cong nghe han tau thuy

TỐM TẮT BÀI GIẢNG : CƠNG NGHỆ HÀN TÀU Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ TÀU THỦY NHU CẦU HÀN TÀU 1.1 Giới thiệu tàu thủy Hình 1: Hình dáng bên ngồi số tàu (a), (b)(c) 1.2 Giới thiệu sơ lược Quy trình cơng nghệ sửa chữa tàu : Sửa chữa Tàu thủy Căn tuyến hình vỏ tàu, xác định điểm kê, đưa tàu lên dock, sàn nâng Phân xưởng vỏ Phân xưởng động lực Khảo sát sơ phận vỏ, xác định cấp sửa chữa Khảo sát sơ phần động lực, xác định cấp sửa chữa Phun nước ngọt, rửa mặn, phun cát Tháo bánh lái chân vịt, trục chân vịt Thay tơn, dọn vệ sinh khu vực, rà tơn theo kích thước hàn theo kết cấu Tháo chi tiết sửa chữa chỗ đưa lên phân xưởng gia cơng lại Vệ sinh tơn sơn Lắp ráp, hồn chỉnh chi tiết Nghiệm thu kỹ thuật Hạ thủy Chạy thử Bàn giao tàu Hình 2: Giới thiệu Quy trình tóm tắt sửa chữa tàu 1.3 Giới thiệu sơ lược Quy trình cơng nghệ đóng tàu 1.3.1 GIAI ĐOẠN 1: THIẾT KẾ Ở giai đoạn này, người ta thực vẽ thiết kế hình dáng vỏ tàu chân vịt, đồng thời tiến hành chế tạo thử mơ hình tàu sau kí hợp đồng có đặc tính kỹ thuật Tiến hành thiết kế (Basic design): Trong bao gồm tính tốn thử nghiêng, khả ổn tính, kết cấu như: đường hình dáng, mặt cắt ngang, vách chính, boong, phần mũi, phần lái v v Tiến hành thiết kế kỹ thuật thiết kế thi cơng (Technical and Production designs): Trong q trình vẽ kết cấu tàu, hệ thống ống, máy, điện triển khai chi tiết Các vẽ thi cơng thực cho kết cấu tổng đoạn, lắp đặt thiết bị v.v Đồng thời tiến hành xác định đặc tính sơn cho vỏ tàu Các vẽ thiết kế bản, kỹ thuật thi cơng thực máy tính phần mềm thiết kế, liệu vế vật tư, thiết bị cần mua chuyển qua mạng nội sang phận mua bán vật tư, thiết bị để tiến hành thủ tục đặt hàng 1.3.2 GIAI ĐOẠN 2: CẮT TƠN (Một số nhà máy làm lễ cắt tơn để thức khởi cơng đóng tàu) Đầu tiên tơn sơn lót, sau chuyển đến phân xưởng cắt dây chuyền Trên sở thơng tin thu nhận từ máy tính, máy cắt tự động cắt tơn theo vẽ thiết kế Mỗi tơn cắt có kí hiệu riêng sau chúng chuyển sang phân xưởng lắp ráp 1.3.3 GIAI ĐOẠN 3: LẮP RÁP PHÂN, TỔNG ĐOẠN  Hàn Trong q trình lắp ráp, tơn riêng biệt hàn vào với thành phân, tổng đoạn Cơng việc lắp ráp thực theo qui trình sản xuất, tơn phẳng khung đọc, khung ngang lắp trước, sau nối với phần cong Q trình hàn thực dây chuyền Ở nhà máy đóng tàu lớn Hàn Quốc, hàng ngày phân xưởng tiến hành lắp từ 20 đến 30 tổng đoạn, có trọng lượng tới 300T Hiện hay làm lễ đặt ky lễ thức đưa phân đoạn tàu lên đà để tiến hành lắp ráp 1.3.4 GIAI ĐOẠN 4: SƠ BỘ LẮP RÁP CÁC KHÍ CỤ, GIÁ ĐỠ Rất nhiều thiết bị lắp sơ lắp ráp phân, tổng đoạn tàu Các đường ống, cáp điện lớn bệ máy đặt đồng thời phân, tổng đoạn Rất nhiều phận thiết bị cho buồng máy, cho đường ống, dây điện lắp sơ 1.3.5 GIAI ĐOẠN 5: SƠN Các phân, tổng đoạn sau lắp xong chuyển đến phân xưởng sơn xe chở tổng đoạn Bề mặt tơn tổng đoạn làm sau sơn từ đến lớp sơn Các chỗ dùng để nối tổng đoạn với sơn kỹ sau tổng đoạn hàn nối với đà Hiện nhiều nhà máy đóng tàu đại có phân xưởng sơn lớn, trang bị đầy đủ thiết bị chống nhiễm sử dụng hoại sơn khơng độc, thân thiện với mơi