Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)

Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)Kiểm tra không phá hủy mẫu (NonDestructiveTesting) (Khóa luận tốt nghiệp)

M C L C

M C L C CÁC CH VI T T T a

M C L C CÁC HÌNH NH b

M C L C CÁC B NG BI U d

M U 1

T NG QUAN LÝ THUY T 3

1.1 n c a ki m tra không h y m u (NDT) 3

1.1.1 NDT 3

1.1.2 m tra không phá h y 3

v t lí c p nh phóng x 4

1.2.1 S i, b n ch t c a b c x tia X 4

1.2.2 Tính ch t c a b c x tia X 4

1.2.3 Quy lu t t l ngh ch v ng cách 4

1.2.4 a b c x v i v t ch t 5

1.2.5 Nguyên lý ghi nh n b c x tia X 7

p nh b c x 7

1.3.1 Máy phát tia X 7

1.3.2 Nguyên lý c a ch p nh phóng x tia-X 7

1.3.3 K thu t ch p nh phóng x các m i hàn 8

1.4 Phim, x ng nh 12

1.4.1 C u t o phim ch p nh 12

1.4.2 .13

1.4.3 .16

1.4.4 K thu t tráng r a phim 16

1.4.5 ng nh 18

1.4.6 V t ch th ch ng nh 18

1.5 Li u chi u trong ch p nh phóng x công nghi p 21

C NGHI M 23

2.1 Thi t b và d ng c th c nghi m 23

2.1.1 H u khi n 23

2.1.2 Máy phát tia X t o Vi n nghiên c u H t 24

2.1.3 Bu ng r a và s y phim 25

2.1.4 .26

2.1.5 Dây IQI s d ng trong th c nghi m tay 27

2.2 Qui trình chi u ch p 27

2.3 B trí thí nghi m 28

2.3.1 M i ti p 28

2.3.1.1 T m T202 28

2.3.1.2 T m TL10 29

2.3.2 M i hàn ng tròn 29

2.3.2.1 ng P60.4 30

2.3.2.2 ng P13.4 31

2.3.3 M i hàn ch T 32

2.3.3.1 T m T11.10 32

2.3.3.2 T m T10.10 33

2.4 Ti n hành x p 34

2.5 c phim và ghi nh n k t qu 34

K T QU VÀ TH O LU N 35

3.1 M i ti p 35

3.1.1 T m T202 35

3.1.2 T m TL10 36

3.2 M i hàn ng tròn 37

3.2.1 ng P60.4 37

3.2.2 ng P13.4 39

3.3 M i hàn ch T 40

3.3.1 T m T11.10 40

3.3.2 T m T10.10 41

K T LU N 43

TÀI LI U THAM KH O 45

DIN Dentsche Industrie Norm Tiêu chu n công nghi cDWDI Double Wall Double Image Hai thành hai nh

DWSI Double Wall Single Image Hai thành m t nh

phát b c x n phimIQI Image Quality Indicator V t ch th ch ng nhISO International Standards Organization H th ng tiêu chu n qu c tJIS Japanese Industrial Standard Tiêu chu n công nghi p Nh tNDT Non-destructive Testing Ki m tra không h y th

OFD Object to Film Distance Kho ng cách t m u v n

phimSFD Source to Film Distance Kho ng cách t ngu n

phimSWSI Single Wall Single Image M t thành m t nh

M C L C CÁC HÌNH NH

Hình 1.1 H p th n 5

Hình 1.2 Tán x Compton 5

Hình 1.3 S t o c p 6

Hình 1.4 ng phát tia X 7

Hình 1.5 Nguyên lý ki m tra khuy t t t b ng p nh phóng x 8

Hình 1.6 M i ti p 9

Hình 1.7 Quá trình ch p m i ti p 9

Hình 1.8 ch p nh phóng x i v i m i ti p d ng nghiêng 9

Hình 1.9 Ki ng ng b ng ch p nh phóng x truy 10

Hình 1.10 Ki ng ng b ng ch p nh xuyên qua hai thành ng 11

Hình 1.11 ng truy n c a chùm b c x tia X vào b dày v t li u c a các m i hàn ch T 12

