Thí nghiệm không phá hoại NDT "Non - destructive Testing" 09 Tháng Ba 2016 11:06:52 CH 1.1 Giới thiệu chung phương pháp thí nghiệm không phá hoại NDT 1.1.1 Khái niệm phương pháp thí nghiệm không phá hoại Thí nghiệm không phá hoại NDT viết tắt từ chữ tiếng Anh "Non - destructive Testing" - NDT Một phương pháp kiểm tra không phá hủy việc sử dụng phương pháp vật lý để kiểm tra phát khuyết tật bên bề mặt vật kiểm tra mà không làm tổn hại đến khả sử dụng chúng Phương pháp kiểm tra thí nghiệm không phá hoại ứng dụng nhiều ngành kỹ thuật như: • Công nghiệp có sử dụng nồi hơi, hệ thống đường ống bình áp lực • Cơ khí, đúc, luyện kim, rèn, dập • Giao thông, xây dựng, vật liệu • Thực phẩm đóng gói, đồ hộp, dược phẩm - Hải quan, an ninh, quốc phòng - Ngành hàng không, đường sắt, nhà máy điện, dầu khí, hóa chất - Đóng tàu, hàng hải, ô tô, tàu hỏa Do kiểm tra hệ thống vật lý không gây hư hại đến đối tượng kiểm tra phương pháp NDT, nên kỹ thuật có ý nghĩa mặt thời gian chi phí kiểm tra, thí nghiệm Việc phân tích kiểm tra đặt nên vấn đề phần mềm xử lý kết thí nghiệm phải đáng tin cậy phải thí nghiệm kiểm chứng thực tiễn trước đưa vào áp dụng rộng rãi Các phương pháp kiểm tra thí nghiệm không phá hoại thường dùng phổ biến Việt Nam phương pháp sau: - - Phương pháp kiểm tra siêu âm vật liệu - Phương pháp thẩm thấu Phương pháp chụp ảnh xạ 1.1.2 Ưu điểm phương pháp không phá hoại - Phát hầu hết khuyết tật bên vật liệu - Đo bề dày vật liệu cách xác - Xác định tính chất học cấu trúc hạt vật liệu - Đánh giá trình biến đổi tính chất vật liệu - Thực nhanh, chi phí rẻ, số phương pháp thí nghiệm gọn nhẹ, độ xác tin cậy đánh giá cao 1.2 Ứng dụng phương pháp thí nghiệm không phá hoại sử dụng xây dựng công trình Trong lĩnh vực xây dựng công trình nói chung phương pháp NDT ứng dụng sử dụng rộng rãi giới Việt Nam nghiên cứu nhiều trung tâm, Công ty lập lên dịch vụ thí nghiệm không phá hoại kiểm tra đánh giá chất lượng vật liệu trước thi công công trình, trước đưa vào khai thác sử dụng đánh giá tính trạng công trình trình sử dụng để có biện pháp xử lý, tăng cường chất lượng khai thác công trình xây dựng Xử lý cố trình thi công công trình; Đánh giá tình trạng phục vụ công tác bảo dưỡng, sửa chữa công trình khai thác; Đảm bảo chất lượng trình sửa chữa công trình Ở nước giới có nhiều phương pháp NDT ứng dụng vào nhiều lĩnh vực lĩnh vực xây dựng Các kết nghiên cứu cho đời nhiều phương pháp NDT đại áp dụng không kiểm tra chất lượng vật liệu lộ bên mà kiểm tra phận kết cấu ẩn dấu Để áp dụng rộng rãi phương pháp vào thực tế, người ta quan tâm đến việc xây dựng tiêu chuẩn thống để tiện cho việc ứng dụng công nghệ Trong lĩnh vực xây dựng dân dụng giao thông, đối tượng áp dụng kiểm tra không phá hủy - NDT rộng lớn NDT vấn đề chất lượng bên tình trạng thi công trường Như tên gọi NDT cho phép sử dụng giai đoạn công trình hoàn công để kiểm tra chất lượng Chúng sử dụng để phát đánh giá vùng bị nghi ngờ chất lượng từ khuyết tật nứt, rỗ rỗng đến phân lớp, bị rỉ mòn NDT sử dụng để xác định trạng công trình cũ, đặc biệt công tác điều tra khảo sát phục vụ cải tạo, mở rộng, nâng cấp đáp ứng yêu cầu sử