 42 Bng 4.2: Thông s k thut vƠăkíchăthc các loiănêmăđu dò [27] 42 Bng 5.1: Thông tin vt liuăcăbn [12] 78 Bng 5.2: Thành phn hóa hc ca thép ASTM A106 Grade B [12] 78 Bng 5.3: Thông tin vt liu tiêu hao [12] 79 Bng 5.4: Ch đ hàn cho lpăđp 86 Bng 5.5: Ch đ hàn cho lpăđp 87 Bng 5.6: Ch đ hàn ch to khuyt tt và các v trí còn li. 90 Bng 5.7: Ch đ hàn cho lpăđp 91 Bng 5.8: Kt qu siêu âm PA mu khuyt tt s 01 93 Bng 5.9: Kt qu siêu âm PA mu khuyt tt s 02 96 Bng 5.10: Kt qu siêu âm PA mu khuyt tt s 03 98 Bng 5.11: Kt qu siêu âm PA mu khuyt tt s 04 101 Bng 5.12: Kt qu siêu âm PA mu khuyt tt s 05 104 [...]... khí, xây dựng, ăđóngătàuầt i Vi t Nam 2 1.3.2 M c tiêu c th - Tìm hi u quy trình, tiêu chu n cácăn c trên th gi i v siêu âm t h p pha - Kh o sát hi n tr ng t i Vi t Nam v ki m tra siêu siêu âm t h p pha - Xây dựng quy trình ki m tra siêu âm s d ngăđ u dò t h p pha - Nghiên c u khuy t t tăhƠnăth - Nghiên c u ph ng gặp ph i trong thực ti n ch t o k t c u hàn ng pháp ch t o chi ti t m u có khuy t t t hàn. .. mối hàn giáp mối ống sử dụng phương pháp siêu âm tổ hợp pha tại Việt Nam ’ do h c viên lựa ch n có tính c p thi t và kh nĕngă ng d ng cao t i Vi t Nam 1.2 ụ nghĩa khoa h c và th c ti n c a đ tài Hi n nay n c ta, các công trình xây dựng nhƠămáyăđi n, nhà máy l c d u, các ngành công nghi păđóngătƠu ă, s l đ c ch tăl h yăđangăđ ng các dự ánăđ uăt ngƠyăcƠngătĕng.ăĐ đápă ng ng s n ph m và ti năđ công trình, ăcácăph... t t a) Liên kết hàn giáp mối b) Liên kết hàn góc 1 Vết nứt hố; 2 Vết nứt mặt trên; 3 Vết nứt ở vùng ảnh hưởng nhiệt; 4 Vết tách lớp ở vật liệu thép cơ bản (ở sát mối hàn) ; 5 Vết nứt dọc đường hàn; 6 Vết nứt ở gốc mối hàn; 7 Vết nứt bề mặt đáy mối hàn; 8.Vết nứt ăn sâu; 9 Vết nứt chân mối hàn; 10 Vết nứt ngang mối hàn; 11 Vết nứt dưới mối hàn; 12 Vết nứt ở bề mặt giáp ranh giữa mối hàn và thép cơ bản;... thu t siêu âm c các t ch că đĕngă ki m, nhà th u qu c t và Vi t Nam ch p nh n 16 Ch C S ng 3 LÝ THUY T 3.1 Lý thuy t v siêu âm t h p pha 3.1.1 Khái ni m M t k thu t m i trong ki m tra siêu âm là siêu âm t h p pha hay còn g i là siêu âm s d ngăđ uădòăđaăbi n t , siêu âm màu 3 chi u Siêu âm t h p pha đƣăt o nên cu c cách m ng v ch nă đoánă trongă yă h c và gi đơyă đangă lƠă m t trong các ph ng pháp NDTăđ... nghiên c u ph iă đ uă t ă chiă ti t m u có khuy t t t hàn, các chi ti t m u có khuy t t t hàn này có giá thành r t cao Nghiên c u ch t o m u chi ti t hàn trongăn c nh m góp ph n gi măchiăphíăđ uăt ăchoăvi căđƠoăt o k thu t viên ki m tra khuy t t t m i hàn thực sự là m t yêu c u c p thi tăđ i v iăn c ta hi n nay Đ gi i quy t ph n nào v nă đ trên,ă đ tài, Nghiên cứu