báo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnh

báo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnhbáo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnhbáo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnhbáo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnhbáo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnhbáo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnhbáo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnhbáo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnhbáo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnhbáo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnhbáo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnhbáo cáo thực tập tốt ngiệpPhương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnh

1 Mục Lục MỞ ĐẦU .3 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.1 Tổng quan phương pháp NDT I.1.1 Định nghĩa I.1.2 Các phương pháp NDT .4 I.2 Nguyên lý phương pháp chụp ảnh phóng xạ - Radiographic test .5 I.2.1 Bản chất bức xạ tia X và tia gamma I.2.2 Các phương pháp xác định liều chiếu .8 I.3 Phim chụp ảnh bức xạ 13 I.3.1 Cấu tạo phim chụp ảnh bức xạ 13 I.3.2 Đặc trưng phim chụp ảnh bức xạ .14 I.3.3 Phân loại phim chụp ảnh bức xạ .20 I.3.4 Kỹ thuật xử lý phim 22 I.4 Chỉ thị chất lượng ảnh 26 I.4.1 Độ nhạy phát khuyết tật [1] 26 I.4.2 Độ nhạy ảnh chụp bức xạ 27 I.4.3 Vật thị chất lượng ảnh .29 I.4.4 Các đặc trưng IQI .29 I.4.5 Các dạng vật thị chất lượng ảnh 30 I.4.6 Cách đặt IQI [4] 33 CHƯƠNG II: THỰC HÀNH CHỤP VÀ GIẢI ĐOÁN PHIM 34 PHƯƠNG PHÁP CHỤP ẢNH HAI THÀNH HAI ẢNH 34 II.1 Cấu tạo máy phát tia X MHF200D [2] 34 II.1.1 Cấu tạo máy 34 II.1.2 Thông số kỹ thuật 35 II.2 Một số dạng khuyết tật mối hàn [1] 37 II.2.1 Khuyết tật bên 37 II.2.2 Khuyết tật bề mặt 40 II.3 Thiết kế hình học cho phương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnh [2] .41 II.3.1 Trình tự thí nghiệm 41 II.3.2 Kết thí nghiệm 44 II.3.2.1 Các mối chữ T 44 II.3.2.2 mối hàn ống có đường kính nhỏ 90mm 46 II.3.2.3 Mối hàn ống có đường kính lớn 90mm (mối hàn T5-301) 51 II.3.3 Kết luận và phương hướng 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO .55 MỞ ĐẦU Hiện nay, kỹ thuật kiểm tra không phá mẫu (NDT) áp dụng rộng rãi nhiều ngành công nghiệp, nông nghiệp nước ta như: xây dựng, y tế, hàng không, chế tạo, thăm dò khống sản,… Đất nước ta q trình phát triển cơng nghiệp hóa – đại hóa, nhu cầu chất lượng sản phẩm trình sản xuất tăng cao Để tạo sản phẩm cơng đoạn kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm quan trọng Một phương pháp áp dụng nhiều nhất NDT – Phương pháp kiểm tra khơng phá hủy mẫu, mà phương pháp ứng dụng nhiều nhất phương pháp này là phương pháp chụp ảnh bức xạ Chụp ảnh bức xạ không làm thay đổi hình dạng cấu trúc mẫu vật cần kiểm tra, cho phép kiểm tra khuyết tật