Hình 1.12 C u t o phim ch p nh 12

Hình 1.13 nhòe hình h c c a nh phóng x 15

Hình 1.14 M u thi t k v t ch th ch ng nh lo i DIN 20

Hình 1.15 Gi chi u dành cho máy phát tia-X, RF-200EGM dùng cho ch p v t li u thép các giá tr cao áp khác nhau .22

Hình 2.1 H u khi n 23

Hình 2.2 Máy phát tia X 24

Hình 2.3 Gi su t li các v ng phía phò u khi n i phòng phát tia X khi máy phát làm vi c cao áp 200kV T i v trí i ng u khi n là 0 .25

Hình 2.4 H r a phim trong phòng t i 25

Hình 2.5 Máy s y và giá treo phim 26

26

c x c m tay s d ng trong th c nghi m 27

Hình 2.8 t m u T202 28

Hình 2.9 t m u TL10 29

Hình 2.10 t m u P60.4 30

Hình 2.11 t m u P13.4 31

Hình 2.12 t m u T11.10 32

Hình 2.13 t m u T10.10 33

Hình 3.1 Phim ch p m u T202 35

Hình 3.2 Các khuy t t t trên phim c a m u T202 36

Hình 3.3 Phim ch p c a m u TL10 37

Hình 3.4 Khuy t t t c a m u TL10 37

Hình 3.5 Phim ch p c a m u P60.4 38

Hình 3.6 Khuy t t t trên phim c a m u P60.4 38

Hình 3.7 Phim ch p c a m u P13.4 39

Hình 3.8 Khuy t t t trên phim c a m u P13.4 39

Hình 3.9 Phim ch p c a m u T11.10 40

Hình 3.10 Khuy t t t trên phim c a m u T11.10 40

Hình 3.11 Phim ch p c a m u T10.10 41

Hình 3.12 Khuy t t t trên phim c a m u T10.10 42

M C L C CÁC B NG BI U

B ng 1.1 ng kính dây IQI lo i DIN 19

B ng 1.2 Các thông s v IQI theo chu n DIN 20

B a phim ch p m u T202 35

B nh y phim ch p m u T202 35

B ng 3.3 a phim ch p m u TL10 36

B ng 3.4 nh y c a phim ch p m u TL10 36

B ng 3.5 a phim ch p m u P60.4 37

B ng 3.6 nh y c a phim ch p m u P60.4 38

B ng 3.7 a phim ch p m u P13.4 39

B ng 3.8 nh y c a phim ch p m u P13.4 39

B ng 3.9 a phim ch p m u T11.10 40

B ng 3.10 nh y c a phim ch p m u T11.10 40

B ng 3.11 a phim ch p m u T10.10 41

B ng 3.12 nh y c a phim ch p m u T10.10 41

M U

Hi n nay, Vi ng t p trung c i ti i m i thi t b công ngh nh ng hóa, nâng cao ch ng s n ph m, nâng cao s c c nh tranh

c a s n ph m và doanh nghi p trên th c và qu c t Cùng v i yêu

c u h i nh p thì yêu c u v nâng cao ch ng và gi m giá thành s n ph m, các công trình công nghi p thi ng d ng và phát tri n công ngh cao vào th c t i s ng và s n xu ng t kh c ph c

t h a, nhanh chóng th c hi c m c tiêu công nghi p hóa,

Trong các ng d ng công ngh cao, ki m tra không phá h y m u Destructive-Testing) là m t ng d ng thi t th c và có t m quan tr ng nh nh trong các quá trình s n xu t công nghi p M t ng d ng n i b t c a k thu t H t nhân vào công ngh ki m tra không phá h y m p nh b c x(Radiography-Radiographic Testing RT) Ch p nh b c x công nghi ng

ngh ki m tra không phá h y m u v ng nghiên c

ch p nh b c x công nghi p v i máy phát tia X công nghi -200

khuy t t t hàn c a m t s v t li u kim lo i thép có c u hình khác nhau: d ng t m

ph ng, d ng ng tròn và d ng ch t m r ng ra nghiên c u nhi u

công ngh ki m tra không h y m ng d ng nhi

th c t

Ngoài ph n m u và k t lu n, trong khuôn kh c a lu m 3

m tra khôngphá h y m u; v t lý c p nh phóng x ; k thu t ch p nh phóng x tia X; phim và ch ng nh

