5.2.1.1- Các tính chất cơ bản của bức xạ tia X.
a, Nguồn gốc và bản chất tia X.
Năm 1895 Rơnghen phát hiện ra tia X khi nghiên cứu hiện t−ợng phóng điện qua chất khí. Bức xạ tia X là bức xạ điện từ giống nh− ánh sáng bình th−ờng chỉ khác nhau về b−ớc sóng. B−ớc sóng của bức xạ tia X nhỏ hơn vài nghìn lần so với b−ớc sóng của ánh sáng bình th−ờng. Trong kiểm tra vật liệu bằng chụp ảnh bức xạ tia X th−ờng sử dụng dải b−ớc sóng từ trong khoảng 0,00010A đến 10 oA
(10A = 10-8cm).
Trong quá trình các electron chuyển động với tốc độ cao (trong môi tr−ờng cao áp) chúng va vào bia và bị hãm đột ngột làm mất động năng ban đầu, một phần động năng mất đi này đ−ợc phát ra d−ới dạng tia X.
b, Tính chất của bức xạ tia X. 1, Không nhìn thấy đ−ợc
2, Không cảm nhận đ−ợc bằng giác quan của con ng−ời 3, Chúng có khả năng làm cho một số chất phát quang.
Một số loại chất có tính chất nh− vậy là: Zinc sulfide, Tungstate, Diamon, Berium, latinocyamide, Sodium Iodie đ−ợc kích hoạt bởi Thalium.
4, Chúng chuyển động với vận tốc ánh sáng. 5, Có hại đối với tế bào sống.
6, Có thể iôn hoá vật chất (đặc biệt với chất khí rất dễ bị ion hoá trở thành các điện tử và ion d−ơng).
7, Truyền theo đ−ờng thẳng. Vì có bản chất là sóng điện từ nên chúng tuân theo các định luật cơ bản của ánh sáng (phản xạ, khúc xạ).
8, Tuân theo quy luật tỷ lệ nghịch với bình ph−ơng khoảng cách giữa nguồn phát và điểm xác định trong không gian
I∼I0/r2 (trong đó I là c−ờng độ tia tới tại điểm đang xét; I0 là c−ờng độ chùm tia ban đầu; r là khoảng cách truyền).
Sv: Hoàng Văn C−ờng 79 Lớp: Công nghệ Hàn - K47
9, Có thể xuyên qua những vật mà ánh sáng không thể truyền qua đ−ợc. Độ đâm xuyên phụ thuộc vào năng l−ợng của photon, mật độ và chiều dày lớp vật chất. Quy luật hấp thụ các l−ợng tử của photon tuân theo dạng:
I = I0.exp(-àx).B.
Trong đó I, I0, à, x, B lần l−ợt là c−ờng độ chùm tia tại vị trí x, c−ờng độ chùm tia ban đầu, hệ số hấp thụ, chiều dầy, hệ số Buil-up.
10, Chúng tác dụng lên lớp nhũ t−ơng của phim ảnh làm đen phim ảnh. 11, Khi đi qua lớp vật chất chúng bị hấp thụ, tán xạ, hoặc phản xạ.
Dựa vào các tính chất 7, 8, 9, 10, 11 bức xạ tia X đ−ợc ứng dụng vào chụp ảnh phóng xạ kiểm tra vật liệu.
5.2.1.2- Các loại thiết bị phát xạ tia X.
a, Loại định h−ớng Cao thế Catod Sợi đốt Anod Vỏ thuỷ tinh Chùm bức xạ tia X Hình 5.1. Vỏ ống phóng tia X loại định h−ớng. Chùm tia X phát ra theo 1 góc 1π (th−ờng 400, 600)
Sv: Hoàng Văn C−ờng 80 Lớp: Công nghệ Hàn - K47 Vỏ thuỷ tinh Chùm bức xạ tia X Sợi đốt Catod Anod Cao thế
Hình 5.2. Vỏ ống phóng tia X loại toàn ph−ơng. Chùm tia X phát ra theo 1 góc 4π (3600)
Các loại máy phát tia X hay sử dụng ở Việt nam: Philips 200 ữ 300kV
Anđres 160 ữ 300kV
Seifert 200 ữ 300kV
RadioFlex 200 ữ 300kV
5.2.1.3- Phim X - Ray.