mẫu vật trình sử dụng sản x́t để đảm bảo khơng có cố xảy trình sử dụng Trong trình thực tập này, em học tập nghiên cứu lý thuyết chụp ảnh bức xạ Đồng thời vào thực tập kỹ thuật chụp ảnh là : “Phương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnh”, chuẩn bị cho trình thực tập trường sau CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.1 Tổng quan phương pháp NDT I.1.1 Định nghĩa Kiểm tra không phá hủy mẫu (NDT) việc sử dụng phương pháp vật lý để kiểm tra phát khuyết tật bên bề mặt vật kiểm mà không làm tổn hại đến cấu trức khả sử dụng chúng Kiểm tra không phá hủy dùng để phát khuyết tật là nứt, rỗ, xỉ, tách lớp, hàn không ngấu, không thấu mối hàn , kiểm tra độ cứng vật liệu, kiểm tra độ ẩm bê tông (trong cọc khoan nhồi), đo bề dày vật liệu trường hợp không tiếp xúc hai mặt (thường ứng dụng tàu thủy), đo cốt thép (trong cơng trình xây dựng ),v.v Trong nhà máy lọc dầu, hóa chất, nhiệt điện, kỹ thuật kiểm tra không phá hủy sử dụng chương trình bảo dưỡng phòng ngừa cho thiết bị tĩnh bồn bể, tháp phản ứng, nồi hơi, trao đổi nhiệt… I.1.2 Các phương pháp NDT NDT có phương pháp kiểm tra chính: Kiểm tra thị giác quang học (Visual Test - VT) Kiểm tra chất lỏng thẩm thấu hay thấm màu (Penetrant test - PT) Kiểm tra bột từ (Magnetic particle test – MT) Dòng xốy điện (Eddy Current Test - ET) Chụp ảnh bức xạ hay gọi chụp phim (Radiographic test – RT) Siêu âm kiểm tra (Ultrasonic test – UT) Kiểm tra truyền âm (Acoustic Emission Testing - AE) Kiểm tra rò rỉ (Leak Testing - LT) Trong biện pháp số và (UT và RT) sử dụng để phát khuyết tật nằm sâu bên chiều dày kết cấu, biện pháp số 1, 2, (VT, PT, MT ET) sử dụng cần kiểm tra khuyết tật nằm bề mặt hay lớp bề mặt Ngồi NDT có số phương pháp khác chụp ảnh notron, kĩ thuật vi sóng, bứ xạ âm I.2 Nguyên lý phương pháp chụp ảnh phóng xạ - Radiographic test Phương pháp chụp ảnh bức xạ sử dụng nguồn phát bức xạ máy phát tia X nguồn phóng xạ phát tia gamma chiếu qua vật mẫu kiểm tra Sau qua vật mẫu, chùm bức xạ ghi nhận phim chụp ảnh phóng xạ Sau q trình xử lý phim chiếu chụp, quan sát hình ảnh bên vật mẫu kiểm tra thể phim Hình 1.1: Nguyên lý phương pháp chụp ảnh bức xạ I.2.1 Bản chất bức xạ tia X và tia gamma Bức xạ tia X và bức xạ tia gamma là dạng bức xạ điện từ có bước sóng rất ngắn, có khả xuyên sâu rất mạnh Trong kiểm tra vật liệu chụp ảnh bức xạ thường sử dụng bức xạ tia X có bước sóng nằm khoản 10-4A0 đến 10A0 (1A0=10-10m) I.2.1.1 Tính chất của bức xạ tia X và tia gamma [3] Bức xạ tia X và bức xạ tia gamma có chất là bức xạ sóng điện từ, tính chất giống bức xạ tia X và tia gamma trình bày tóm tắt đây: • Khơng nhìn thấy • Khơng cảm nhận giác quan người • Khơng có điện tích, khơng có khối lượng • Tính phát quang • Tác dụng sinh học • Tia X có hại tế bào sống chúng ion hóa phần tử vật chất tế bào sống Phá hủy, đình