: Thi t b và d ng c

:

c các khuy t t i v i t ng m u v t

M t s ng d ng quan tr ng c a ki m tra không phá h y m u

c dùng r ng rãi trong h u h t các ngành công nghi c bi t là trong các ngành công nghi p d u khí, ng (nhi n,

ngành d u khí, ki m tra ch an toàn và toàn v n c a các

b o an toàn cho máy bay dân d ng và quân s H th ng n c trong nhà máy nhi n, tua bin cánh qu t trong nhà máy thu c ng

p nh phóng x ng d ng trong các ngành công nghi p và y t

Ph c a tia X là ph liên t c v i chi ng v

- Là tia b c x nên chúng có th gây nguy h i cho t bào s ng

- Gây ion hóa v t ch t

- Truy n theo m ng th ng, chúng là b c x n t

- Có th xuyên qua nh ng v t mà ánh sáng không truy c và kh

ph thu ng c a photon, m và chi u dày

r

c a nguyên t t o ra m n t chuy ng g n t compton.

Photon truy n m t ph ng c a mình cho m n t làm nó tách ra

B c x t i

n t n

Hình 1.3 Hi u ng t o c p

1.2.4.3 Hi u ng t o c p

S t o c p là quá trình bi i c a photon thành hai h n là negatron vàpositron Quá trình này ch x ng c a photon gamma t t quá hai l n kh ng ngh c a m 2m0c2 = 2x0.511MeV = 1.022 MeV, 0.01 A0, = 3x1020s-1, chuy ng t i g n h t nhân

Chú ý: Quá trình này chi khi gamma t ng cao và chuy ng t i g n h t nhân có nguyên t s cao

Positron b làm ch m d n b i s h p th trung gian và bi n m

B dày h p th 10 l n: TVL (Ten value layer) là b dày c a v t li u che ch n

h p th m t n a ta có: T V L 2 3 3 3 2H V L

1.2.5 Nguyên lý ghi nh n b c x tia X

B c x tia X và gây ra nh i quang hoá trong l p

c a phim ph thu c vào s ng và ch ng c a chùm b c x i phim

L p nh c a phim có ch a nh ng tinh th AgBr nh i tác

ng c a b c x ng h x y ra quá trình sau:

AgBr + H Ag + BrCác nguyên t AgBr k t h p l i v i nhau hình thành các h t Br và thoát ra

kh i tinh th AgBr, còn các nguyên t Ag s l ng xu ng, hình thành nh có th nhìn

1.3.1 Máy phát tia X

ng g m hai b ph n chính là ng phát và h th u khi n ng phát tia X là m t ng chân không b ng th y tinh ho c g m ch n

n t phát ra t cathode s ch y v p anode làm phát ra tia X Hình 1.4

c a ng phát tia X

1.3.2 Nguyên lý c a ch p nh phóng x tia-X

Nguyên lý c a ch p nh phóng x tia X ch ra Hình 1.5 K thu t này s

d ng kh c a tia X ho c gamma khi truy n qua v t ch t

Cao th Cathode

Anode

Hình 1.4 ng phát tia X

Hình 1.5 Nguyên lý ki m tra khuy t t t b p nh phóng x

ph i t t c các tia b c x u xuyên qua v t li u mà m t ph n b h p th b i chính

v t li u có khuy t t t r ng hay tính không liên t c c a v t li u thì c n chùm

ng này b ng phim tia X hay gamma s cho ta m t nh ch ra có hay không s

hi n di n c a khuy t t t nh này có bóng t i t o b i tia-X hay gamma khác nhau

Hình 1.6 M i ti p

hi n c khi ngu n b c x ti p c n t c hai phía ho c ch t m t phía c a m i

ng khi thu nh tia X c a m i ti p thì tia tâm hay tia trung tâm c a

ng Roentgen s c chi u vuông góc v i b m t c a m t sát song song v i m t còn l i c a m i hàn (Hình 1.7)

l n c a khuy t t t trong m i n i ti p

Hình 1.7 Quá trình ch p m i ti p

Ngoài ra khi ch p nghiêng m i hàn, tia t ng theo m

so v i b m t m ng h p này tia tâm chi u t i

t i vuông góc

Hình 1.8 ch p nh phóng x i v i m i ti p d ng nghiêng

Hình 1.9 Ki ng ng b ng ch p nh phóng x truy

N ng vuông góc v i b m t m u v t t o thành m t góc ,phim t sát song song v i m t còn l i c a m i hàn (Hình 1.8)