trường, chống gỉ tốt, khơng gây tổn hại cho sức khoe người kéo dài tuổi thọ tàu 1.3.6 GIAI ĐOẠN 6: ĐẤU TỔNG ĐOẠN TRÊN ĐÀ Sau sơn xong bãi lắp ráp ngồi trời gần đà, phân đoạn nhỏ hàn với để thành tổng đoạn lớn Các tổng đoạn lớn đưa lên đà để hàn đấu với thành tàu 1.3.7 GIAI ĐOẠN 7: HẠ THỦY Sau đấu xong tổng đoạn phần mũi, lái, tàu hạ thủy xuống nước đưa cầu tàu để tiếp tục lắp phần ca bin thượng tầng thiết bị khác Theo truyền thống, hạ thủy người mẹ đỡ đầu cho tàu ném chai sâm panh vào phần mũi tàu Sau chai sâm panh vỡ tung, tàu cắt dây giữ đẩy xuống nước Trong lễ hạ thủy tàu hàng 53.000 DWT số mang tên Blue Diamond Nhà máy đóng tàu Hạ Long, Tiến sĩ Phạm Th Hồng, phu nhân Chủ tịch Tập đồn Vinashin Phạm Thanh Bình Tập đồn Graig định làm mẹ đỡ đầu cho tàu bà ném chai sâm panh để thức tiến hành việc hạ thủy 1.3.8 GIAI ĐOẠN 8: LẮP HỒN CHỈNH THIẾT BỊ Trên bệ, giá đặt sẵn giai đoạn trước tàu, thiết bị máy chính, nồi hơi, thiết bị máy, thiết bị điện tiến hành lắp hồn thiện buồng máy, ca bin khu vực khác tàu Tuy nhiên, nhà máy đóng tàu Hàn Quốc có tới 90% thiết bị lắp lên tàu trước hạ thủy, lắp thiết bị bờ điều kiện ổn định tốt chất lượng lắp ráp tốt 1.3.9 GIAI ĐOẠN 9: THỬ ĐƯỜNG DÀI Trong q trình thử đường dài, tất chức hệ thống tàu kiểm nghiệm hoạt động hành trình thật Máy chính, trạm phát điện hoạt động cung cấp điện cho tất thiết bị để tiến hành thử hệ thống Chủ tàu quan Đăng kiểm tham gia thử đường dài để xác nhận tồn hạng mục theo hợp đồng thiết kế 1.3.10 GIAI ĐỌAN 10: BÀN GIAO Sau tàu thử đường dài xong làm lễ bàn giao cho chủ tàu Sau bàn giao xong, tàu phép thức vận hành 1.4 Hệ thống an tồn, bảo hộ lao động phòng chống cháy nổ : Các u cầu an tồn phòng chống cháy nổ, bảo hộ lao động Cơng ty thực đầy đủ chấp hành nghiêm túc Cơng ty An tồn để sản xuất, sản xuất phải an tồn phương châm mà ban giám đơc đề Cơng ty trang bị đầy đủ thiết bị bảo hộ cho cơng nhân sản xuất, cán kỹ thuật, cơng nhân xưởng phải đầy đủ áo quần, giày mũ phòng hộ vào phân xưởng sản xuất Sử dụng nhiều biển báo hướng dẫn an tồn lao động, vệ sinh lao động Cán Cơng ty thường xun tổ chức đợt kiểm tra cơng tác bảo hộ lao động phân xưởng sản xuất Các thiết bị phòng chống cháy nổ trang bị đầy đủ kiểm tra liên tục Khơng hút thuốc phân xưởng sản xuất Sử dụng máy móc thiết bị quy trình, quy phạm an tồn trách nhiệm người thợ Với quy trình sử dụng bảo quản máy móc, cơng nhân hướng dẫn đầy đủ quy trình cách vận hành máy, cách sử dụng an tồn thiết bị bảo hộ sử dụng vận hành máy 1.5 Giới thiệu số hình ảnh đóng sửa chữa tàu: Hình 1.3 Tàu nhơm đóng cơng ty Sơng Thu Bộ Quốc Phòng Hình 1.4 Chân vịt Hình 1.5 Máy rà tơn sau hàn Hình 1.6 Đặt ky tàu Hình 1.7 Hàn tàu Hình 1.8 Đang lắp ráp tàu 1.6 Nhu cầu hàn cơng nghệ đóng sửa chữa tàu Hình 1.9 u cầu hàn tàu:  u cầu đảm bảo tính  u cầu độ kín  u cầu chất lượng  Các u cầu khác: chống ăn mòn, va đập, lực khơng đều, 1.6.1 Hàn nhà xưởng 1.5.2 Hàn ngồi trường Hình 1.20 Hình 1.21 Tàu Âu Lạc 01 làm cơng nghệ UHP nhà máy đóng tàu Ba Son, TP.HCM (Ảnh: Nguồn tin) 10 Giá trò CE cao nguy nứt nguộigen lớn Thông