trệ làm suy giảm khả sống sót tế bào • Tính ion hóa Khi có lượng lớn 15eV, Tia X gây tượng ion hóa, chúng tách điện tử khỏi nguyên tử chất khí để tạo ion dương và ion âm(ion hóa chất khí) • Tính đẳng hướng Cường độ tuân theo quy luật tỷ lệ nghịch bình phương khoảng cách Cường độ tia X tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách lan truyền Do đặc tính mở rộng chùm tia nên cường độ chùm tia X suy giảm theo giá trị bình phương khoảng cách 1) Xuyên thấu Các tia X xuyên qua chất theo cách mà ánh sáng qua được, độ xuyên sâu phụ thuộc vào lượng tia, mật độ chiều dày vật chất Khi qua vật chất tia X bị suy giảm cường độ và lượng hấp thụ tia X vật chất 2) Tác dụng hóa học Các tia X tác dụng lên lớp nhũ tương phim ảnh, kích thích phản ứng hóa học lớp nhũ tương để tạo nên hình ảnh "tiềm tàng" thể hình ảnh đối tượng chụp I.2.1.2 Tương tác của tia X với vật chất a) Sự tương tác tia X với vạt chất Đối với kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ, tương tác quan trọng nhất tia bức xạ với vật chất tượng hấp thụ bức xạ Một chùm tia X vào chất bị suy giảm cường độ Hiện tượng gọi hấp thụ tia bức xạ vật chất thể qua hiệu ứng hiệu ứng quang điện, hấp thụ compton tán xạ ngược Khi chùm bức xạ tia X tia gamma qua vật chất có số tia truyền qua, số tia bị hấp thụ và số tia bị tán xạ theo nhiều hướng khác Hiện tượng chùm bức xạ tia X tia gamma qua vật chất cường độ chúng bị suy giảm gọi là hấp thụ bức xạ tia X tia gamma Lượng bức xạ bị suy giảm phụ thuộc vào chất lượng chùm bức xạ, vật liệu, mật độ mẫu vật và bề dày mẫu vật mà chùm tia bức xạ qua Một chế thứ tư là tạo cặp, hiệu ứng này xảy lượng bức xạ tia X tia gamma tới lớn 1,02MeV và tương đối ít quan trọng Trong trình xảy tượng hấp thụ quang điện bức xạ tia X tia gamma truyền toàn lượng chúng cho electron nằm lớp vỏ nguyên tử để bứt electron này khỏi nguyên tử Trong trình này bức xạ tia X tia gamma biến mất Khi lượng photon tăng lên vượt khỏi vạch K (cấp hấp thụ K hay giới hạn hấp thụ K) trình hấp thụ chủ yếu thay đỏi từ hiệu ứng quang điện sang hiệu ứng Compton b) hệ số hấp thụ Khi xuyên qua lớp vật chất, tia X hay tia gamma bị suy giảm cường độ theo cơng thức: I = Io.exp(-.x) Trong I, I0 là cường độ chùm tia bực xạ trước và sau qua lớp vật chất có chiều dày x  hệ số hấp thụ tuyến tính hệ số suy giảm, phụ thuộc vào lượng bức xạ tới mật độ vật chất x Hình 1.2: Định luật hấp thụ I.2.2 Các phương pháp xác định liều chiếu Liều chiếu là lượng bức xạ chiếu lên mẫu cần kiểm tra Việc xác định liều chiếu yêu cầu bắt buộc trước tiến hành q trình chụp ảnh phóng xạ để đưa kết phim chụp sau xử lý có độ đen, độ tương phản và độ nét tốt nhất phản ánh rõ nhất yêu cầu cần xác định, ví dụ kiểm tra mối hàn khuyết tật (nếu có) phải rõ nhất phim Việc lựa chọn liều chiếu không thích hợp dẫn đến kết phim chụp bị đen bức