1.3.3.2 M i hàn vòng (chu vi) trong các ng

Trong k thu t này phim có th c gá l p hai phía c a m u v t K thu t

c minh h a trên hình 1.9, ngu c gá l c gá l p bên trong ho c l i và gi a là khu v c c n ki m tra K thu t này thích h p

ki m tra nh ng v t d ng tr , các ng kính l n

Ngoài ra, ta có khái ni m k thu t toàn c thu t mà ngu n phóng x

c gi tâm c bao ph quanh m i hàn bên ngoài c a ng Kthu t này làm gi m th i gian ki m tra vì toàn b chu vi m c chi u cùng

m t th i gian K thu t này áp d ng khi kho ng cách hi u d ng gi a ngu n và phim

l nh y c n thi t

K thu t truy n qua hai thành

K thu t này ng d ng nh gá l p phim ho c ngu n bên trong ng, ngu c gi bên ngoài, b c x xuyên qua c hai thành ng

k thu c gi i thi

Hình 1.10 Ki ng ng b ng ch p nh xuyên qua hai thành ng

K thu t ch ng ch p: K thu c minh h a trên hình 1.10.c, ngu c gá

c a m i hàn phía ngu n lên m i h i ph i ch p t i thi u

ba l n m i l n 1200 bao ph toàn b chi u dài m i hàn xung quanh ng

1.3.3.3 M i hàn ch T

ng c a chùm b c x tia X ho c tia gamma có ng m

lên k t qu ki m tra các m i hàn ch T b ng ch p nh b c x n ph i

nh m ng phát chu n cho chùm tia b c x

Trong hình (1.11.a) b dày xuyên th u c a m i hàn s nh m t ch

theo quy t c, chùm tia b c x s chi ng m t góc 300

Trong hình (1.11.b) theo quy t c chùm tia b c x c chi u theo m ng góc 450.

Hình 1.11 ng truy n c a chùm b c x tia X vào b dày v t li u c a các

B c x tia x

(chi u l n 2)

L t tinh th mu i AgBr r t m c 0.22 1.7 m phân b u trong l p Gelatin dày 0.01 0.015 mm M i h t tinh th

g m 2 100 phân t AgBr L t nh y v i b c x tia X, tia gamma, ánh sáng, nhi p t o nh khi ch p nên nó là l p quan tr ng

t nh ch p b c x sau khi x lý tráng r a phim

10(I0/It)

t : I0 ánh sáng t i phim

It ánh sáng truy n qua phim

T s I0/It c g c n sáng c a nh ch p b c x c l i:

It/I0 c g truy n ánh sáng qua nh ch p b c x D i m phim ch p

nh n trong ch p nh phóng x công nghi p là t 1 n 3.3 nh ch p b c x càng

1.4.2.3 T phim

Roentgen c a m t ph b c x o ra m c trên phim T c

lg 2 1

1 2

E

D E

E

D D

G d

1.4.2.5 nét

nét c a c trên phim ph thu c vào k c và phân b các

h t tinh th AgBr trong l t càng nh thì càng có nhi u thành ph n m n tham gia vào quá trình t o nh Có hai y u t n nét c h t và hi u ng c n t th c nét ph thu c vào:

-Lo i phim s d ng: Nhanh, ch m hay thô

-Ch ng c a b c x chi u

- Ngu c bia nh nh t có th có trong th c t , ngu ng là

ch hi n nh ng tinh th không b chi u s không b

ng và b gi n này Nh ng tinh th b chi u thì s b tác

ti p xúc t t v i b m t c a phim sao cho ph n ng h c x y ra gi

a phim và dung d ch N u không rung l c s t

ch ng và có th ng s c Quá trình này th c hi n trong kho ng th i gian

c 5 phút

1.4.4.2.