xây dựng quy trình kiểm tra mối hàn. .. kinh nghi m Vì v y nghiên c u s d ngăph l ng pháp siêu âm t h p pha vào ki m tra ch t ng m i hàn giáp m i ng nh mă đ kh c ph că cácă nh că đi m c a ph ngă pháp siêu âm truy n th ng cóăýănghĩaăkhoaăh c h t s c quan tr ng và c n thi tăđ nâng cao nĕngăsu t, ch tăl ng m i hàn Mặt khác đ tài còn nghiên c u xây dựng qui trình ki m tra theo tiêu chu n ASME, ch t o chi ti t m u có khuy t t t hàn theo tiêu chu... trong quá trình s n xu t tự nhiên,ă doă đó,ă ngoƠiă vi c ph c v trongă đƠoă t o, quy trình ki m tra, các m u chi ti t hàn b khuy t t t có th đ c ph c v trongălĩnhăvực nghiên c u và phát tri n các k thu t ki m tra khuy t t t m i hàn m i 1.3 M c tiêu nghiên c u c a đ tài 1.3.1 M c tiêu t ng quát Hoàn thi năvƠăđ aăvƠoă ng d ng quy trình ki m tra m i hàn giáp m i ng b ng k thu t siêu âm t h p pha choăcácălĩnhăvựcăc... ph l ngă pháp ki m tra siêu âm s d ng ng pháp ch p nh phóng x trong ki mă tra đánhăgiáăch t ng m iăhƠnẰ.ăĐ tài lu năvĕnăth căsĩ,ăGVHD:ăTS.ăLêăChíăC ng,ăthángă4/2011 - Đ tài nghiên c u khoa h c c p b ắCông ngh v ki m tra siêu âm phased array thay th ph ng pháp ch p nh phóng x trong ki m tra ch tăl ng m iăhƠnẰ,ă Công ty Gi i pháp ki măđ nh Vi t Nam VISCO, 10/2011 Các nghiên c u khác: - Trung tâm K thu... ngăđ u dò t h p pha c a hãng Olympus - Kh i quét WeldROVER c a hãng Olympus - Kh i quét Cobra Scanner c a hãng Olympus - Máy hàn SMAW, máy hàn TIG, MIG - Quy trình ki m tra m i hàn giáp m i ng s d ngăph ng pháp siêu ơmăt h p pha - Ch t o th nghi m chi ti t m u có các khuy t t t hàn ng m x , thi u ng u, rỗ khí và n t 1.5 Ph ng pháp nghiên c u Ph ngă pháp nghiên c u là sự k t h p gi a nghiên c u lý thuy... căđ hàn quá l n, làm ngu i m i hàn quá nhanh [1] 1 Xỉ hàn và tạp chất có thể tồn tại trong mối hàn; 2 Nằm trên bề mặt mối hàn; 3 Chỗ giáp ranh giữa kim loại mối hàn và phần kim loại cơ bản; 4 Giữa các lượt hàn Hình 2.7: Khuy t t t l n x 2.3.2.4 Không ngấu 9 Hàn không ng u là m t d ng khuy t t t nghiêm tr ng vì nó s gây ra ng su tăd ă t iăđi măđóăvƠăs phá h y m i hàn Hàn không ng u sinh ra góc m i hàn, . hàn thực sự là mt yêu cu cp thităđi viănc ta hin nay. Đ gii quy t phn nào vnăđ trên,ăđ tài, Nghiên cứu xây dựng quy trình kiểm tra mối hàn giáp mối ống sử dụng phương pháp siêu. trên th gii v siêu âm t hp pha. - Kho sát hin trng ti Vit Nam v kim tra siêu siêu âm t hp pha. - Xây dựng quy trình kim tra siêu âm s dngăđu dò t hp pha. - Nghiên cu khuyt. t hp pha 17 3.1.3ăPhng pháp kim tra siêu âm t hp pha 18 3.1.4ăuăđim ca siêu âm t hp pha so vi siêu ơmăthôngăthng 19 3.2 Thit b siêu âm t hp pha 19 3.2.1 Máy siêu âm OmniScan