xạ đến phim nhiều sáng bức xạ bị suy giảm gần hết mẫu kiểm tra trước đến phim Hay thường gặp nhất ảnh phim không rõ nét, độ tương phản kém, gây khó khăn cho q trình giải đốn phim 1.2.1.1 Định nghĩa liều chiếu Đối với máy phát tia X: Liều chiếu tích số thời gian chiếu giá trị dòng điện ống phóng Liều chiếu = Thời gian chiếu x Dòng điện ống phóng = phút x mA Giá trị liều chiếu phụ thuộc vào thông số sau: Điện áp ống phóng (số KV cài đặt), xác định lượng chùm tia X Dòng điện ống phóng (số mA cài đặt), xác định cường độ chùm tia X Thời gian chụp (giây phút), thời gian ống phóng làm việc Loại vật liệu mẫu kiểm tra Quãng đường xuyên tia tia X mẫu, chụp thẳng góc với bề mặt mẫu quãng đường xuyên tia chính là độ dày mẫu Khoảng cách từ tiêu điểm ống phóng tới phim, khoảng cách thay đổi cường độ chùm tia thay đổi theo tỷ lệ nghịch bình phương khoảng cách Loại phim chụp ảnh sử dụng, tốc độ phim, loại màn màn tăng cường 10 Các thơng số thay đổi để định giá trị liều chiếu là điện áp ống phóng (KV), dòng điện ống phóng (mA), thời gian phát tia ống phóng khoảng cách từ ống phóng tới phim 1.2.2.2 Các phương pháp xác định liều chiếu So sánh với số liệu trước Đôi ghi chép liều chiếu trước rất hữu ích cho việc xác định liều chiếu cho mẫu Nếu mẫu tương tự chụp trước liều chiếu sử dụng với điều kiện tương tự Chính bảng tra giá trị liều chiếu dựng sẵn nhà chụp ảnh phóng xạ sử dụng Sử dụng đường cong đặc trưng phim Đường cong đặc trưng phim dùng để xác định liều chiếu chính xác, đặc biệt mẫu chế tạo từ vật liệu mà việc dùng giản đồ chiếu thông thường không phù hợp Một liều chiếu thử (được xác định từ mật độ bề dày vật liệu mẫu) thực và độ đen thu phim sau xử lý đo lại Liều chiếu thử này sau hiệu chỉnh độ đen là 2,0 (độ đen tiêu chuẩn) cách sử dụng đường cong đặc trưng phim Cụ thể sau: Gọi liều chiếu thử ET cho độ đen là DA và độ đen tiêu chuẩn yêu cầu phải thu DS (DS = 2,0) Liều chiếu tương đối tương ứng với độ đen DA DS xác định từ đường đặc trưng phim, đặt ECT liều chiếu tương đối tương ứng với độ đen DA và ECV tương ứng với độ đen DS Do liều chiếu chính xác E để thu độ đen tiêu chuẩn yêu cầu, tính bởi: E/ET = ECV/ECT hayE = ET xECV/ECT 10 41 II.3 Thiết kế hình học cho phương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnh [2] Đối đường kính ống khác nhau, đòi hỏi áp dụng phương pháp chụp ảnh khác để chụp ảnh mối hàn ống phương pháp chụp ảnh hai thành hai ảnh áp dụng mâu ống có đường kính nhỏ 90mm hình 2.2 phương pháp chụp ảnh thành ảnh II.3.1 Trình tự thí nghiệm Kiểm tra mắt thường di vật mối hàn cần loại bỏ làm - Tiến hành sấy máy theo thời gian quy định - Đo chính xác chiều dầy và độ nhơ mối hàn phía cần chụp thước milimet Áp dụng công thức để xác định chiều dầy hiệu dụng hấp thụ mẫu 41 42 cần chụp - Căn cứ vào giản đồ chiếu xác định liều chiếu phù hợp với chiều