Trước khi kiểm tra các mối hàn tại công trường, đánh giá viên mối hàn phải tiến hành chuẩn máy trước khi kiểm tra bằng các mẫu chuẩn. Tùy theo chiều dày mối hàn, kiểu lắp ghép mối hàn sẽ kiểm tra mà đánh giá viên chọn mẫu chuẩn. Các bước thực hiện chuẩn như mô tả ở phần chuẩn thiết bị(Mục 2.3.1) .
Hiệu chỉnh thiết bịtheo quy trình
Đảm bảo các bề mặt quét là đủ phẳng và nhẵn: làm sạch tất cả các giọt kim loại hàn bắn ra, sơn hoặc vảy và các sản phẩm do ăn mòn gây ra. Kiểm tra và báo cáo tất cảcác trởngại làm cản trởviệc quét kiểm tra
Tiến hành quét kim loại cơ bản sử dụng đầu dò 00để dò các khuyết tật tách lớp mà chúng có thểảnh hưởng đến việc quét mối hàn kiểm tra sau này
Nếu có thể áp dụng, thiết lập bổ chính suy giảm và lan truyền
Mối hàn là loại hàn một phía hay là hai phía
Các mối hàn một phía Các mối hàn hai phía Tiến hành “quét đáy cố định”.
Không sử dụng đầu dò 600 cho mục đích này
Tiến hành quét các mặt ngấu, vùng ảnh hưởng nhiệt và toàn bộ phần thể tích mối hàn. Quét các mặt ngấu ở góc tới gần vuông góc, sử dụng kỹ thuật Tandem cho các măt ngấu gần như thẳng đứng. Luôn cố gắng kiểm tra toàn bộ thể tích mối hàn bằng tối thiểu hai góc đầu dò khác nhau. Một trong các đầu dò này đã được sử dụng để quét các mặt ngấu.
Các thông số kiểm tra máy trước khi tiến hành đo ngoài công trường phải được ghi nhận lại như bảng bên dưới.
Khi kiểm tra các thông số của máy như trên, các dung sai cho của các thông số đã ghi sẵn trong bảng đánh giá. Nếu các thông số đảm bảo nằm trong dung sai cho phép thì bước kiểm tra trước khi đo đã hoàn tất.
Hình 3.2 Thông số kiểm tra đầu dò hàng ngày
3.2 ĐO KIỂM TRA MỐI HÀN TẠI CÔNG TRƯỜNG
Khi tiến hành kiểm tra một mối hàn nếu thấy có khuyết tật ta phải xác định được vị trí của khuyết tật. Muốn xác định được vị trí của khuyết tật cần xác định ba yếu tố: Xác định độ sâu của khuyết tật trong mối hàn, xác định được độ lớn của khuyết tật và xác định độ dài của khuyết tật.
Tiến hành kiểm tra mối hàn tại công trường:
Tiến hành kiểm tra mối hàn nối ống kết cấu tại một chân đế giàn khoan. Ống có kích thước Ø813x15.9 được nối với ống cùng chủng loại.Tất cả các chân đế của giàn khoan đều sử dụng các ống này với số lượng rất nhiều, có những chân đế giàn khoan nặng lên đến hơn 14 ngàn tấn nhưng chỉ sử dụng các ống để kết nối với nhau bằng phương pháp hàn. Trước hết ta tiến hành đối chứng mẫu DAC Ø3mm và dựng đường cong DAC đểđối chứng.
Hình 3.3 Xây dựng đường cong DAC cho đầu dò góc
Sau khi đã chuẩn máy ta tiến hành các bước sau:
Bước 1: Chọn đầu dò là 00để kiểm tra vùng ảnh hưởng của mối hàn để chắc chắn không xảy ra các khuyết tật vật liệu cơ bản trong quá trình hàn(nứt nóng và tách lớp vật liệu có thể xẩy ra trong vật liệu cơ bản)
Bước 2: Chọn đầu dò là đầu dò góc là 600để kiểm tra mối hàn này.
Bước 3: Ta tiến hành dò quét mối hàn từ từ dọc theo mối hàn từ ½ bước sóng đến 1 bước sóng. Khi gặp chỉ thị khuyết tật ta di chuyển chậm đầu dò để xác định xung cao nhất. Đây là chỗ chỉ thị lớn nhất và vuông góc nhất với chùm tia.
Bước 4 : Tiến hành di chuyển đầu dò tiến vào trong gần vị trí mối hàn vị trí số 4 để cho chiều cao xung giảm xuống còn 20% DAC ghi nhận chiều sâu khuyết tật này là 10mm.