thường , với thép giá trò CE < 0.4 không nhạy cảm đến nứt nguội vùng ảnh hưởng nhiệt , hàn với qui trình hàn với que hàn có hàm lượng hydrogen thấp Bề dày kim loại hàn Bề dày kim loại hàn có ảnh hưởng lớn đến tốc độ nguội tác động đến độ cứng cấu trúc tế vi vùng ảnh hưởng nhiệt tích lũy khí hydrogen mối hàn Khái niệm 'thickness tích hợp mối hàn , nghóa tổng bề dày vật liệu tiếp cận với mối hàn, xác đònh , nhờ vào dạng mối hàn , tốc độ nguội vùng ảnh hưởng nhiệt độ cứng Tóm lại , ( Fig 3, ) Mối hàn góc có nguy lớn mối hàn đâu mí với bề dày vật liệu Fig.3 Bề dày tích hợp (Combined thickness) tính cho mối hàn góc mối hàn đâu mí Ứng suất tác động lên mối hàn Ứng suất tác động lên mối hàn chòu ảnh hưởng lớn kết cấu , bề dày hình dạng , gá đặt mối hàn Theo phân bố ứng suất vết nứt khởi đầu từ chân mối hàn đáy mối hàn Gá đặt tồi mối hàn góc tăng nguy nứt Mức độ “ràng buộc” tác động lên mối hàn tăng theo tiến trình hàn tăng độ cứng kết cấu hàn Năng lượng hàn (Heat input) Năng lượng hàn tác động trình hàn kết hợp với bề dày chi tiết nhiệt độ nung sơ , xác đònh trình nhiệt hàn , từ có ảnh hưởng đến cấu trúc độ cứng vùng ảnh hưởng nhiệt kim loại hàn W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 34 Năng lượng hàn cao làm giãm độ cứng Năng lượng hàn đơn vò chiều dài mối hàn tính nhờ công thức: V = Điện áp hồ quang (V) A = Dòng điện hàn (A) S = Tốc độ hàn (mm/min) k = Hệ số hiệu dụng (thermal efficiency factor) Khi tính toán lượng hàn hệ số hiệu dụng tính theo BS EN 1011-1: 1998 cho phương pháp hàn hồ quang sau : Hàn hồ quang chìm dây đơn 1.0 Hàn que SMAW 0.8 Hàn MIG/MAG dây thuốc FCAW 0.8 Hàn TIG plasma 0.6 Khi hàn que , lượng hàn thường kiểm soát cách hàn hết toàn que hàn với chế độ xác đònh Sau tính lượng cho đơn vò chiều dài mối hàn Tất nhiên lượng phụ thuộc vào kỹ thuật hàn (lắc que , dừng biên ) Nung sơ , Nung lớp hàn nung sau hàn để loại trừ nứt nguội (Preheating, interpass and post heating to prevent hydrogen cracking) Như nói có ba yếu ảnh hưởng đến nguy nứt nguộigen: • Lượng hydro chứa mối hàn • Sự hình thành tổ chức cứng , dòn vùng ảnh hưởng nhiệt • Ứng suất dư tác động mối hàn Trong thực hành , với điều kiện xác đònh (thành phần vật liệu , bề dày chi tiết hàn , kiểu mối nối, thành phần que hàn lượng hàn ), nguy nứt nguội loại bỏ nhờ tác động lên chu trình nhiệt hàn Nung sơ (Preheat) Nung sơ làm giãm tốc độ nguội , cho phép hydro khuếch tán loại trừ việc hình thành cấu trúc cứng nhạy cảm với trình sinh vết nứt Nhiệt độ nung sơ ứng với thép carbon carbon-mangganese cho BS 5135 nhiệt độ nung sơ đến 200°C tùy thuộc vào bề dày hàm lượng carbon tương đương (CE) W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 35 Nung lớp hàn nung sau hàn (Interpass & post heating) Bởi vết nứt nguội xuất nhiệt độ chi tiết hàn cao nhiệt độ môi trường , việc trì nhiệt độ chi tiết hàn chế tạo có tác dụng quan trọng Đối với loại thép dễ nứt , thường phải trì nhiệt độ nung khoảng đến giờ, hydro có điều kiện thoát hết khỏi vùng hàn Đối với trường hợp nhạy cảm với nứt nguội hàn thép có số CE cao mối hàn