ch a m t dung d ch 2.5% Glacial acetic acid, tác d ng c d ng tác

ng c a ch t hi ng th c vi c truy n ch t hi n vào thùng ch a dung d ch hãm và làm h ng ch t hãm Ngoài vi c s d ng dung

th

1.4.4.3 Hãm phim (Stopper)

Ch n này là làm ng ng quá trình hi n nh, gi i phóng t t

tr thành m t nh th c Kho ng th i gian t t phim vào dung d n khi bi n m t màu s c g i là th i gian làm s ch, th i gian hãm kho ng th i thao tác rung l c ti n hành Ch t hãm ph i gi

1.4.4.4 R a phim (Washer)

a phim mang theo m t s hóa ch t t thùng hãm sang thùng

c r a N u hóa ch t này b gi l i trên phim nó s làm cho phim b bi n màu và

hóa ch t này C c trong thùng ph i s y, các thanh và k p

c a giá treo ph m b c Th i gian r a ít nh t là 30 phút,

1.4.4.5 Làm khô phim(Dryer)

qu ng trong các công vi c ch p nh trong công nghi ng

và ch n khi phim khô ho c có th dùng t s y nh m làm cho phim nhanh

1.4.5 h ng nh

Kho ng cách ng n nh t t ngu n t i phim mà v m b o vùng n a t i n m trong gi i h n cho phép:

) 1 (

*

P

F Ofd Sfd

i v i các phép ki m tra b ng ch p nh phóng x có yêu c u kh t nhòe cho phép là P = 0 i v i các phép ki ng

là 0 bi u th c m i có ta có th c kho ng cách Sfd t i thi u cho ch p nh phóng x công nghi nh nêu trên là:

Sfdmin= Ofd (F/ 0 i v i vi c ki m tra kh t khe

B ng 1.1 ng kính dây IQI lo i DIN

ng kính dây (mm)

Dây sDung sai

3.202.502.00

±0.03

1231.60

1.251.00

±0.02

4560.80

0.63

780.50

0.400.32

±0.01

910110.25

0.200.16

1213140.125

0.100

±0.005

1516

ng kính dây có dung sai ± 5%

c ép gi a hai l p v t li u

h p th tia X th p polyethylene N u dùng b ng kính nh

Trên IQI c n b trí rõ các ch i v t li u ki m tra, s dây và

ng kính c a nó Trong s các m u IQI lo i dây thì lo i DIN là thông d ng nh t Hình 1.14 là m u IQI dùng cho ch p thép theo tiêu chu n c c g m b y dây tdây s n dây s i sáu c dây nêu trong b ng 1.1

B ng 1.2 Các thông s v IQI theo chu n DIN

V t

li uDIN

Thép không

h p kim

S t ho c các s n

ph m thép

ng

ng thi t

ho c các

h p kim

c a chúng

Nhôm

Nhôm

và các

h p kim nhôm

10 11 12 13 14 15 16

Hình 1.14 M u thi t k v t ch th ch ng nh lo i DIN

IQI s d ng khi ch p nh ph t trên v t ki m, c nh vùng quan tâm và

ng kính l n nh t n m g n vùng quan tâm

1.5 Li u chi u trong ch p nh phóng x công nghi p

Li u chi u là ion hóa gây b i tia gamma và tia X trong m kh ng không khí Th nguyên là Coulomb trên kg (trong hSI) và Roentgen (ngoài SI)

V m t toán h c, li u chi u trong ch p nh phóng x có th c bi u di n

So sánh v i k t qu th c nghi m trong nh ng l c n u các thông s phù

h p theo yêu c v i th c nghi m hi n t i, không c n ph i tính toán

Khi xây d ng gi n chi u ph i ghi chú rõ nh ng thông tin c n thi

Lo i máy, lo lý phim (lo i thu c hi n, th i gian

hi n, nhi c a thu c hi n), lo i v t li u, lo ng (n u có), kho ng cách t ngu n t i phim

c x p theo các b dày b ng M i giá tr cao áp s ghi k t quvào m t b ng Các li u chi c v theo t ng b ng v i m i giá tr

c m ng gi chi u T p h p t t c ng gicác giá tr cao áp khác nhau s c m t gi chi u t ng th v i m t lo i v t

li u cho t ng máy phát tia X ho c ngu n gamma c th