Hình 3.4: Mối hàn ống kiểm tra bằng siêu âm
Bước 5 : Tiếp tục di chuyển đầu dò ra xa mối hàn ở vị trí số 5 để chiều cao xung giảm xuống còn 20%, ghi nhận chiều sâu lại là 12mm. Từ hai lần ghi nhận trên ta được chiều sâu của khuyết tật.
Bước 6 : Di chuyển đầu dò sang vị trí số 2 đến khi chiều cao xung giảm xuống 20% DAC ta tiến hành ghi nhận lại vị trí số 6.
Bước 7 : Tiếp tục di chuyển đầu dò sang phải ở vị trí 3 đến khi chiều cao xung giảm xuống 20 % DAC ghi nhận lại vị trí số 7. Từ kết quả ghi nhận vị trí số 6 và số 7 ta có chiều dài của khuyết tật. Như vậy ta xác định được khuyết tật của mối hàn có chiều sâu là 10-12 mm và có chiều dài là 30mm.
Tương tự như như các bước ở trên ta kiểm tra và tìm ra khuyết tật thứ 2 có độ sâu là 10-12mm và có chiều dài khuyết tật là 20mm.
Trong mối hàn có thể có những khuyết tật song song với chùm sóng âm sẽ không thể hiện xung phản hồi. Để loại bỏ vấn đề này ta phải sử dụng các đầu dò có góc khác nhau. Trong trường hợp này ta sử dụng đầu dò 700 để kiểm tra lại, các bước cũng thực hiện như trên.
Cách tính khuyết tật của mối hàn: Một số máy trên màn hình chỉ hiệm thị quảng đường truyền dẫn từđầu dò đến khuyết tật nhưng không hiển thịđộ sâu của khuyết tật. Vì vậy, chúng ta phải tiến hành tính toán chiều sâu khuyết tật.
Tiến hành di chuyển đầu dò tiến vào trong gần vị trí mối hàn vị trí số 4 để cho chiều cao xung giảm xuống còn 20% DAC(phương pháp này chỉ dùng ½ bước sóng. Lúc này trên màn hình ghi nhận được quãng đường truyền sóng là 20mm.
Tiếp tục di chuyển đầu dò ra xa mối hàn ở vị trí số 5 để chiều cao xung giảm xuống còn 20%, lúc này ghi nhận được quảng đường truyền sóng là 24mm. Từ hai lần ghi nhận trên ta tiến hành tính toán theo công thức. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
R/d=tagα (3-1)
Trong đó : d là chiều sâu khuyết tật, R là khoảng cách truyền sóng từ đầu dò đến khuyết tật, αlà góc của đầu dò.
Trong trường họp này ta tính được như sau :
d1=R /tagα=17,32/tag600=10mm
d2=R/tagα=20,7/tag600=12mm
Vậy chiều sâu của khuyết tật mối hàn là 10-12mm, Chiều dài của khuyết tật ta tiến hành như bước 6 và bước 7 trên ta thu được chiều dài khuyết tật.
3.3 CÁC YẾU TỐẢNH HƯỞNG ĐẾN DỰ LIỆU ĐO
Hình 3.5: Cách xác định khuyết tật trên màn hình thiết bị
Hình 3.6: Cách xác định chiếu sâu khuyết tật qua quảng đường truyền
Sau khi đã đo xong mối hàn tại công trường thì đánh giá viên siêu âm(được đào tạo cấp chứng chỉ và được chủ đầu tư đồng ý) tiến hành lập báo
cáo, giải đoán khuyết tật và vẽ sơđồ vị trí khuyết tật trên mối hàn(nếu có) và tra tiêu chuẩn cho khuyết tật đó có được chấp nhận hay loại bỏ. Tất cả sẽ được thể hiện trên báo cáo như dưới đây.
Trên báo cáo thể hiện đầy đủ các thông số: Dự án Hải Sư Trắng và Hải Sư Đen của chủđầu tư là Thăng Long, thiết bị dùng để kiểm tra là NODTEC 2000D+, số sê ri máy là 061501112, tiêu chuẩn áp dụng là AWS D1.1.2010, mối hàn được làm theo quy trình HSTD-PTSCMC-S-WPS-S07, mẫu dùng chuẩn là V1và V2, số mối hàn kiểm tra là mối 48, người thợ hàn đã hàn số W678 và W717, ống có kích thước Ø813 có chiều dày là 15.9mm, độ lớn xung lớn hơn 100% màn hình, Vị trí mối hàn bị lỗi là từđiểm không đi qua 110mm là bắt đầu có khuyết tật dài 30mm, độ sâu là 10- 12mm, lỗi khuyết tật dạng mặt, lỗi này không được chấp nhận.