kết cấu phức tạp , nhiệt độ nung thời gian giữ nhiệt cần tăng cao 250-300°C Sự nung sau hàn - Post weld heat treatment (PWHT) cần thực kết thúc trình hàn nghóa không cần đợi chi tiết nguội Tuy nhiên, thực hành , kiểm tra thực nhiệt độ thường nên nguy loại bỏ xác đònh sau tiến hành nung sau hàn Đối với loại thép biến cứng nhiệt cần phải ủ (temper) để loại bỏ cấu trúc “cứng” tồn sau PWHT Trong vài tình ,Cần tiến hành trình nung theo qui trình nghiêm ngặt để loại bỏ nguy nứt dựa vào dẫn BS 5135 Phụ lục E tiêu chuẩn đề cập đến điều kiện sau : a Chòu căng kéo cao b Bề dày > 50mm c Thép có hàm lượng carbon tương đương thấp (thép C-Mn với C =0.1% CE ~ 0.42) d Thép 'clean' có hàm lượng lưu huỳnh thấp (S cở 0.008%), lưu huỳnh thấp oxy thấp làm tăng khả biến cứng nhiệt thép e Các mối hàn hợp kim nơi mà riêng nung nóng sơ không đủ để loại trừ vết nứt vùng ành hưởng nhiệt Qui trình que hàn làm giãm hydro cần áp dụng Lược đồ xác lập nhiệt độ nung sơ để loại trừ vết nứt cần thiết lập ứng với nồng độ hydro dự kiến có mối hàn , độ bền kéo lượng hàn Dùng que hàn austenitic nickel để chống nứt Trong trường hợp nung sơ tiến hàn không cải thiện tình trạng nứt,chúng ta cần dùng que hàn loại austenite Que hàn Inox austenite que nickel tạo nên mối hàn mà nhiệt độ môi trường có độ hòa tan hydro cao loại thép ferrite Thế nên , hydrogen hình thành trình hàn bò ‘khóa’ mối hàn , lượng nhỏ khuếch tán sang vùng ảnh hưởng nhiệt nguội lại loại que thường dùng loại 23Cr:12Ni (theo BS 2926:1984) Tuy nhiên , hợp kim nickel có độ dãn nở nhiệt thấp thép inox, nên que nickel austenitic thích hợp hàn kết cấu hàn chòu căng kéo phức tạp nhằm giãm biến dạng co Figure nhiệt độ nung tham khảo dùng que hàn hợp kim austenitic Khi hàn thép có 0.2%C, cần phải nung sơ Tuy nhiên , 0.4%C cần phải nung đến 150°C để loại bỏ nguy nứt vùng ảnh hưởng nhiệt nh hưởng nồng độ hydro độ căng kéo mô tả hình W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 36 Fig.1 Nhiệt độ nung sơ hàn với que austenitic lương hàn 12kJ/mm a) Căng kéo thấp (e.g bề dày 30mm) Phương pháp thực hành loại trừ nứt nguội Giãm hòa tan hydro mối hàn Phương pháp hiệu để loại trừ nứt nguội giãm hòa tan hydro vào kim loại hàn nhờ vào qui trình hàn que hàn giãm hòa tan hydro Qui trình hàn phân nhóm tùy thuộc vào mức độ hydro hòa tan vào mối hàn , chúng gồm thấp , thấp , trung bình cao : Rất thấp 15ml/100g Hình (Figure 2) cho nhìn khái quát lượng hydrogen tương đối phương pháp hàn hồ quang tạo W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 37 Fig.2 Quan hệ hydro (potential hydrogen) lượng hydro hòa tan mối hàn phương pháp hồ quang Hướng dẫn chung Dưới hướng dẫn chung Bảng hướng dẫn dùng cho loại thép đònh theo BS 5135 BS EN 1011: Thép thường Mild steel (CE 0.5) - Nung sơ ,sử dụng qui trình que hàn giãm,nung sau hàn làm nguội chậm Tham khảo chi tiết BS 5135 Kỹ thuật thực hành Sau biện pháp kỹ thuật cần thực để giãm nguy nứt nguội: • Làm khu vực hàn khỏi sơn , dầu , bụi , gỉ • Dùng qui trình giãm hydro W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 38 • • • • • • • • Sấy