2. Nội dung và ý nghĩa đề tài
4.6XÁC ĐỊNH ĐỘ NHẠY CỦA HỆ THỐNG KIỂM TRA
Bố trí hình học thí nghiệm XÁC ĐỊNH ĐỘ NHẠY CỦA HỆ THỐNG KIỂM TRA
100 25
∅2 ∅3 ∅4 ∅5 Mẫu kiểm tra
Đầu dị
Mơi trường nước
Xung tín hiệu phản xạ từ lỗ
104
Bố trí hình học thí nghiệm XÁC ĐỊNH ĐỘ NHẠY CỦA HỆ THỐNG KIỂM TRA
100 25
∅2 ∅3 ∅4 ∅5 Mẫu kiểm tra
Đầu dị
Mơi trường nước
Xung tín hiệu phản xạ từ lỗ
Bố trí hình học thí nghiệm XÁC ĐỊNH ĐỘ NHẠY CỦA HỆ THỐNG KIỂM TRA
100 25
∅2 ∅3 ∅4 ∅5 Mẫu kiểm tra
Đầu dị
Mơi trường nước
Xung tín hiệu phản xạ từ lỗ
106
Bố trí hình học thí nghiệm XÁC ĐỊNH ĐỘ NHẠY CỦA HỆ THỐNG KIỂM TRA
100 25
∅2 ∅3 ∅4 ∅5 Mẫu kiểm tra
Đầu dị
Mơi trường nước
Xung tín hiệu phản xạ từ lỗ
4.7 THÍ NGHIỆM TRÊN MẪU THỰC TẾ. 4.7.1 Mẫu thép tấm cĩ vết nứt – hình vẽ
a> Phương pháp đối chứng số 1 – Kiểm tra bằng bột từ ướt (MPI)
b> Phương pháp đối chứng số #2, kỹ thuật siêu âm tiếp xúc, sử dụng đầu dị gĩc 70°,
tần số 2,25 MHz để xác định độ sâu vết nứt
Khuyết tật nứt thử bằng phương pháp đối chứng số #1: Phương pháp bột từ ướt (MPI), Yoke Y6 – Magnaflux – Chiều dài vết nứt # 30 mm, khơng xác định được độ sâu bằng phương pháp này if (adsbygoogle && !adsbygoogle.loaded) { (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});}
Khuyết tật nứt thử bằng phương pháp đối chứng số #2: Phương pháp siêu âm tiếp xúc (UT), Panametrics IIIB –
108
c> Phương pháp của đề tài – kỹ thuật siêu âm nhúng
Sử dụng máy siêu âm của phương pháp siêu âm tiếp xúc nĩi trên Panametrics IIIB, đầu dị nhúng hội tụ, tần số cao f = 10 MHz, đường kính biến tử ¼ inch (#6,4 mm). Bố trí hình học và kết quả đo đạc hiển thị trên màn hình như sau :
Nhận xét : Với kết quả đo được ta nhận thấy giá trị độ sâu khuyết tật tương đối phù hợp với phương pháp đối chứng (trong giới hạn 4-5mm). Mặc dù đầu dị sử dụng ở đây khơng thực sự phù hợp cho cơng việc này (đây là đầu dị kiểm tra ống từ bên trong ra, tần số cao, hội tụ ) . Nếu cĩ đầu dị phù hợp : khoảng 3-5 MHz, đường kính biến tử khoảng 6-10mm là thích hợp nhất.