Cấu tạo của một phim nói chung:
Đế(175àm) Chất bám dính (1àm) Nhũ tuơng (phần lớn là các hạt AgBr (10ữ15àm)
Lớp bảo vệ(1àm) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 5.3- Cấu trúc của phim chụp ảnh. Tổng cộng phim dày khoảng 200àm.
Sv: Hoàng Văn C−ờng 81 Lớp: Công nghệ Hàn - K47 Khi phim bị chiếu bởi bức xạ tia X:
AgBr ặ Ag+ + Br- Br- bị chiếu ặ Br - e- Ag+ + e- = Ag (hạt chỉ thị)
5.2.1.4- Nguyên lý chụp ảnh phóng xạ tia X kiểm tra vật liệu.
a, Nguyên tắc
Nguồn phát tia X
Sfd
Bất liên tục trong vật liệu
Vật liệu kiểm tra
Phim
Hình 5.4- Sơ đồ nguyên tắc kiểm tra Các bất liên tục trong vật liệu sẽ đ−ợc thể hiện trên phim. b, Cách túnh toán thời gian chiếu tia, khoảng cách
- Nguyên tắc lựa chọn:
+ Điện áp càng thấp càng tốt.
+ Thời gian chụp càng dài càng tốt. + Phim càng mịn càng tốt.
Mỗi thiết bị phát tia X của các hãng khác nhau đều có giản đồ chiếu cho từng loại phim và vật liệu khác nhau (Các giản đồ này đ−ợc xây dựng từ thực nghiệm)
Sv: Hoàng Văn C−ờng 82 Lớp: Công nghệ Hàn - K47
Căn cứ vào vật liệu cụ thể, chiều dày, loại phim, căn cứ vào mức độ yêu cầu để chọn các thông số về điện áp, dòng điện, khoảng cách, độ đen ặ thời gian chiếu tia.
5.2.2- Quy trình kiểm tra chất l−ợng mối hàn
Ta lập quy trình chụp ảnh phóng xạ tia X với tr−ờng hợp cụ thể là thép hộp có tiết diện nh− hình 5.5
Hình 5.5 – Thép hộp 40x80mm
5.2.2.1- Lựa chọn thiết bị
Vì chiều dày của thép hộp t−ơng đối nhỏ: Chiều dày tổng cộng 1,8mmx2 = 3,6mm. Nên theo các giản đồ trong catalo [9]: Ta chọn loại thiết bị RF - 250EGM: với các thông số đầu ra danh định: 250kV - 5mA.
5.2.2.2- Tính chọn vật chỉ thị ảnh.
Vật chỉ thị chất l−ợng ảnh dùng để đo độ nhạy chụp ảnh phóng xạ, và đ−ợc gọi tắt là IQI (Image Quality Indicator). Một số tiêu chuẩn chọn IQI nh− tiêu chuẩn Pháp, Nhật, Đức, Mỹ. Chọn vật chỉ thị chất l−ợng ảnh loại IQI dây theo tiêu chuẩn Đức (DIN)/ISO.
Chiều dày vật kiểm tra S(mm), tính đ−ờng kính dây nhỏ nhất nhìn thấy theo S. Có dtmin = (2/100).S. Tra bảng 6.5[10] chọn đ−ờng kính dây gần nhất là ứng với số dây mấy. Theo tiêu chuẩn Đức: mỗi một cỡ bao gồm 7 dây đ−ợc đặt song song cách nhau 5mm. Nh− vậy ta phải chọn thêm 3 dây có số nhỏ hơn và 3 dây có số lớn
Sv: Hoàng Văn C−ờng 83 Lớp: Công nghệ Hàn - K47 hơn. Chọn lại số dây trùng với bộ dây ký hiệu trong bảng 6.6[10]. Bảng 5.1 tính chọn bộ chỉ thị ảnh cho chiều dày vật cần kiểm tra.
Bảng 5.1- Tra và chọn đ−ờng kính dây cho chiều dày vật cần kiểm tra S (mm) dtmin (mm) d (mm) - tra
bảng
Bộ dây Bộ dây chọn
3,6 0,072 0,1 10,11,12,13,14,15,16 DIN FE 10/16 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 5.2. Kích th−ớc của bộ dây IQI DIN FE 10/16 Đ−ờng kính dây ∅ (mm) Dung sai (mm) Dây số Hình dạng kích th−ớc 0,40 ±0,01 10 0,32 ±0,01 11 0,25 12 0,20 13 0,16 14 0,125 ±0,005 15 0,10 ±0,005 16 6 ISO 12 DIN62FE 50
Mỗi cỡ đặt song song cách nhau 5mm, có chiều dài 50mm.
