Kiểm tra không phá hủy

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY 1.1 Giới thiệu chung 4 1.2 Các phương pháp kiểm tra không phá hủy 5 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ VÀ KỸ THUẬT KIỂM TRA 2.1 Kiểm tra thẩm thấu màu (Penetra

BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Vinamain.com ----- ˜ - & - ™----- GIÁO TRÌNH: KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY (NON-DESTRUCTIVE TEST) Kiểm tra không phá hủy Tổng hợp: Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com MỤC LỤC Trang CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY 1.1 Giới thiệu chung 4 1.2 Các phương pháp kiểm tra không phá hủy 5 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ VÀ KỸ THUẬT KIỂM TRA 2.1 Kiểm tra thẩm thấu màu (Penetrant test - PT) 14 2.2 Kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Testing) 20 2.3 Kiểm tra bằng dòng điện xoáy (Eddy Current Testing) 28 2.4 Chụp ảnh phóng xạ (Radiographic Testing): 40 2.5 Phương pháp kiểm tra hạt từ (Magnetic Particle Testing) 44 2.6 Kiểm tra bằng truyền âm - accoustic emission 49 2.7 Phương pháp nhận diện vật liệu thực (PMI) 50 PHỤ LỤC 1: ON-STREAM INSPECTION - PHƯƠNG PHÁP KIỂM ĐỊNH THIẾT BỊ TRONG TÌNH TRẠNG HỆ THỐNG THIẾT BỊ ĐÓ VẪN ĐANG VẬN HÀNH 52 PHỤ LỤC 2: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA SIÊU ÂM TỰ ĐỘNG THAY CHO CHỤP ẢNH PHÓNG XẠ TRONG KIỂM TRA MỐI HÀN 55 PHỤ LỤC 3: PHƯƠNG PHÁP KIỂM ĐỊNH DỰA TRÊN HỆ SỐ RỦI RO RBI 67 Kiểm tra không phá hủy Tổng hợp: Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com 1. MỤC ĐÍCH Giáo trình này sẽ giúp các kỹ sư cơ khí nắm được tổng quan về các phương pháp kiểm tra không phá hủy ở nhà máy công nghiệp. 2. PHẠM VI ÁP DỤNG Giáo trình này để tham khảo cho các kỹ sư cơ khí làm công tác bảo dưỡng thiết bị trong nhà máy công nghiệp như dầu khí, điện lực, hóa chất, v.v… 3. TÀI LIỆU THAM KHẢO § Handbook Of Nondestructive Evaluation, Chuck Hellier § Practical Non-Destructive Testing, B Raj, T Jayakumar And M Thavasimuthu. § Ultrasonic Transducers For Nondestructive Testing, Silk, M.G. § Nondestructive Testing, Cartz, L. Kiểm tra không phá hủy Tổng hợp: Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY 1. Gới thiệu Trong kỹ thuật sửa chửa sữa cơ khí, có một số phương pháp kiểm tra không phá hủy nhằm tìm ra các khuyết tật hoặc tiềm năng hư hỏng của chi tiết máy hoặc thiết bị, mắt thường nhiều khi không thấy được mà không ảnh hưởng đến chi tiết, thiết bị. Ở nhà máy tôi thường dùng pp siêu âm để đo bề dày vỏ thiết bị bồn, tháp cao áp và pp chụp phim phóng xạ để kiểm tra mối hàn cao áp. Giáo trình này sẽ giới thiệu các phương pháp NDT chủ yếu và các kỹ thuật kiểm tra để các bạn tham khảo. a) Định nghĩa Kiểm tra không phá hủy là việc sử dụng các phương pháp vật lý để kiểm tra phát hiện các khuyết tật bên trong hoặc ở bề mặt vật kiểm mà không làm tổn hại đến khả năng sử dụng của chúng. Viết tắt từ chữ tiếng Anh "Non - destructive Testing", hay mở rộng hơn là " Non - Destrictive Evaluation" (NDE - thiên về định lượng, kiểm tra) hay "Non - Destructive inspection" - NDI. Từ kiểm tra không phá hủy tự nó nó đã giải nghĩa chính xác. NDT theo đúng nghĩa đen là kiểm tra