Xung tín hiệu đỉnh khuyết tật, sâu khoảng # 4-5 mm
12 mm
Xung mặt trước của mẫu
Xung mặt sau của mẫu Đầu dị
4.7.2 Mẫu ống đường kính nhỏ
Sử dụng một đoạn ống đường kính # 30 mm, trên đĩ chế tạo các rãnh cắt dọc (50% và 100% bề dầy ), lỗ đáy bằng 50% bề dầy thành, và rãnh cắt vuơng gĩc với trục ống (hình vẽ). Với kỹ thuật siêu âm tiếp xúc thơng thường, chúng ta khơng thể kiểm tra được các ống nhỏ như vậy vì đầu dị khơng thể đặt tiếp xúc trực tiếp trên thành ống được. Nhưngới phương pháp siêu âm nhúng , chúng ta hồn tồn cĩ khả năng kiểm tra ống từ phía bên trong ra. Trong trường hợp sử dụng đầu dị tần số f = 10 MHz, kích thước 6,4 mm, cĩ thể phát hiện ra các rãnh cắt dọc 50 % và 100% bề dầy thành với tín hiệu rõ ràng, nhưng các rãnh cắt ngang thì rất khĩ phát hiện. Điều này cĩ thể được giải thích là do tiết diện phản xạ của các rãnh cắt nằm ngang (cũng như các lỗ đáy bằng) là nhỏ so với biên dạng chùm tia siêu âm sĩng dọc (hình minh họa a, b, c) Mẫu ống mơ hình Biến tử Biến tử Biến tử (a) (b) (c) ∅30 Lỗ đáy bằng 50% bề dầy thành Rãnh cắt ngang 100% bề dầy thành Rãnh cắt dọc 100% bề dầy thành Rãnh cắt dọc 50% bề dầy thành
110 Kết quả đạt được như sau :
Với các loại ống nhỏ tương tự, khả năng phát hiện được các rãnh cắt dọc là rất rõ ràng. Như vậy các khuyết tật cĩ chiều dài nằm dọc theo chiều trục ống trong thực tế sẽ dễ được phát hiện, trong khi các khuyết tật theo chiều vuơng gĩc trục thì rất khĩ phát hiện. Bố trí thí nghiệm Đầu dị Rãnh cắt Xung đáy rãnh cắt 50% bề dầy thành
4.7.3 Các khuyết tật phân lớp trong vật liệu thép tấm :
Trong trường hợp này kết quả thu được rất tốt, các xung phản hồi từ khuyết tật phân lớp rất rõ ràng, kết quả trong hình sau :
4.8 Nhận xét :
Qua thí nghiệm xác định độ nhậy của hệ thống ta nhận thấy : thiết bị cĩ thể phát hiện được những lỗ khoan nhỏ đến 2,4 mm, với một đầu dị tần số 2,25MHz. Tuy nhiên vị trí của các lỗ khoan thí nghiệm này nằm gần mặt trên do đĩ nĩ cho độ nhạy cao nhất, cịn khi vị trí các lỗ khoan này nằm ở gần đáy thì hầu như thiết bị khơng thể phát hiện thấy, nguyên nhân là do tần số đầu dị sử dụng quá thấp do đĩ sẽ khơng nhạy cảm phát hiện các khuyết tật nhỏ ở xa.
Muốn tăng độ nhậy lên thì ta phải tăng tần số của đầu dị hoặc sử dụng các đầu dị cĩ thấu kính hội tụ làm cho năng lượng chùm tia siêu âm hội tụ lại do đĩ sẽ tăng độ nhạy phát hiện khuyết tật
Thí nghiệm trên mẫu thực tế ở mục 4.7 cho thấy : với hệ thống thiết bị như đã dùng cho phương pháp tiếp xúc, vẫn cho kết quả với độ tin cậy chấp nhận được
Xung phản hồi từ khuyết tật phân lớp rất rõ ràng
Khuyết tật phân lớp phát hiện bằng phương pháp bột từ ướt (MPI) -
112
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN
1. Nhận xét về kỹ thuật :
Phương pháp siêu âm nhúng xung phản hồi cĩ các tính chất kỹ thuật và quy trình kiểm tra gần giống với phương pháp siêu âm tiếp xúc thơng thường, cho nên cơ sở lý thuyết và quy trình thực hiện cĩ những điểm tương đồng. Giúp cho việc thực hiện phép thử dễ dàng, Các kinh nghiệm và hiểu biết về siêu âm tiếp xúc đều cĩ thể áp dung cho phương pháp siêu âm nhúng.
Ưu điểm : do phép thử thực hiện trong một mơi trường liên tục (nước) cho nên các bề mặt cong , gãy khúc đều cĩ thể kiểm tra được,
Do đầu dị nằm cách xa vật kiểm tra (khoảng ¼ bề dầy vật kiểm tra), do đĩ vùng kiểm tra sẽ tránh xa được vùng trường gần, nơi cĩ nhiều nhiễu động về âm áp và cường độ âm, dễ gây nên các xung tín hiệu nhiễu khơng giải thích được.
Nhược điểm : nếu bề mặt kiểm tra (hay cịn gọi là mặt trước) thay đổi liên tục sẽ gây khĩ khăn cho quá trình kiểm tra, vì khi ấy gĩc tới sẽ thay đổi, theo định luật Snell (chương 2) thì gĩc khúc xạ trong vật kiểm tra cũng thay đổi, và chúng ta phải tính tốn lại giá trị này.