3.3 CÁC YÊU TỐẢNH HƯỞNG ĐẾN KẾT QUẢĐO
3.3.1 Ảnh hưởng của vật liệu
Ảnh hưởng của vật liệu dùng tiếp âm và ảnh hưởng của nó đến độ chính xác đo
Trong công nghiệp kiểm tra mối hàn bằng phương pháp siêu âm người ta có thể dùng dầu máy hay hỗn hợp nước với Glycerine để làm chất tiếp âm. Hồ dùng để dán dấy dán tường cũng có thể dùng làm chất tiếp âm tương đối tốt. Ngoài ra trên thị trường có những chất tiếp âm sử dụng công thức đặt biệt của các nhà sản xuất thiết bị siêu âm.
Mục đích cơ bản của chất tiếp âm là để tạo ra một quảng đường truyền âm phù hợp giữa biến tử và bề mặt kiểm tra. Làm cho vận tốc truyền sóng giữa môi trường và vật mẫu kiểm tra tương đối với nhau. Một trong các yêu cầu của chất tiếp âm sau đây nếu không làm tốt sẽ gây nên vận tốc truyền âm khác nhau và làm sóng âm khúc xạ khi truyền từ biến tửđến mẫu kiểm tra.
- Chất tiếp âm phải làm ướt tốt hay làm tiếp xúc hoàn toàn bề mặt mẫu kiểm tra.
- Chất tiếp âm phải loại bỏ toàn bộ không khí giữa hai bề mặt do không khí truyền âm kém.
- Chất tiếp âm điền đầy và làm nhẵn mọi chỗ không bằng phẳng trên bề mặt chi tiết kiểm tra
- Chất tiếp âm hỗ trợđầu dò khuyết tật di chuyển nhẹ nhàng trên bề mặt chi tiết khi kiểm tra tiếp xúc.
- Chất tiếp âm phải dễ dùng, dễ tẩy rửa và vô hại với bề mặt chi tiết kiểm tra.
- Chất tiếp âm chỉ nên mỏng đủđể chuyển tiếp sóng từ biến tử sang chi tiết kiểm tra vì nếu dày quá sẽ làm cho sóng âm có thể bịđổi hướng chùm tia.
Ảnh hưởng của cấu trúc vật liệu trong kết cấu mối hàn và vùng kiểm tra
Cấu trúc hạt cũng ảnh hưởng lớn đến đặc tính âm của vật liệu. Ví dụ như thép rèn có cấu trúc hạt mịn đều nên làm suy giảm sóng siêu âm chậm hơn, còn
thép đúc có cấu trúc hạt thô nên sóng siêu âm khó truyền qua hơn và tổn thất nhanh hơn.
Hình 3.9: Chỉ thị sóng âm trên màn hình của hai loại cấu trúc hạt vật liệu
3.3.2 Ảnh hưởng của thiết bị kiểm tra mối hàn
Ảnh hưởng của máy siêu âm và biến tửđến sai số kiểm tra Ảnh hưởng của tiếng ồn
Tiếng ồn điện tử: Tương tự như tiếng lạo xạo, lè xè khi băng tăng âm lượng của Radio hay ti vi. Tiếng ồn điện tử có thể xuất hiện thậm chí cả khi đầu dò không tiếp xúc với vật kiểm tra. Các máy dò khuyết tật còn bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn từ các nguồn bên ngoài khác ở dạng các sóng giao thoa Radio. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tiếng ồn cấu trúc: Loại tiếng ồn này là do sự phản xạ của chùm âm tại các biên giới hạt trong vật liệu. Tiếng ồn cũng lớn hơn ở các vật liệu thô hơn và khi tần sốđầu dò cao hơn.
Tiếng ồn nội tại: Loại tiếng ồn này là do các phản hồi không mong muốn trong vỏ đầu dò. Khi đầu dò cũ đi thì lớp dán giữa đế đầu dò vật liệu tinh thể có thể lỏng, khi đó tiếng ồn nội tại tăng mạnh và có thể nhận thấy được. Tiếng ồn nội tại lớn hơn ở các dải ngắn …
Tỷ số tín hiệu trên tiến ồn là tỷ số của độ cao xung trên ‘’tiếng ồn’’ ở cùng dải. Tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn có thểđo được cho tất cả các đầu dò siêu âm. Nó có thể được biểu diễn như một tỷ số đơn giản nhưng nó thường được biểu diễn bằng dB. Thường yêu cầu tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn tối thiểu là 6 dB hoặc có thể
là 12 dB. Các cố gắng để tiến hành kiểm tra siêu âm với giá trị thấp của tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn thường sinh ra một mức độ ‘’chỉ báo sai’’ cao (tức là các khuyết tật không có thực tế sẽ được báo cáo). Khi kiểm tra các mối hàn của thép ferrit tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn thường rất lớn (20-40 dB). Do đó với thép ferrit không cần thiết phải đo tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn. Tuy nhiên khi kiểm tra các vật liệu thô hơn như các mối hàn khuếch tán của thép không rỉ austenit, tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn có thể thấp hoặc thấp hơn 6 dB. Trong các trường hợp này cần phải đo tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn sao cho kích thước cực tiểu của mặt phản xạ cần được phát hiện với một tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn đủ lớn có thể phát hiện được.