dầy mối hàn - Quyết định hướng phát tia - Bố trí phim (chú ý đặt cho chuẩn, vị trí,… làm chụp phim có độ đen đặn để đánh giá khuyết tật xác nhất) - Đặt số IQI (thường dán mặt tấm bìa nhựa ) - Gá máy: Bố trí đưa chùm tia X vào vӏ trí chụp thật cân đối để thu hình ảnh phim đạt yêu cầu - Thực biện pháp an tồn - Chọn thơng số kĩ thuật - Vận hành máy a) 42 43 b) Hình 2.3 bố trí hình học lý thuyết (a) thực tế (b) 43 44 II.3.2 Kết thí nghiệm II.3.2.1 Các mối chữ T Hình 2.5 Bố trí hình học chụp mối hàn chữ T B01 Bảng 2.2 Các thơng số q trình chụp ảnh bức xạ mối hàn chữ T Mối hàn Thông số B01 Bề dày tấm vật liệu (mm) Độ dày cộng thêm mối hàn (mm) Liều chiếu xác định theo giản đồ khoảng cách 700mm (mA.phút) Cao áp (kV) 120 Dòng phát (mA) 2.5 Thời gian (lý thuyết) 2’00’’ Thời gian (thực tế) 2’10’’ 44 45 Hình 2.6 Hình ảnh mối hàn nối tiếp B01 thu phim - Độ nhạy: nhìn thấy đủ dây IQI 1B tiêu chuẩn ASTM => Sf = (0.1/8)x100% = 1.25% - Khuyết tật: + Khu vực độ sáng tối rõ ràng: mối hàn bồi đắp không + Vạch mờ đường vng góc, có biên rõ ràng: có khả hàn thiếu ngấu lớp Áp dụng tiêu chuẩn ASME Section VIII cho mối hàn ta thấy mối hàn không chấp nhận theo quy định khuyết tật lớn 2/3 bề dày lớn 19mm không chấp nhận [5] 45 46 II.3.2.2 mối hàn ống có đường kính nhỏ 90mm a) Mối hàn ống tube w044 Hình 2.7 Bố trí hình học chụp mối hàn vòng W044 sử dụng kỹ thật hai thành hai ảnh 46 47 Mối hàn W044 W013 Thông số Bề dày thành (mm) 5.4 4.3 Độ dày cộng thêm mối hàn (mm) 0.5 Bề dày hiệu dụng (mm) 12.4 11.1 6.5 12.5 Cao áp (kV) 140 120 Góc nghiêng 30o 30o Khoảng cách thực d1 nguồn – mối hàn (mm) 690 680 Liều chiếu với d1 (mA.phút) ~6.5 11.1 Dòng phát (mA) 3.5 Thời gian (lý thuyết) 1’51’’ 3’00’’ Thời gian (thực tế) 2’00’’ 3’00” Liều chiếu xác định theo giản đồ khoảng cách 700mm (mA.phút) 47 48 Hình 2.8 Hình ảnh mối hàn vòng w044 ghi nhận phim (phía A) - Độ nhạy: nhìn thấy 5/6 dây IQI 1B tiêu chuẩn ASTM => Sf = (0.125/12.5)x100% = 1% - Khuyết tật: + Đường đen liên tục tâm mối hàn: khuyết tật thiếu thấu chân Dựa theo tiêu chuẩn ASME Section V, ảnh 1-2 ta thấy khuyết tật thiếu thấu chân đường kính lớn, lớn 20% chiều dày mối hàn nên khuyết tật không chấp nhận.[5] 48 49 b) Mối hàn ống w013 Hình 2.9 Hình ảnh mối hàn vòng w013 ghi nhận phim 49 50 - Độ nhạy: nhìn thấy 6/6 dây IQI 1B tiêu chuẩn ASTM => Sf = (0.1/9.9)x100% = 1% Khuyết tật vết ngậm xỉ liên tiếp có kích thước lớn 1.1 mm, dựa theo tiêu chuẩn ASME Section I, Section VIII ASEM 31.1, khuyết tật lớn 1/3 bề dày không chấp nhận.