một vật mà không phá hủy nó. Nói theo cách khác, chúng ta có thể tìm thấy các khuyết tật trong nhiều vật bằng kim loại bằng cách sử dụng dòng điện xoáy mà không bao giờ làm hư hại đến vật mà chúng ta đang kiểm tra. Điều này rất quan trong vì nếu chúng ta phá hủy vật mà chúng ta đang kiểm tra, nó sẽ không còn tình trạng tốt để có thể kiểm tra ở cùng một vị trí. NDT rất quan trọng bổi vì thường các khuyết tật mà chúng ta tìm không thể nhìn thấy bằng mắt vì nó bị bao bọc bởi lớp sơn hoặc một lớp mạ kim loại. Hoặc cũng có thể khuyết tật đó quá nhỏ không thể nhìn thấy bằng mắt hoặc bất cứ phương pháp kiểm tra bằng mắt nào khác. Vì vậy, các phương pháp kiểm tra như phương pháp kiểm tra bằng dòng điện xoáy đã được phát triển để theo dõi khuyết tật. Kiểm tra không phá hủy Tổng hợp: Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Ảnh 1: Kiểm tra mối hàn đường ống bằng phương pháp kiểm tra siêu âm (UT) b) Các phương pháp kiểm tra NDT Kiểm tra không phá hủy có rất nhiều phương pháp, có hai nhóm phương pháp đó là: Hình: phân loại các phương pháp kiểm tra không phá hủy Phương pháp kiểm tra chủ yếu: 1. Kiểm tra bằng thị giác và quang học (Visual Test - VT) 2. Kiểm tra bằng chất lỏng thẩm thấu hay thấm màu (Penetrant test - PT) 3. Kiểm tra bằng bột từ (Magnetic particle test – MT) 4. Dòng xoáy điện (Eddy Current Test - ET) 5. Chụp ảnh bức xạ hay còn gọi là chụp phim (Radiographic test – RT) 6. Siêu âm kiểm tra (Ultrasonic test – UT) 7. Kiểm tra bằng truyền âm (Acoustic Emission Testing - AE) 8. Kiểm tra rò rỉ (Leak Testing - LT) Trong đó các biện pháp số 5 và 6 (UT và RT) được sử dụng để phát hiện các khuyết tật nằm sâu bên trong chiều dày kết cấu, còn biện pháp số 1, 2, 3 và 4 (VT, PT, MT và ET) sử dụng khi cần kiểm tra các khuyết tật nằm trên bề mặt hay lớp dưới bề mặt. Ngoài ra có nhóm phương pháp đặc biệt như là * Phương pháp chụp ảnh nơtron. * Kỹ thuật vi sóng, bức xạ âm v.v . c) Đặc điểm Ưu điểm của phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) này so với các phương pháp phá hủy (DT) đó là NDT không làm ảnh hưởng đến khả năng sử dụng của vật kiểm sau này. Ngoài ra phương pháp NDT có thể kiểm tra 100% vật kiểm, trong khi đó phương pháp DT chỉ có thể kiểm tra xác suất. Phương pháp NDT có thể kiểm tra ngay khi vật kiểm nằm trên dây chuyền sản xuất mà không phải ngưng dây chuyền sản xuất lại. Trong các phương pháp NDT đã nêu trên, mỗi phương pháp đều có ưu điểm riêng, không phương pháp nào có thể thay thế được phương pháp nào. Ứng với mỗi trường hợp cụ thể mà ta lựa chọn những phương pháp kiểm tra phù hợp. Khi áp dụng kiểm tra không phá hủy, ta có thể dể dàng phát hiện những khuyết tật, từ đó sửa chữa khắc phục sai sót. Do đó, công trình khi hòan thành sẽ có các chi tiết sai hỏng thấp nhất. Kiểm tra không phá hủy Tổng hợp: Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Hình các phương pháp kiểm tra chủ yếu d) Ứng dụng Kiểm tra không phá hủy dùng để phát hiện các khuyết tật như là nứt, rỗ, xỉ, tách lớp, hàn không ngấu, không thấu trong các mối hàn ., kiểm tra độ cứng của vật liệu, kiểm tra độ ẩm của bê tông (trong cọc khoan nhồi), đo bề dày vật liệu trong trường hợp không tiếp xúc được hai