Phương pháp đo tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn trong điều kiện ở công trường cơ bản như sau :
Thu và làm cực đại một xung từ mặt phản xạ hiệu chỉnh ở một dải cho trước. Sử dụng bộ điều chỉnh độ lợi đưa xung này xuống một mức thấp tương quan, là 10% hay 20% và ghi giá trịđộ lớn.
Bây giờ tăng độ lớn cho tới khi mức ồn ở cùng dải với đội cao màn đã chọn (10% hay 20%), ghi nhận mức tăng độ lớn. Nó chính bằng tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn ở dải đã chọn.
Tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn thay đổi theo dải. Rõ ràng là khi tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn ở dải bất kỳ càng lớn thì càng dễ phân biệt các phản hồi khuyết tật ở dải này. Tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn giảm dần khi đầu dò cũ đi. Đó là do tinh thể trở nên dính vào đế kém hơn khi thời gian tăng lên. Các đầu dò kép thường dễ bị nhiễu do các chất tiếp âm ngấm vào hàng rào cách âm giữa các tinh thể phát và thu. Đó là một ảnh hưởng đặc thù khi mỡ hay dầu được sử dụng làm chất tiếp âm.
Do tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn thay đổi theo sự phù hợp trở kháng của đầu dò với máy dò khuyết tật và sự thay đổi của các yếu tố khác. Điều quan trọng là khi đo tỷ số âm giữa tín hiệu và tiếng ồn thì máy dò khuyết tật và các núm hiệu
chỉnh (loại trừ núm độ lớn) là giống như khi được sử dụng để kiểm tra. Trong ví dụ này tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn tìm được là 12dB: 44-32=12dB
Hình 3.10: Tỷ số tín hiệu trên tiếng ồn Ảnh hưởng của vùng chết đầu dò
Vùng chết của một đầu dò siêu âm có thể được định nghĩa là độ sâu của vùng ngay dưới bề mặt của chi tiết (được kiểm tra) mà không thể dò thấy các khuyết tật nhỏ một cách chắc chắn. Ở các đầu dò đơn tinh thể, đó là phần đầu tiên của dải liên quan tới tiếng ồn nội tại của đầu dò, tiếng ồn do do sự phản xạ trong chất tiếp âm (đặc biệt là khi bề mặt gồ ghề) và sự rung tinh thể. Các đầu dò này không có tác dụng để kiểm tra các khuyết tật. Các đầu dò tinh thể kép có vùng chết do sự xuất hiện của điểm ‘’mù’’ mà độ dài của nó được xác định bởi cấu hình của đầu dò. Tất cả các đầu dò kép đều có một điểm hội tụ độ nhạy với các khuyết tật nhỏ là lớn nhất tại điểm này và giảm đi ở các dải dài hơn hoặc ngắn hơn.
Vùng chết có thể được đánh giá khi sử dụng một khối các lỗ khoan sườn tại các độ sâu 1, 2, 3, 5, 10, 15mm dưới bề mặt khối chuẩn. Lý tưởng là các lỗ khoan có cùng đường kính với lỗ được sử dụng để hiệu chỉnh. Chùm âm có thể được duy trì ở các lỗ sâu hơn liên tiếp cho tới khi phản hồi từ lỗ trở nên tách biệt khỏi tiếng ồn của dải đó. ( Hay trong trường hợp một đầu dò kéo được dò thấy một cách dễ dàng).
Các yêu cầu của vùng chết thường không được nêu ra trong tiêu chuẩn kiểm tra mối hàn nhưng vùng chết phải được tính toán khi kiểm tra siêu âm, nếu không một số vùng của mối hàn vẫn không được kiểm tra.
Ảnh hưởng của điểm xa của đầu dò (còn gọi là điểm phát của đầu dò)
Áp suất ở trong chùm âm là lớn nhất dọc theo chùm. Chỉ trừ trường hợp của