kỹ que hàn thuốc hàn Giãm ứng suất mối hàn h giãm khe hở tác động căng kéo hàn Nếu phải nung theo qui trình hàn đính phải nung Nung dãi rộng 75mm cách hai bên mối hàn bảo đảm nung suốt bề dày chi tiết hàn Xác đònh nhiệt độ nung mặt (sau) chi tiết , cần kéo dài thời gian nung để bảo đảm nhiệt độ đồng Bảo đảm lượng hàn xác Duy trì nhiệt độ khoảng -:- sau hàn hàn thép dễ nứt Dùng que hợp kim austenite , nickel loại trừ nguy nứt xử lý nhiệt Tiêu chuẩn chấp nhận Theo BS EN 25817 (ISO 5817) không chấp nhận nứt (hydro) nguội ba cấp độ D , C B Kiểm tra sửa chữa Nứt (hydro ) nguội nhỏ chìm sâu , khó xác đònh Các vết nứt lộ bề mặt kiểm tra VT , PT , MT Đối với vết nứt ẩn sâu UT tỏ có ưu RT phát Phải loại bỏ phần bò nứt 5mm sau hàn lại với qui trình kiểm soát chặt chẽ Thường phải nung sơ 50°C Nứt lớp- lamellar tearing Nứt lớp (Lamellar tearing) xuất phía mối hàn , đặc biệt hàn thép nguội có độ dẽo thấp Nhận dạng Biểu Đặc điểm nứt lớp xuất mối T hàn góc , thường nằm phần kim loại hàn , song song với biên nóng chảy mối hàn (Fig 1) Các vết nứt xuất chân đáy mối hàn , nơi tập trung ứng suất cao Mặt gãy Mặt gãy nằm dọc theo cấu trúc thớ kim loại hàn (Fig 2) W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 39 Fig Nứt lớp mối hàn chữ T Fig Mặt gãy nứt lớp Kim tương Hiện tượng nứt lớp liên quan chặc chẽ với tập trung khuyết tật kéo dài nằm dọc theo bề mặt vật liệu hàn Vết gãy thường nằm dọc biên giới hạt có hình dạng mấp mô Nguyên nhân Có ba điều kiện để sinh nứt lớp: Biến dạng ngang (Transverse strain) – co rút mối hàn tác động mạnh lên bề mặt chi tiết hàn Sự đònh hướng mối hàn (Weld orientation) – biên nóng chảy mối hàn nằm song song với khuyết tật nằm dọc theo thớ kim loại Sự nhạy cảm vật liệu với nứt - Chi tiết hàn có độ dẽo chòu căng theo hướng thẳng góc thớ Vì , nguy nứt lớp lớn tiến trình hàn gây nên ứng suất co rút thẳng góc thớ vật liệu Nguy lớn hàn vật liệu cán nguội mối hàn có nồng độ hydro cao Các nhân tố giãm nguy nứt lớp Chọn vật liệu , thiết kế mối hàn , trình tự hàn , que hàn , nung sơ hàn lớp đệm (buttering) giúp giãm thiểu nguy nứt lớp Vật liệu Nứt lớp xuất hàn thép cán Thực tế mác thép nhạy cãm với nứt lớp có cấp thép có số co thắt ngang - Short Transverse Reduction in Area (STRA) thấp có nguy nứt lớp Thường , thép có STRA > 20% chống nứt lớp tốt STRA < W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 40 10 -:- 15% hàn phải cẩn thận tránh nứt lớp cách thiết kế mối hàn qui trình hàn hạn chế tập trung ứng suất co rút theo hướng thẳng góc thớ (Fig 3) Thép có độ bền cao nguy lớn chi tiết dày 25mm Thép xử lý với (Aluminium treated steels) có hàm lượng lưu huỳnh thấp ( 20 % (Sick !) Thiết kế mối hàn Nứt lớp xuất mối hàn tạo ứng suất co rút tập trung tác động theo phương thẳng góc thớ cán Thường mối hàn kiểu T mối hàn góc Các kiểu hàn T chữ thập hàn ngấu hoàn toàn dễ bò nứt lớp Mối hàn chữ thập dày khiến chúng uốn , biến dạng hàn có nguy nứt lớp lớn Mối hàn đâu mí , ứng suất sinh hàn không tác động theo phương bề dày , nên nguy nứt lớp Bởi biến dạng góc làm tăng ứng suất chân