mặt (thường ứng dụng trong tàu thủy), đo cốt thép (trong các công trình xây dựng . ),v.v . Trong nhà máy lọc dầu, hóa chất, nhiệt điện, các kỹ thuật kiểm tra không phá hủy được sử dụng trong chương trình bảo dưỡng phòng ngừa cho các thiết bị tĩnh như bồn bể, tháp phản ứng, nồi hơi, trao đổi nhiệt… Bảng : ứng dụng các kỹ thuật kiểm tra NDT cho việc kiểm tra các thiết bị trao đổi nhiệt, ống tube nồi hơi, lò phản ứng, tháp bồn bể và đường ống. Ghi chú: SM: Strain Measurement, Sump: Replica Method, EVA: Extreame Value Analysis 2. Giới thiệu các phương pháp - Kiểm tra bằng thị giác và quang học (VT) Kiểm tra bằng thị giác liên quan đến việc sử dụng đôi mắt của một nhân viên kiểm tra để tìm khuyết tật. Nhân viên kiểm tra cũng có thể sử dụng các công cụ đặc biệt như kính lúp, gương, hoặc borescopes (dụng cụ quang học có đèn dùng để kiểm tra bên trong ống) để tiếp cận gần hơn điểm kiểm tra. Kiểm tra bằng thị giác có thể kiểm tra mức độ từ đơn giản đến rất phức tạp theo các qui trình. Kiểm tra không phá hủy Tổng hợp: Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Borescopes có gắn máy ảnh Sử dụng sborescope kiểm tra Kiểm tra không phá hủy Tổng hợp: Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Video borescopes sử dụng kiểm tra bên trong tuabin - Kiểm tra siêu âm (Ultrasonic test) Là một trong những phương pháp dễ áp dụng và chi phí thấp nhất. Người ta phát vào bên trong kim loại các chùm tia siêu âm và ghi nhận lại các tia siêu âm phản xạ từ bề mặt kim loại cũng như từ các khuyết tật bên trong kim loại. Trên cơ sở phân tích các tia phản xạ này, người ta có thể xác định được chiều dày kim loại cũng như độ lớn và vị trí các khuyết tật bên trong kim loại. - Chụp phim (RT): Giống như tên gọi của nó, trong phương pháp này người ta dùng các chùm tia X hoặc tia phóng xạ gamma để chụp ảnh vật cần kiểm tra. Trong khi việc chụp ảnh thông thường chỉ cho hình ảnh về bề mặt vật chụp, chụp ảnh bức xạ cho phép ghi nhận cả hình ảnh bên trong vật chụp do các chùm tia X, tia gamma có khả năng xuyên thấu. Nếu phương pháp siêu âm đòi hỏi phải xử lý số liệu ngay trong quá trình kiểm tra thì phương pháp chụp phim cho phép lưu lại phim chụp để đọc vào bất kỳ lúc nào. Tuy nhiên chụp phim là công việc đòi hỏi nghiêm ngặt về an toàn do liên quan đến việc sử dụng các nguồn phát tia phóng xạ. Kiểm tra không phá hủy Tổng hợp: Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com - Kiểm tra bằng chất lỏng thẩm thấu (PT): Một trong những phương pháp hay sử dụng nhất để phát hiện các vết nứt trên bề mặt kim loại, mối hàn sau khi gia công, đặc biệt là các vật liệu không nhiễm từ như thép không rỉ. Trong phương pháp này người ta phun một chất lỏng có khả năng thẩm thấu cao và có màu sắc dễ phân biệt (thường là màu đỏ) lên bề mặt vật cần kiểm tra. Nếu trên bề mặt có các vết nứt dù là rất nhỏ, chất thẩm thấu sẽ ngấm vào và đọng lại ở các khe nứt. Sau khi chờ cho quá trình ngấm kết thúc, người ta loại bỏ hết phần chất thẩm thấu thừa trên bề mặt và tiếp tục phun lên bề mặt kiểm tra một chất khác gọi là “chất hiện màu” làm cho phần chất thẩm thấu đã ngấm vào các vết nứt nổi rõ lên cho phép ghi nhận các vết nứt rất nhỏ, mắt thường