Khi gĩc tới nằm trong gĩc tới hạn thứ nhất (xem chương 2) thì trong vật kiểm tra sẽ tồn tại hai dạng sĩng : sĩng dọc và sĩng ngang , cùng một lúc. Điều này sẽ gây nên những xung tín hiệu rất khĩ giải đốn, vì hai sĩng này cĩ bản chất (vận tốc truyền) hồn tồn khác biệt nhau.
2. Hướng nghiên cứu trong tương lai : if (adsbygoogle && !adsbygoogle.loaded) { (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});}
Đề tài này chỉ giới hạn ở phương pháp siêu âm nhúng, xung phản hồi (quét A). Các tín hiệu trên màn hình quét A phản ánh mối tương quan giữa Khoảng cách (đường quét thời gian nằm ngang trên màn hình) với Biên độ (độ lớn khuyết tật) – nằm theo chiều đứng trên màn hình, do vậy kỹ thuật giải đốn và phân tích tín hiệu khuyết tật địi hỏi kỹ thuật viên nhiều kinh nghiệm, và nĩ khơng cho kết quả trực quan (cho kết quả gián tiếp).
Phương hướng cho nghiên cứu tương lai là biến đổi xung tín hiệu quét A thành các xung tín hiệu quét B (thể hiện mặt cắt của khuyết tật). Điều này địi hỏi thêm kinh phí nghiên cứu và vật tư cho đề tài : encoder giải mã quãng đường. Khi ấy tín hiệu sẽ được thể hiện cĩ hình dạng giống như mặt cắt của vật kiểm tra Ngồi ra cũng cĩ thể sử dụng mơ hình này để xây dựng các nghiên cứu về tín hiệu quét C (giống như CT scan trong y khoa), bởi vì sĩng siêu âm cĩ ưu điểm là truyền qua vật liệu nhanh hơn tia phĩng xạ, do đĩ sẽ cho đáp ứng nhanh hơn.
114
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Nhật Quang và Phịng Cơng nghiệp , Xây dựng chương trình huấn
luyện, đào tạo kỹ thuật kiểm tra siêu âm cấp I và II đối với vật liệu kim loại phù hợp theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN – 5868 (1995) và ISO 9712 (1999), Trung tâm hạt nhân TP.HCM 2001
2. General Dynamics Convair Division, ASNT 1981, Classroom Training
Handbook-Nondestructive Testing Ultrasonic CT-6-4
3. Robert C. McMaster, ASNT Nondestructive Testing Handbook, 1959 first
Edition, Vol. 2.
4. Paul McIntire, ASNT Nondestructive Testing Handbook, 1991 Second
Edition, Vol 7.
5. Howard E. Boyer, Metals Handbook, 8th Edition, Vol. 11
6. Panametrics Ultrasonic Transducers for nondestructive testing, Panametrics,
Inc. NDT Division
7. Ultrasonic Testing of Materials at Level 2. Manual for the Syllabi contained
in IAEA-TECDOC-628 “Training Guidelines in Non-destructive Testing Techniques” , IAEA Vienna 1999
8. Ultrasonic Testing of Materials , 3 rd edition 1983, Josef Krautkramer &
Herbert Krautkramer
9. Annual books of ASTM Standards, Section 3, Volume 03.03 Nondestructive
Testing 1998
10.British Standards , BS 4331 Part 1
11.Basic Metallurgy for Non-Destructive Testing, J. L. Taylor. The British
Institute of Non-Destructive Testing
TĨM TẮT LÝ LỊCH
Họ và tên : Nguyễn Nhật Quang
Giới tính : Nam
Ngày tháng năm sinh : 13 tháng 11 năm 1965
Địa chỉ liên lạc : 56 Xuân Thủy, ấp Thảo Điền Q2
Điện thoại : 5120824 hoặc 091 3830985 if (adsbygoogle && !adsbygoogle.loaded) { (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});}
Quá trình đào tạo :
1. 1982 - 1987 : Sinh viên khoa cơ khí , ngành luyện kim
2. 2000 - 2003 : Sinh viên cao học khoa cơ khí chế tạo máy
Đơn vị cơng tác :
Từ 1988 - đến nay : Phịng ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong cơng
nghiệp - Trung tâm hạt nhân TP.HCM. 217 Nguyễn Trãi Q1. Tel. 8368865. Trực thuộc Viện năng lượng nguyên tử Việt nam