gốc mối hàn , nên nứt lớp xảy hàn dày độ căng kéo hàn gây biến dạng uốn Hình Fig Là gợi ý thiết kế giúp loại trừ nứt lớp • Thay mối hàn ngấu hoàn toàn mối hàn hai phía Vì nứt lớp xuất hàn kiểu T ngấu hoàn toàn, Fig 4a • Hàn ngấu từ hai phía nguy nứt lớp hàn phía trình hàn đối xứng giãm ứng suất co rút giãm nguy nứt lớp Fig 4b • Thay hàn mối hàn lớn phía , nên thay mối hàn nhỏ hàn hai phía, Fig 4c • Thay đổi thiết kế mối hàn ( vát mép) cho biên nóng chảy mối hàn không song song với bề mặt thớ cán biện pháp hữu hiệu giãm nguy nứt lớp Fig 4d W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 41 Fig Cấu hình tham khảo thiết kế hàn giãm nguy nứt lớp Fig 4a Fig 4b Fig 4c Fig 4d Kích thước mối hàn Nứt lớp xuất mối hàn kích thước lớn Thường với mối hàn T góc có kích thước chân > 20mm Bởi nguyên nhân gây nứt lớp căng kéo khả biến dạng hàn , nên mõng khó nứt lớp dày Hàn mối hàn T góc có khe hở có nguy nứt lớp thấp Trình tự hàn Vì vật liệu thiết kế mối hàn nhân tố tạo nguy nứt lớp,nên trình tự hàn có vai trò thứ yếu việc giãm nguy Tuy nhiên , Nhiệt hàn cao , ứng suất sinh vùng ảnh hưởng nhiệt thấp , vùng ảnh hưởng nhiệt lớn mối hàn ngấu sâu lại có lợi cho giãm nguy nứt lớp W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 42 Nồng độ hydro mối hàn lớn nguy nứt lớp lớn Nen dùng qui trình que hàn giãm hydro để hạn chế nguy nứt lớp Que hàn Khi nên chọn que hàn có độ bền thấp phép mối hàn dễ biến dạng giãm sức căng bề mặt hàn Que hàn có đường kính nhỏ , tạo lớp hàn có kích thước nhỏ , hàn nhiều lớp ,sẽ cải thiện chu trình nhiệt khữ ứng suất hàn tạo hiệu đáng kể cho mục tiêu giãm nguy nứt lớp Que hàn hydro thấp hạn chế nồng độ hydro mối hàn , giãm khuyếch tán hydro vào vùng ảnh hưởng nhiệt giãm nguy nứt lớp Nhớ phải sấy que hàn Nung sơ Như biết nung sơ hạn chế khuyếch tán hydro vào vùng ảnh hưởng nhiệt Tuy nhiên cần lưu ý kết cấu hàn chòu căng kéo cao , việc nung sơ gây nhiều bất lợi , chúng làm tăng biến dạng nhiệt , mối hàn nguội lại làm tăng ứng suất Do , để hạn chế hấp thu hydro áp dụng nung sơ song cần lưu ý đến ứng suất nhiệt tăng thêm trình nung sơ gây Hàn lớp đệm (Buttering) Hàn lớp đệm dễ bò nứt que hàn có độ bền kéo thấp giải pháp hữu hiệu chống nứt lớp Như thấy hình (Fig 5) mối hàn T thực qua trung gian lớp đệm bề mặt dễ nứt Cần bảo đảm cho lớp đệm rộng khu vực hàn từ 15 đến 25mm dày từ đến 10mm Fig Hàn lớp đệm chống nứt lớp a) Hàn lớp đệm (độ bền thấp) dễ nứt b) in-situ buttering In-situ buttering có nghóa đắp lớp hàn có độ bền thấp dễ nứt trước đắp mối hàn Tuy nhiên , ứng dụng giải pháp cần tính toán lại độ bền chung mối hàn W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 43 Tiêu chuẩn chấp nhận Nứt lớp không chấp nhận ba cấp độ B, C D theo BS EN 25817 (ISO 5817) Kiểm tra sửa chữa Các vết nứt lộ phát nhờ phương pháp VT , PT MT Các khuyết tật chìm sâu phát nhờ UT song khó phân biệt với dãy ngậm xỉ Hầu phát nứt lớp phương pháp RT Nứt nung lại - reheat cracking Phá hũy bình cao áp thép CrMoV độ dai (toughness) kém,và ứng suất dư ,và nứt (hydro) nguội Nhận dạng Biểu Nứt nung lại (Reheat cracking) xuất kết cấu thép hợp kim thấp , đặc biệt chứa nguyên tố chromium, vanadium molybdenium kết cấu hàn bò nung lạbi5khi xử lý nhiệt sau hàn nung khữ ứng suất, bò nung nóng phục vụ ( 350 đến 550°C) Vết nứt nằm vùng hạt thô vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) bên mối hàn , lớp phủ ( cladding), xuất vùng kim loại mối hàn có cấu trúc hạt thô.Các vết nứt thường dễ phát khu vực tập trung ứng suất chân , biên mối hàn Quá trình nứt phát triển từ vết nứt thô (coarse macro-cracks) vết nứt tế vi ( micro-cracks) Vết nứt thô ( macro-crack) thường phân nhánh vết nứt theo biên giới hạt thô, (Fig 1) Vết nứt nằm dọc theo tinh giới hạt ( intergranular) thường biên hạt austenite có cấu trúc (Fig 1b) Trong mối hàn vết nứt có phương ngang dọc.Tuy nhiên , nứt vùng ảnh hưởng nhiệt thường song song với mối hàn W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 44 Các vết nứt tế vi (Micro-cracking) thấy vùng HAZ kim loại hàn Nứt tế vi hàn nhiều lớp thường nằm khu vực hạt thô không làm mòn nhờ lớp hàn Nguyên nhân Nguyên nhân xử lý nhiệt mác thép dễ nứt , phần bên hạt trở nên bền kết đọng carbide Quá trình khữ ứng suất dư tạo nên biến dạng (creep deformation) vùng biên giới hạt Sự diện tạp chất thiên tích vùng biên hạt xu gây dòn ram (temper embrittlement) nguyên tố lưu huỳnh , arsenic, thiếc phosphorus, làm tăng nguy nứt nung lại Thiết kế mối hàn không hợp lý làm tăng nguy nứt chòu nhiệt Ví dụ ,Các mối hàn tập trung ứng suất mối hàn ngấu bán phần thường nơi khởi đầu vết nứt Qui trình hàn không hợp lý nguyên nhân.Mối hàn kích thước lớn tạo cấu trúc thô đại vùng ảnh hưởng nhiệt Và phân bố lớp hàn có kích thước lớn nên hội làm mòn hạt nhờ lớp hàn Kết , chúng trở nên nhạy cảm với nứt bò nung lại Fig.1a Nứt khu vực hạt thô vùng ảnh hưởng nhiệt W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 45 Fig.1b Nứt vùng tinh giới hạt Phương pháp thực hành để loại trừ nứt nung nóng Nguy nứt nung nóng loại trừ có hội chọn lựa mác thép có tạp chất thấp Và qui trình hàn thiết lập kỹ lưởng cộng với trình thực qui trình giám sát nghiêm nhặt Chọn thép Khi , tránh dùng mác thép nhạy cảm với nứt nung nóng ví dụ chọn A 508 nhóm – Loại thép có độ nhạy đặc biệt cao với nứt nung nóng Trong A508 nhóm lưu ý Hai mác thép có tính song A508 nhóm có hàm lượng Cr thấp Mn lại cao nên nguy nứt nung thấp Dưới xếp hạng mác thép theo nguy nứt nung nóng: Cr 1Mo Nguy thấp 2.25Cr Mo ↓ 0.5Mo B ↓ 0.5Cr 0.5Mo 0.25V Nguy cao Do , chọn mác thép chống rão ( creep resistant), Thép chromium molybdenum , thép 0.5Cr 0.5Mo 0.25V coi nhạy nứt mác 2.25Cr 1Mo có độ chống rão tương tự song nhạy W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 46 Không may , dù hiểu biết khả nứt mác thép bổ ích , song nguy nứt nung lại dự đoán xác dựa vào thành phần hóa học thép Có nhiều số G1, PSR Rs, dùng để biểu thò độ nhạy thép nứt nung lại Thép có số G1 < 2, PSR < Rs < 0.03, có độ nhạy với nứt nung lại G1 = 10C + Cr + 3.3Mo + 8.1V - PSR = Cr +Cu + 2Mo + 10V +7Nb + 5Ti - = 0.12Cu +0.19S +0.10As + P +1.18Sn + 1.49Sb Rs Mức độ tạp chất