dụng Các thông tin, số liệu kiến thức mà kiểm tra NDT thực công trình đem lại giúp giảm thiểu đáng kể lao động phải thực mẫu lấy thí nghiệm, đặc biệt trường hợp kết bị nghi ngờ, kiểm tra NDT lặp lại vị trí Trong xây dựng dân dụng, bê tông cốt thép vật liệu sử dụng rộng rãi Là vật liệu composie bền vững đòi hỏi tối thiểu việc tu bảo dưỡng trình sử dụng chúng thiết kế, thi công xây dựng sử dụng Tuy nhiên thực tế thật khó đảm bảo thực điều kiện kỹ sư thiết kế nhà xây dựng công tác phải dự tính đầy đủ yếu tố ảnh hưởng không tất ứng suất xuất công trình ảnh hưởng tới cường độ vật liệu sử dụng mà yếu tố nội môi trường hủy hoại vật liệu theo thời gian sử dụng Nói chung, hủy hoại xuống cấp công trình bê tông đóng góp hay nhiều yếu tố môi trường sai sót kết cấu Khi bê tông bị xuống cấp bị hủy hoại, phương pháp NDT có nhiều ưu cho việc điều tra khảo sát đánh giá yếu tố thường đem lại sáng tỏ mong đợi Việc chuẩn đoán xác cần thiết để đảm bảo hiệu lâu dài cho việc sửa chữa tiến hành gia cố Điều hoàn toàn phụ thuộc vào kết công việc điều tra khảo sát Tiêu chuẩn BS 1881: part 201 : 1986 thống kê NDT sử dụng hữu hiệu cho mục đích sau : - Kiểm tra chất lượng cấu kiện, kết cấu trường - Xác nhận chất lượng vật liệu từ nhà cung cấp đáp ứng yêu cầu kỹ thuật - Sáng tỏ nghi ngờ thi công liên quan đến trình trộn, mẻ trộn, đầm nén, bảo dưỡng - Theo dõi phát triển cường độ phục vụ công tác tháo coffa, chế độ bảo dưỡng, căng cáp ứng suất trước, nạp tải, hay mục đích tương tự Theo dõi thay đổi tính chất khác - Phát đánh giá phạm vi nứt, khuyết tật bê tông công trình - Xác định vị trí, số lượng phân bố cốt thép bê tông - Xác định độ đồng nhất, vị trí khoan lấy mẫu đại diện, lựa chọn ảnh hưởng tới cường độ vật liệu sử dụng mà yếu tố nội môi trường hủy hoại vật liệu theo thời gian sử dụng Nói chung, hủy hoại xuống cấp công trình bê tông đóng góp hay nhiều yếu tố môi trường sai sót kết cấu Khi bê tông bị xuống cấp bị hủy hoại, phương pháp NDT có nhiều ưu cho việc điều tra khảo sát đánh giá yếu tố thường đem lại sáng tỏ mong đợi Việc chuẩn đoán xác cần thiết để đảm bảo hiệu lâu dài cho việc sửa chữa tiến hành gia cố Điều hoàn toàn phụ thuộc vào kết công việc điều tra khảo sát Tiêu chuẩn BS 1881: part 201 : 1986 thống kê NDT sử dụng hữu hiệu cho mục đích sau : - Kiểm tra chất lượng cấu kiện, kết cấu trường - Xác nhận chất lượng vật liệu từ nhà cung cấp đáp ứng yêu cầu kỹ thuật - Sáng tỏ nghi ngờ thi công liên quan đến trình trộn, mẻ trộn, đầm nén, bảo dưỡng - Theo dõi phát triển cường độ phục vụ công tác tháo coffa, chế độ bảo dưỡng, căng cáp ứng suất trước, nạp tải, hay mục đích tương tự Theo dõi thay đổi tính chất khác - Phát đánh giá phạm vi nứt, khuyết tật bê tông công trình - Xác định vị trí, số lượng phân bố cốt thép bê tông - Xác định độ đồng nhất, vị trí khoan lấy mẫu đại diện, lựa chọn để thử tải - Tăng thêm độ tin cậy thực hạn chế kiểm tra phá hủy - Xác định phạm vi biến động giúp đỡ lựa chọn vị trí lấy mẫu - Xác nhận định phạm vi hủy hoại bê tông do: bị tải, bị mỏi, ảnh hưởng tác động hoá học có nguồn gốc bên bên ngoài, bị hoả hoạn, cháy nổ ảnh hưởng môi trường - Theo