không phát hiện được. Tuy nhiên để có thể áp dụng phương pháp này bề mặt vật kiểm tra phải rất sạch và khô vì vậy nó không thích hợp với các bề mặt bị bám bẩn và có độ nhám cao. Mặt khác mặc dù không đòi hỏi phải đầu tư thiết bị, việc kiểm tra PT đòi hỏi người kiểm tra phải thực sự có kinh nghiệm và được đào tạo đầy đủ. Kiểm tra không phá hủy Tổng hợp: Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com - Kiểm tra bằng bột từ (MT): Mặc dù không sử dụng được với các vật liệu không nhiễm từ như thép không rỉ, MT là phương pháp có độ tin cậy và độ nhạy cao hơn, không đòi hỏi bề mặt kiểm tra phải quá sạch và nhẵn như khi kiểm tra thẩm thấu. MT được áp dụng phổ biến trong việc kiểm tra định kỳ các nồi hơi và bình áp lực có nguy cơ nứt cao sau một thời gian sử dụng như bồn chứa NH3 hóa lỏng, các nắp nồi hấp, bình khử khí, bao hơi và bao bùn của nồi hơi nhà máy nhịêt điện, bề mặt ống lò của nồi hơi ống lò ống lửa v.v. Mặt khác chúng tôi cũng thường áp dụng MT như biện pháp kiểm tra bổ sung đối với các mối hàn, chi tiết gia công sau khi xử lý nhiệt. Trong phương pháp này, vùng cần kiểm tra sẽ được từ hoá bằng cách cho tiếp xúc với một nam châm điện đặc biệt được gọi là “gông từ”. Sau khi từ hóa, người ta phun lên bề mặt vùng cần kiểm tra một lớp bột sắt từ (thường có màu đen). Nếu trên vùng kiểm tra không có các khuyết tật hay vết nứt, các hạt sắt từ này sẽ phân bố một cách đều đặn dọc theo các đường sức từ trường. Nếu có các vết nứt hay khuyết tật, các đường sức từ trường bị gián đoạn sẽ làm cho các hạt sắt từ tập trung cục bộ tại vùng có khuyết tật. Bằng việc xem xét kỹ sự phân bố của các hạt sắt từ trên vùng kiểm tra, người ta dễ dàng phát hiện ra các vị trí bị nứt hay có các khuyết tật bề mặt. Trong thực tế để dễ phân biệt vị trí có khuyết tật, người ta thường phun lên bề mặt vùng kiểm một lớp dung môi màu trắng có tác dụng làm nổi bật màu đen của các hạt sắt từ hoặc sử dụng đèn huỳnh quang tia cực tím trong những trường hợp đòi hỏi độ nhạy cao. [...]... cỏch s dng cỏc thit b nghe in t, ng h o ỏp sut, cỏc k thut thm thu lng v khớ hoc mt cỏch kim tra n gin bng bong búng x phũng Kim tra khụng phỏ hy Tng hp: Nguyn Thanh Sn - Vinamain.com Kim tra khụng phỏ hy Tng hp: Nguyn Thanh Sn - Vinamain.com CHNG 2: NGUYấN Lí V K THUT KIM TRA 2.1 Kim tra thm thu mu (Penetrant test - PT) Nguyờn lý: L phng phỏp thm thu lng: Dựng ng dng ca hin tng mao dn: - Trc tiờn,... chng ch Kim tra khụng phỏ hy Tng hp: Nguyn Thanh Sn - Vinamain.com Thanh chun kim tra bt t Cc lng 100 ml ASTM vi giỏ kốm chng ch ốn ỏnh sỏng en Bt t phỏt quang Bt t kh kin mu Bt t kh kin mu en Sn nn tng tng phn 2.2 Kim tra siờu õm (Ultrasonic Testing) Nguyờn lý K thut Xung phn hi K thut Beam bỡnh thng Kim tra khụng phỏ hy Tng hp: Nguyn Thanh Sn - Vinamain.com K thut gúc beam Quỏ trỡnh kim tra siờu... dng cỏc thit b kim tra dũng in xoỏy khỏc nhau, trong ú cú thit b ch n gin l cỏc cun dõy c qun trờn mt ming kim loi Ngoi ra cũn cú cỏc thit b s dng cỏc u dũ c bit, nh hỡnh thớ nghim trờn, v y vo trong ng ca cỏc thit b trao i nhit Kim tra khụng phỏ hy Tng hp: Nguyn Thanh Sn - Vinamain.com hỡnh bờn cỏc k thut viờn ang thc hin kim tra cỏc ng trao i nhit bng phng