5.2.2.3- Chọn loại phim.
Vì mỗi loại máy đều quy định sẵn loại phim, theo catalo [9] với máy RF - 250EGM loại phim t−ơng ứng là Fuji # 50.
5.2.2.4- Chọn màn tăng c−ờng.
Với máy RF - 250EGM, loại phim Fuji # 50 thì theo catalo[9] màn tăng c−ờng chì 0,03(mm) cả hai phía.
Sv: Hoàng Văn C−ờng 84 Lớp: Công nghệ Hàn - K47
Với máy RF - 250EGM theo catalo[9] khoảng cách từ nguồn đến phim Sfd = 60(cm) = 600(mm). Phim Lớp màn chì 1mm chống tán xạ nguợc Nguồn Hình 5.6- Cách bố trí phim và nguồn.
5.2.2.6- Độ đen của phim.
Với máy RF - 250EGM, loại phim Fuji # 50 thì theo catalo[9] độ đen của phim D = 2.0.
5.2.2.7- Xác định thời gian chiếu và hiệu điện thế.
Hình 5.7- Giản đồ mối quan hệ giữa thời gian chiếu với chiều dày và hiệu điện thế. Từ giản đồ hình 5.7 với chiều dày là 3,6mm, chọn hiệu điện thế là 110kV ặ thời gian chiếu là 0,8phút.
Sv: Hoàng Văn C−ờng 85 Lớp: Công nghệ Hàn - K47
5.2.2.8- Xử lý phim đã chụp
Phim sau khi đã chụp không thể đọc ngay đ−ợc kết quả, để hiện thị kết quả cần tráng rửa phim. Chỉ thao tác rửa phim trong phòng tối.
a, Chuẩn bị để rửa phim
+ Pha thuốc hãm: cho lần l−ợt từng gói thuốc theo số thứ tự vào thùng n−ớc sạch dung tích 6 ữ 10lít, mỗi thùng sử dụng cho khoảng 100 phim trong thời gian 2 ữ 3 ngày.
+ Pha thuốc hiện: t−ơng tự nh− pha thuốc hãm, tuy nhiên không cần theo thứ tự, trong quá trình pha phải khuấy tan từng gói, tránh để n−ớc bắn vào quần áo gây hỏng quần áo.
b, Thao tác rửa phim
+ Ngâm phim trong dung dịch thuốc hiện. Rung và lắc nhẹ phim để quá trình tiếp xúc tốt. Những tinh thể đã bị chiếu sẽ bị tác động bởi thuốc hiện, tách bạc ra khỏi hỗn hợp và lắng đọng thành các hạt bạc kim loại nhỏ bé và các hạt này tạo ra các hình ảnh của bạc màu đen. Kết quả tốt nhất thu đ−ợc khi nhiệt độ là 200C. Thời gian rửa phim trong thuốc hiện là 4 phút.
+ Sau khi đ−ợc rửa trong thuốc hiện phim đ−ợc giữ và ngâm vào n−ớc sạch đang chảy với thời gian ít nhất là 1 ữ 2 phút.
+ Sau đó phim đ−ợc đ−a vào dung dịch thuốc hãm. Thuốc hãm có tác dụng giải phóng tất cả các muối bạc không đ−ợc chiếu khỏi nhũ t−ơng và bằng cách đó giữ lại bạc đã đ−ợc chiếu nh− một ảnh vĩnh viễn. Phim cũng phải đ−ợc rung lắc khi mới đặt vào thuốc hãm theo cùng cách nh− trong quy trình hiện. Thời gian hãm là 8 phút, nhiệt độ 200C.
+ Sau khi đ−ợc rửa trong thuốc hãm phim đ−ợc giữ và ngâm trong n−ớc sạch đang chảy với mục đích rửa sạch các hoá chất của bồn hãm. Vì nếu hoá chất này đ−ợc giữ lại trên phim nó sẽ làm cho phim bị biến màu và mờ dần sau một thời gian l−u giữ.
Sv: Hoàng Văn C−ờng 86 Lớp: Công nghệ Hàn - K47
+ Tiếp theo ta đem phim đi sấy khô (nhiệt độ ≤ 380C). Sau đó sẽ đo độ đen xem có đạt hay không. Công việc giải đoán phim đ−ợc thực hiện bởi các kỹ thuật viên có kinh nghiệm.
Sv: Hoàng Văn C−ờng 87 Lớp: Công nghệ Hàn - K47
Kết luận
Sau một thời gian tìm hiểu, học hỏi các kiến thức có liên quan cho đồ án tốt nghiệp này, với sự h−ớng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Đức Thắng cùng sự giúp đỡ của các thầy trong bộ môn Hàn và Công nghệ kim loại cùng sự đóng góp ý kiến của các bạn sinh viên trong lớp, em đã hoàn thành nhiệm vụ đ−ợc giao. Em đã giải quyết đ−ợc một số vấn đề cơ bản, đó là:
1. Phân tích hệ thống gia công tạo hình (tính toán dải phôi, các giá tạo hình, quả cán) .
2. Phân tích hệ thống điện. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3. Tính toán chế độ hàn, một số biện pháp để nâng cao chất l−ợng ống hàn. 4. Kiểm tra chất l−ợng hàn.
Bên cạnh đó còn một số vấn đề cần tiếp tục tìm hiểu, nghiên cứu để việc nâng cao chất l−ợng ống hàn đáp ứng đ−ợc theo nhu cầu thực tế:
1. Xây dựng và tính toán quy trình hoá nhiệt luyện (thấm N xung plasma) bộ quả cán.
2. Tính toán thiết kế mạch lực, mạch điều khiển với mục đích thay thế và sửa máy hàn cao tần.
Những sai sót trong quá trình trình bày đồ án là không thể tránh khỏi, em rất mong đ−ợc sự góp ý của các thầy, cô cùng các bạn sinh viên giúp cho bản đồ án tốt nhiệp của em đ−ợc hoàn thiện hơn.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đức Thắng, cùng các thầy, cô trong Bộ môn Hàn và Công nghệ kim loại, đã nhiệt tình và tạo mọi điều kiện cho em hoàn thành bản đồ án theo đúng tiến độ đ−ợc giao.
Hà nội, ngày 29 tháng 05 năm 2007
Sinh viên thực hiện
Sv: Hoàng Văn C−ờng 88 Lớp: Công nghệ Hàn - K47 Bảng thông số công nghệ hàn(wps)
Bảng công nghệ số(WPS): 01. Chứng chỉ công nghệ số(WQR): 01 Tên đơn vị: Lớp CN Hàn- K47 Cơ quan uỷ quyền:
Soạn bởi : Hoàng Văn C−ờng Ngày 15 tháng 05 năm 2007 Kim loại cơ bản: CT38(TCVN 1765:1975):
chiều dày: 1mm, đ−ờng kính ống: ∅50ữ∅113,5mm Liên kết hàn: Giáp mối
Loại quá trình hàn: Hàn cao tần T− thế hàn: Sấp
Dòng điện hàn: Một chiều
Nung nóng sơ bộ: - Kỹ thuật hàn: Hàn một l−ợt
Nhiệt luyện sau khi hàn: Không Công suất máy hàn cao tần:200kW, hiệu suất η = 60%
Quy trình hàn Đ−òng kính ống, mm Tần số, kHz Hiệu điện thế, Vôn Tốc độ hàn (m/phút) Vẽ phác liên kết ∅50 400 100 75ữ 79 ∅113,5 400 100 42 ữ 44 Chiều dày ống: 1mm
Ng−ời lập: Hoàng Văn C−ờng Cơ quan uỷ quyền:
Sv: Hoàng Văn C−ờng 89 Lớp: Công nghệ Hàn - K47 Bảng thông số công nghệ hàn(wps)
Bảng công nghệ số(WPS): 01. Chứng chỉ công nghệ số(WQR): 01 Tên đơn vị: Lớp CN Hàn- K47 Cơ quan uỷ quyền:
Soạn bởi : Hoàng Văn C−ờng Ngày 15 tháng 05 năm 2007 Kim loại cơ bản: CT38(TCVN 1765:1975):
chiều dày: 3mm, đ−ờng kính ống: ∅50ữ∅113,5mm Liên kết hàn: Giáp mối
Loại quá trình hàn: Hàn cao tần T− thế hàn: Sấp
Dòng điện hàn: Một chiều
Nung nóng sơ bộ: - Kỹ thuật hàn: Hàn một l−ợt
Nhiệt luyện sau khi hàn: Không Công suất máy hàn cao tần: 200kW, hiệu suất η =60%