biến đổi tính chất vật liệu thời gian dài - Đánh giá độ bền (potential durable) bê tông - Cung cấp thông tin bảo hiểm, kéo dài tuổi thọ, thay đổi công (nâng cấp, mở rộng)… Đối với công trình kết cấu bê tông, bê tông cốt thép có nhiều phương pháp không phá hủy áp dụng để kiểm tra chất lượng Phương pháp kiểm tra mắt thường phương pháp đơn giản nhất, dễ sử dụng nhất, nhiên lại nhận biết hư hỏng khuyết tật bên đặc trưng chúng Phương pháp sử dụng phương pháp va đập - tiếng dội Khi gõ búa vào phận kết cấu âm phát cho biết tính trạng, chất lượng vật liệu Các phương pháp đại sau phát minh dựa nguyên lý sóng âm thanh, siêu âm, điện từ,… Đối với kết cấu móng công trình cần sử dụng phương pháp NDT để kiểm tra chất lượng trình thi công giai đoạn khai thác 1.3 Các phương pháp không phá hoại Việt Nam việc kiểm tra vật liệu chất lượng đường ô tô đường sân bay Trong công công nghiệp hóa đại hóa đất nước nay, với phát triển mạnh mẽ kinh tế, đôi với việc phát triển đầu tư hạ tầng kiến trúc thượng tầng Nhà nước ta quan tâm đặc biệt đến việc quản lý chất lượng công trình thi công từ khâu lập dự án đầu tư, khảo sát thiết kế, thi công nghiệm thu công trình để đưa vào sử dụng Để có công trình dù cao ốc, đường xá, công trình ngầm công trình xây dựng dân dụng nói chung thỏa mãn nhu cầu, đảm bảo sử dụng liên tục, lâu dài điều kiện an toàn chấp nhận, chúng phải thiết kế, thi công xây dựng đạt chất lượng tốt phải sử dụng bảo dưỡng trì yêu cầu thiết kế ban đầu Đòi hỏi kỹ sư thiết kế nhà xây dựng phải hiểu biết chi tiết, dự tính tất yếu tố ảnh hưởng từ ứng suất xuất tác động tới công trình ảnh hưởng tới cường độ vật liệu sử dụng yếu tố nội môi trường hủy hoại vật liệu theo thời gian sử dụng Ở Trung Tâm NDE CN TP Hồ Chí Minh, việc nghiên cứu triển khai ứng dụng kỹ thuật hạt nhân nói riêng kỹ thuật kiểm tra NDT công nghiệp nói chung nói năm 1982-1983 Trong 30 năm qua, trợ giúp Ủy Ban Năng Lượng Nguyên Tử Quốc Tế IAEA, Phòng thí nghiệm cầu đường Pháp LCPC Trung Tâm NDE CN TP Hồ Chí Minh tiến hành nhiều hoạt động nghiên cứu, xây dựng quy trình công nghệ triển khai áp dụng kỹ thuật NDT phục vụ cho công tác điều tra khảo sát kiểm tra chất lượng công trình xây dựng Là đơn vị đầu lĩnh vực nghiên cứu phát triển kỹ thuật NDT, đội ngũ cán nghiên cứu, chuyên gia, giáo sư với kinh nghiệm kiến thức nghiên cứu nhiều năm qua hỗ trợ, giúp đỡ chuyển giao nhiều kỹ thuật NDT đến nhiều đơn vị Công nghiệp lựa chọn giải pháp hợp lý, tiêu chuẩn kỹ thuật công nghệ kiểm tra đại đem lại lợi ích cho khách hàng thông qua chi phí thấp, tiết kiệm thời gian đặc biệt có chất lượng dịch vụ cao Đối với bê tông cốt thép, phân loại kiểm tra trường thường sử dụng phổ biến : - Kiểm tra kiểm soát (Control Tesing): thường nhà thầu hay nhà sản xuất thực nhằm xác định tiêu cần thiết loại vật liệu cung cấp - Kiểm tra thỏa mãn thiết kế (Compliance Testing): thực theo yêu cầu cán kỹ thuật công trường theo thỏa thuận để đánh giá tiêu kỹ thuật theo thiết kế - Kiểm tra xác minh (Secondary Testing) : thực kết cấu từ mẫu lấy từ kết cấu Loại kiểm tra yêu cầu có nghi ngờ tính thực tiễn kết hai phép kiểm tra cần kiểm tra bê tông cũ kết cấu bị hư hỏng, cố Loại kiểm tra thứ thứ theo truyền thống phổ biến thực mẫu chuẩn đúc từ mẻ trộn với bê tông kết cấu Tuy nhiên mẫu chuẩn coi đúc từ loại vật liệu, không đại diện cho chất lượng thực tế bê tông kết cấu Đó kết nhiều nguyên nhân khác vật cung cấp không hoàn toàn đồng nhất, chế độ đầm nén, bảo dưỡng tay nghề khác nhau, tất để lại ảnh hưởng lâu dài Các phương pháp NDT giúp đỡ khắc phục nhược điểm qua kiểm tra đối chứng tính tương đồng mẫu chuẩn kiểm tra bê tông toàn kết cấu Các phương pháp NDT công cụ hữu hiệu để kiểm soát tuân thủ theo thiết kế Các thông số lớp bê tông bảo vệ mỏng, đầm chưa đủ, số lượng vị trí cốt thép đặt không đúng, chưa đủ, bảo dưỡng bê tông hay thực quy trình xử lý đặc biệt bơm vữa vào ống cáp căng dự ứng lực kiểm tra NDT cung cấp nhanh chóng xác Hiện NDT Việt Nam đóng góp hiệu quả, tin cậy nhanh chóng hoạt động quản lý chất lượng công trình xây dựng đường ô tô sân bay theo nội dung : - Cung cấp kỹ thuật tái kiểm định công tác điều tra khảo sát địa chất thủy văn, địa chất công trình, cấu trúc địa tầng - Ảnh hưởng yếu tố môi trường khí hậu đến tuổi thọ công trình: xói mòn, bồi lấp, xâm thực yếu tố môi trường, tuổi thọ công trình tác động khí hậu, nhiệt độ, nước mặn - Kiểm định hỗ trợ giám định kỹ thuật chất lượng thi công, nghiệm thu hoàn công: đánh giá tiêu kỹ thuật tuân thủ thiết kế vật liệu, kết cấu công trình, phát dự báo sớm nguyên nhân hư hỏng Vùng chất lượng thấp, biến động, chất lượng cáp dự ứng lực - Kiểm định trạng chất lượng công trình phục vụ cho công tác bảo trì, sữa chữa, nâng cấp, thay đổi mục đích sử dụng : yếu tố hủy hoại bê tông, cấu, nguyên nhân hủy hoại cốt thép, đánh giá trạng rỉ mòn, tốc độ rỉ mòn - Đánh giá tuổi thọ công trình: diện nứt, tốc độ phát triển, độ sâu nứt Những yếu tố, tốc độ hủy hoại, nguy ăn mòn cốt thép trình khai thác đánh giá kiểm định chất lượng công trình cầu đường Đặc biệt mặt đường sân bay dùng phương pháp đánh giá số phân cấp mặt đường (PCN) sân bay sử dụng công nghệ thí nghiệm không phá huỷ (NDT), không gây tổn hại cho kết cấu mặt đường, thí nghiệm nhanh mà không ảnh hưởng đến việc vận hành sân bay, kinh tế nhiều so với phương pháp khác Nội dung chi tiết phương pháp đề cập chi tiết chương luận văn Các phương pháp thí nghiệm không phá hoại sử dụng Việt Nam lĩnh vực khác bao gồm số phương pháp sau : - Kiểm tra cách chụp ảnh phóng xạ X, tia Gamma (RT) - Kiểm tra phương pháp siêu âm (UT) - Kiểm tra phương pháp thẩm thấu (PT) - Kiểm tra phương pháp hạt từ (MT) - Kiểm tra phương pháp điện từ (ET) ...Các phương pháp kiểm tra thí nghiệm không phá hoại thường dùng phổ biến Việt Nam phương pháp sau: - - Phương pháp kiểm tra siêu âm vật liệu - Phương pháp thẩm thấu Phương pháp chụp ảnh xạ... phương pháp không phá hoại - Phát hầu hết khuyết tật bên vật liệu - Đo bề dày vật liệu cách xác - Xác định tính chất học cấu trúc hạt vật liệu - Đánh giá trình biến đổi tính chất vật liệu - Thực... phương pháp thí nghiệm gọn nhẹ, độ xác tin cậy đánh giá cao 1.2 Ứng dụng phương pháp thí nghiệm không phá hoại sử dụng xây dựng công trình Trong lĩnh vực xây dựng công trình nói chung phương pháp