phỏp dũng in xoỏy Cỏc trao i nhit ny c... nhng phng phỏp kim tra dũng xoỏy cung cp nhiu u im o Khụng s dng cỏc cht tiờu hao nh bt t v sn tng phn o Cú th kim tra c nhng ni khú cht hp, khú tip cn i vi phng phỏp khỏc o Khụng yờu cu chun b b mt kim tra nh: khụng phi co b lp sn, tit kim thi gian cho s chun b kim tra v quột sn ph li sau khi kim tra o nhy tng lờn cú kh nng phỏt hin cỏc khuyt tt nh hn nh cỏc u dũ c bit dựng kim tra mi hn c phỏt trin... vn hnh hay xõy mi Kim tra v th khụng phỏ hy gim thiu ri ro rũ r hoc cỏc khuyt tt nhm tng cng tớnh ton vn trong kinh doanh v tớnh an ton trong xõy lp v tit kim chi phớ Kim tra khụng phỏ hy Cỏc k thut kim tra Cỏc vớ d: - Mi hn Tng hp: Nguyn Thanh Sn - Vinamain.com Kim tra khụng phỏ hy - Bulong Gii thiu thit b trờn th trng: Model DA-400S Tng hp: Nguyn Thanh Sn - Vinamain.com Kim tra khụng phỏ hy Tng hp:...Kim tra khụng phỏ hy Tng hp: Nguyn Thanh Sn - Vinamain.com B kit kim tra bng bt t - - Kim tra bng truyn õm (AE) Khi mt vt liu rn c nhn mnh, khụng hon ho trong vt liu n phỏt ra nng lng õm thanh ngn gi l "khớ thi." Nh trong kim tra siờu õm, õm lng phỏt thi cú th c phỏt hin bi mỏy thu c bit ngun phỏt thi cú th c ỏnh giỏ thụng qua vic hc ca cng , tc ca h, v v trớ Kim tra rũ r (LT) Nhiu... Kim tra bng dũng in xoỏy (Eddy Current Testing) Nguyờn lý c bn: Khi mt cun dõy dn, cú dũng in xoay chiu i qua tin dn ti mt ming kim loi phng cú kh nng dn in, khi ú s cú dũng in xoỏy c to ra do hin tng cm ng in t S thay i ca dũng in xoỏy khi tip cn tm kim loi c s dng phỏt hin cỏc khuyt tt Kim tra khụng phỏ hy Tng hp: Nguyn Thanh Sn - Vinamain.com Hỡnh: Kim tra khuyt tt ca tm kớm loi v ng ca thit b trao... dng kim tra cỏc ng trao i nhit ca cỏc thit b nh thit b ngng t nc condensate, thit b lm mỏt, v.v - Ch kim tra c cỏc vt cú th dn in - Ch ỏp dng cho ng cú b dy nh hn hay bng 5mm - Loi khuyt tt hay sõu khuyt tt cú th xỏc nh c nh theo dừi tớn hiu - Tớn hiu khi i qua tm (support palte) cú th c loi tr nh k thut a tn s Di õy l vớ d cho thy tớn hiu o c ng vi cỏc khuyt tt m cun dõy i qua mt ng trao i nhit:... chớ chp nhn c nh ngha l mc ln, nh no ca ch th thỡ c chp nhn Kim tra khụng phỏ hy Tng hp: Nguyn Thanh Sn - Vinamain.com Kim tra thm thu mu c dung ch yu cho tỏch lp, mi hn v vựng nh hng nhit Khi gii quyt vn giy phộp khai thỏc v duy trỡ vic phũng nga ca cụng vic xõy lp trong k thut, kim tra v th khụng phỏ hy l k thut khụng th thiu Kim tra v th khụng phỏ hy cng l chn la cn thit khi cht lng, tit kim,... khuyt tt Kim tra khụng phỏ hy bng phng phỏp dũng xoỏy l ỏng tin cy, nhanh v chi phớ khụng ln thc hin bo dng v m bo an ton Cỏc loi thit b dũng xoỏy ca hóng Kim tra khụng phỏ hy Tng hp: Nguyn Thanh Sn - Vinamain.com Staveley ni ting trờn ton th gii bi tin cy v chớnh xỏc cựng vi dch v v h tr ca hóng giỳp cho bn khai thỏc ti a kh nng ca thit b Kim tra mi hn bng phng phỏp dũng xoỏy Trong kim tra mi hn thỡ . Ảnh 1: Kiểm tra mối hàn đường ống bằng phương pháp kiểm tra siêu âm (UT) b) Các phương pháp kiểm tra NDT Kiểm tra không phá hủy có rất nhiều phương pháp,. Trang CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY 1.1 Giới thiệu chung 4 1.2 Các phương pháp kiểm tra không phá hủy 5 CHƯƠNG