[5] 50 51 II.3.2.3 Mối hàn ống có đường kính lớn 90mm (mối hàn T5-301) Đối với mối hàn có đường kính lớn 90 cm, ta áp dụng phương pháp chụp ảnh hai thành ảnh 51 52 Hình 2.10 Phim chụp mặt 0-1, 1-2, 2-0 của mối hàn T5301 Mối hàn Thông số T5301 Bề dày thành (mm) 8.2 Độ dày cộng thêm mối hàn (mm) Bề dày hiệu dụng (mm) 12.4 Liều chiếu xác định theo giản đồ khoảng cách 700mm (mA.phút) 22 Cao áp (kV) 140 Góc nghiêng 30o Khoảng cách thực d1 nguồn – mối hàn (mm) 650 Liều chiếu với d1 (mA.phút) 19 Dòng phát (mA) Thời gian (lý thuyết) 6’54’’ Thời gian (thực tế) 7’00’’ 52 53 - Độ nhạy: nhìn thấy 5/6 dây IQI 1B tiêu chuẩn ASTM => Sf = (0.125/9.4)x100% = 1.32% Dựa theo tiêu chuẩn ASME Section V, ảnh 1-2 ta thấy có vết rỗ khí đường kính 1mm, nhỏ 20% chiều dày mối hàn nên khuyết tật chấp nhận.[5] 53 54 II.3.3 Kết luận và phương hướng Qua trình tìm hiểu tài liệu liên quan tiến hành thực chụp ảnh bức xạ tia X với số mối hàn điển hình sử dụng máy phát tia X MHF 200D nhà A Viện Kỹ thuật Hạt nhân Vật lý Môi trường Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội kỳ 20172, hướng dận tận tình Th.S Lương Hữu Phước, sinh viên Vũ Mạnh Toàn đã: Về lý thuyết, nắm nguyên lý phương pháp kiểm tra chụp ảnh bức xạ, kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ mối hàn điển hình như: mối hàn nối tiếp, mối hàn chu vi, mối hàn chữ T Hiểu quy trình khép kín từ khâu chuẩn bị, bố trí hình học chụp, bước xử lý phim giải đốn hình ảnh Về thực nghiệm, tiến hành sử dụng máy phát tia X MHF 200D kiểm tra mẫu mối hàn điển hình có nhà A Viện KTHN&VLMT Qua đó, rút kinh nghiệm bổ ích, quý báu, tổng hợp lại báo cáo Trong trình thực báo cáo, kiến thức nhiều hạn chế nên khơng tránh khỏi sai sót, em kính mong nhận nhận xét góp ý Hội đồng thầy hướng dẫn, để em có thêm thơng tin hữu ích, chuẩn bị kỹ lưỡng cho thời gian tới tiến hành thực tập Nhà máy nhiệt điện sông Hậu I Hậu Giang thực đồ án tốt nghiệp thời gian lại kỳ học 20172, năm học 2017-2018 Em xin chân thành cảm ơn! 54 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình phương pháp kiểm tra khơng phá hủy kim loại tia roghen tia gamma – PGS TS Phạm Ngọc Nguyên, PGS.TSKH Phạm Khắc Hùng [2] Tài liệu thí nghiệm thí nghiệm hạt nhân nâng cao trường DHBK Hà Nội – Viện kỹ thuật hạt nhân vật lý mơi trường [3] An tồn bức xạ bảo vệ môi trường – PGS.TS Phùng Văn Duân – NXB Khoa học Kỹ thuật [4] Kiểm tra vật liệu kỹ thuật chụp ảnh bức xạ bậc II – Công ty ứng dụng phát triển công nghệ NEAD [5] Tiêu chuẩn ASEM Section I, Section V, Section Section VIII, 31.1 cho mối hàn ống 55 ... trình thực tập này, em học tập nghiên cứu lý thuyết chụp ảnh bức xạ Đồng thời vào thực tập kỹ thuật chụp ảnh là : “Phương pháp chụp ảnh mối hàn ống hai thành hai ảnh , chuẩn bị cho trình thực. .. I.3.4.2 Hiện ảnh Cơ chế ảnh Quá trình ảnh trình biến ảnh ẩn thành ảnh nhìn thấy thơng qua phản ứng biến ion bạc Ag+ thành bạc kim loại Khi chế tạo phim, muối AgBr hình thành theo phản ứng: AgNO3... mặt Ngoài NDT có số phương pháp khác chụp ảnh notron, kĩ thuật vi sóng, bứ xạ âm I.2 Nguyên lý phương pháp chụp ảnh phóng xạ - Radiographic test Phương pháp chụp ảnh bức xạ sử dụng nguồn phát