Quy trình hàn Đ−òng kính ống, mm Tần số, kHz Hiệu điện thế, Vôn Tốc độ hàn (m/phút) Vẽ phác liên kết ∅50 400 100 63 ữ 72 ∅113,5 400 100 35 ữ 40 Chiều dày ống: 3mm
Ng−ời lập: Hoàng Văn C−ờng Cơ quan uỷ quyền:
Sv: Hoàng Văn C−ờng 90 Lớp: Công nghệ Hàn - K47 Bảng thông số công nghệ hàn(wps)
Bảng công nghệ số(WPS): 01. Chứng chỉ công nghệ số(WQR): 01 Tên đơn vị: Lớp CN Hàn- K47 Cơ quan uỷ quyền: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Soạn bởi : Hoàng Văn C−ờng Ngày 15 tháng 05 năm 2007 Kim loại cơ bản: CT38(TCVN 1765:1975):
chiều dày: 1mm, đ−ờng kính ống: ∅21ữ∅48mm
Liên kết hàn: Giáp mối Loại quá trình hàn: Hàn cao tần T− thế hàn: Sấp
Dòng điện hàn: Một chiều
Nung nóng sơ bộ: - Kỹ thuật hàn: Hàn một l−ợt
Nhiệt luyện sau khi hàn: Không Công suất máy hàn cao tần: 150kW, hiệu suất η = 60%
Quy trình hàn Đ−òng kính ống, mm Tần số, kHz Hiệu điện thế, Vôn Tốc độ hàn (m/phút) Vẽ phác liên kết ∅21 400 100 67 ữ 71 ∅48 400 100 62 ữ 66 Chiều dày ống: 1mm
Ng−ời lập: Hoàng Văn C−ờng Cơ quan uỷ quyền:
Sv: Hoàng Văn C−ờng 91 Lớp: Công nghệ Hàn - K47 Bảng thông số công nghệ hàn(wps)
Bảng công nghệ số(WPS): 01. Chứng chỉ công nghệ số(WQR): 01 Tên đơn vị: Lớp CN Hàn- K47 Cơ quan uỷ quyền:
Soạn bởi : Hoàng Văn C−ờng Ngày 15 tháng 05 năm 2007 Kim loại cơ bản: CT38(TCVN 1765:1975):
chiều dày: 3mm, đ−ờng kính ống: ∅21ữ∅48mm Liên kết hàn: Giáp mối
Loại quá trình hàn: Hàn cao tần T− thế hàn: Sấp
Dòng điện hàn: Một chiều
Nung nóng sơ bộ: - Kỹ thuật hàn: Hàn một l−ợt
Nhiệt luyện sau khi hàn: Không Công suất máy hàn cao tần: 150kW, hiệu suất η = 60%
Quy trình hàn Đ−òng kính ống, mm Tần số, kHz Hiệu điện thế, Vôn Vận tốc hàn (m/phút) Vẽ phác liên kết ∅21 400 100 29 ữ 35 ∅48 400 100 27 ữ 32 Chiều dày ống: 3mm
Ng−ời lập: Hoàng Văn C−ờng Cơ quan uỷ quyền:
Sv: Hoàng Văn C−ờng 92 Lớp: Công nghệ Hàn - K47
Tài liệu tham khảo
[1] - Giáo trình sản xuất ống - Trần Văn Dũng , Phan Văn Hạ
[2] - Thiết kế chế tạo máy cán thép & các thiết bị trong nhà máy cán thép - Đỗ Hữu Nhơn. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[3] - Tiêu chuẩn kỹ thuật hàn cầu thép - 22 TCN-280-01 [4] - Giáo trình lý thuyết hàn - PGS.TS. Hoàng Tùng
[5] - Xử lý bề mặt - Nguyễn Văn T−. Tr−ờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1999 [6] - Vật liệu học - Nghiêm Hùng. Tr−ờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1999
[7] - Coврмeнныe Tрубныe цехи/ Я.Е. Осдa, A.C. Эuнченко, Ю. Г.
Крупман u др. - М.: Металлургия, 1977
[8] - Шевакuн Ю.Ф., Г лейберг А.З. Производство трyб. - М.:
Металлургия, 1968.
[9] - RadioFlex. Ringaku Corproration, Japan.
[10] - Kiểm tra vật liệu bằng kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ bậc 2. Tài liệu kỹ thuật do cơ quan nguyên tử năng l−ợng quốc tế (IAEA) xuất bản. Vienna -1988. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});