Tính không đồng mác thép thò trường yếu tố quan trọng cần xem xét mua thép (Các mác thép giống song heat number khác có sai biệt thành phần tính chất ) Tốt nên có thông tin xác nhận (certificate) cấp nhà sản xuất , phải làm thử nghiệm xác nhận trước chọn đưa vào ứng dụng Lẽ tự nhiên không nên chọn thép có nhiều tạp chất (antimony, arsenic, tin phosphorus) dù theo thông thường chúng tồn dạng vết Tiêu chuẩn chọn lựa tổng tạp chất không 0.01% bảo đảm nguy nứt nung lại (dòn ram ) tối thiểu Qui trình hàn kỹ thuật hàn Qui trình hạn chế nguy nứt nung lại cần tuân thủ điều kiện sau • • • Tạo điều kiện tối đa cho trình làm mòn hạt vùng ảnh hưởng nhiệt nhờ chu trình nhiệt hàn Hạn chế tăng trưởng kích thước hạt Loại bỏ ứng suất dư tập tring ứng suất Nên hàn nhiều lớp nhỏ để làm mòn hạt thô vùng ảnh hưởng nhiệt Khi hàn đâu mí , hiệu làm mòn hạt tối đa tiến hành hàn bậc thang mép hàn với góc que hàn (angle of attack) thấp để hạn chế độ ngấu sâu vào kim loại, (Fig 2a) So sánh với hàn mép hàn có góc vát rộng , vùng ảnh hưởng nhiệt ( HAZ) lớn , hạn chế hiệu làm mòn hạt nhờ lớp (Fig 2b) Tuy nhiên , mối hàn với góc vát hẹp khó hàn dễ gây thiếu chảy hai bên (lack of sidewall fusion.) W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 47 Fig.2a Hàn tư phẳng – Hiệu làm mòn hạt HAZ cao Fig.2b Hàn tư ngang hiệu làm mòn hạt HAZ thấp Sự làm mòn hạt HAZ có hiệu tiến hành hàn lớp đệm mõng que hàn cở nhỏ.Sau thực mối hàn với que hàn có kích thước lớn Mức độ tăng trưởng hạt austenite hạn chế hàn với lượng hàn thấp Tuy nhiên phải ý loại trừ nguy nứt hydro thiếu chảy Ví dụ , giãm lượng hàn đến mức kết hợp với nung sơ để loại trừ nứt hydro Thiết kế mối hàn kỹ thuật hàn cần bảo đảm mối hàn không bò tập trung ứng suất , nghóa hạn chế chổ tiếp giáp giật cấp Sụ tập trung ứng suất thường sinh từ trường hợp sau: • Hàn với lót phía sau ( backing bar) • Mối hàn ngấu không hoàn toàn • Thiếu chảy biên , ngậm xỉ , khuyết chân bề mặt bên mối hàn • Tiết diện hàn có hình dáng không hợp lý , mô cao , chảy xệ , góc lượn nơ chuyển tiếp sắc cạnh Chú ý mối đắp chân mối hàn góc lớp phủ mặt sau có cấu trúc tồi vùng ảnh hưởng nhiệt tiếp giáp với chúng không cải thiện hạt ( lớp hàn sau ) Khi hàn mác thép dễ nứt nung lại lớp sau thường bố trí kim loại mối hàn , thay liên kết mối hàn kim loại hàn Mài bỏ mối hàn chân tiếp tục trì nhiệt độ nung hàn lại giải pháp hiệu nhằm giãm nguy nứt nung lại thép 0.5Cr 0.5Mo 0.25V W3(VN)- Khuyết tật hàn – ngun nhân & cách khắc phục 48 ... theo qui trỡnh sn xut, cỏc tm tụn phng nh khung c, khung ngang c lp trc, sau ú mi ni vi cỏc phn cong Quỏ trỡnh hn c thc hin trờn dõy chuyn cỏc nh mỏy úng tu ln ca Hn Quc, hng ngy cỏc phõn xng... Blue Diamond ti Nh mỏy úng tu H Long, Tin s Phm Thuý Hng, phu nhõn ca Ch tch Tp on Vinashin Phm Thanh Bỡnh ó c Tp on Graig ch nh lm m u cho tu ny v b ó nộm chai sõm panh chớnh thc tin hnh vic... s dựng thut ng que hn ch in cc núng chy v khụng núng chy Que hn khụng núng chy thng c ch to t than, grafớt vụnfram hoc cỏc vt liu trờn kt hp vi cỏc cht d phỏt x electron (nh La, Ra, ) Que hn