Bài giảng Kiểm tra mối hàn bằng siêu âm (UT)

KIỂM TRA SIÊU ÂM MỐI HÀN Qui trình chung Butt-joint - single V Butt-joint - double V T – joint Nozzle, T,K,Y joint (pipe) Định vị bất liên tục Xác đ ịnh kích th ư ớc Nhận dạng Đánh giá Hồ s ơ - Báo cáo QUY TRÌNH CHUNG Thông tin ban đ ầu Vị trí kích th ư ớc mối hàn Quan sát trực tiếp Kiểm tra kim loại c ơ bản Kiểm tra mối hàn THÔNG TIN BAN Đ ẦU Tiêu chuẩn vật liệu c ơ bản Quá trình hàn Chuẩn bị mép Chiều dày kim loại c ơ bản Khó kh ă n trở ngại trong khi hàn Vị trí mối hàn đ ã sửa Tiêu chuẩn kiểm tra áp dụng VỊ TRÍ VÀ KÍCH TH Ư ỚC MỐI HÀN Vị trí đư ờng trung tâm (C/L)- chân gốc (root): Có ý nghĩa rất quan trọng trong việc đ ịnh vị bất liên tục Tốt nhất nên xác đ ịnh và đ ánh dấu tr ư ớc khi hàn Có thể xác đ ịnh bằng chỉ thị phản xạ từ đ áy QUAN SÁT TRỰC TIẾP Tiến hành tr ư ớc khi UT nhằm đ ảm bảo: bề mặt mối hàn phù hợp cho việc dò quét phát hiện các bất liên tục bề mặt có thể gây nhiễu việc giải đ oán kết quả kiểm tra UT nh ư , undercut, lệch tôn, khác biệt chiều dày,... QUAN SÁT TRỰC TIẾP KIỂM TRA KIM LOẠI C Ơ BẢN Nhằm phát hiện các bất liên tục song song với bề mặt dò quét (tách lớp), gây nhiễu hoặc cản trở việc kiểm tra mối hàn (bằng tia xiên) Sử dụng đ ầu dò tia thẳng, kiểm tra phạm vi ít nhất (W)không nhỏ h ơ n phạm vi dò quét của đ ầu dò tia xiên, ví dụ, với T là chiều dày kim loại c ơ bản thì W= (5.5T)x1.25 KIỂM TRA KIM LOẠI C Ơ BẢN Tách lớp Lamination Mechanical damage Lap KIỂM TRA KIM LOẠI C Ơ BẢN Giá trị phạm vi màn hình nên chuẩn bằng ít nhất bằng chiều dày kim loại c ơ bản Độ nhạy dò quét theo tiêu chuẩn áp dụng Sự hiện diện của bất liên tục tách lớp thể hiện bằng chỉ thị phản xạ xuất hiện tr ư ớc chỉ thị phản xạ đ áy Vị trí và kích th ư ớc của tách lớp cần đư ợc báo cáo cho khách hàng Thay đ ổi kỹ thuật dò quét hoặc dùng ph ươ ng pháp NDT khác KIỂM TRA KIM LOẠI C Ơ BẢN Biểu hiện xung bất liên tục defect 0 10 20 30 40 50 defect echo Màn hinh hiển thị Đ ẦU DÒ TIA THẲNG Material Thk initial pulse KIỂM TRA MỐI HÀN kiểm tra chân (gốc) kiểm tra thân bất liên tục dọc bất liên tục ngang KIỂM TRA MỐI HÀN-CHÂN GỐC Đòi hỏi kiểm tra riêng biệt, kỹ l ư ỡng và thận trọng vì: bất liên tục (nếu có) ở chân-gốc phần lớn là những loại nguy hiểm nhất Chỉ thị phản xạ từ chân tốt và chân xấu rất gần nhau dễ gây nhầm lẫn cho giải đ oán !!! KIỂM TRA MỐI HÀN-THÂN Sử dụng đ ầu dò tia xiên dò quét bất liên tục dọc và ngang H ư ớng và phạm vi dò quét đư ợc mô tả chi tiết cho từng loại mối hàn Độ nhạy dò quét đư ợc quy đ ịnh theo tiêu chuẩn kiểm tra áp dụng KIỂM TRA MỐI HÀN-THÂN Không ngấu vách nóng chảy (Mối hàn V- đơ n) 0 10 20 30 40 50 Xung ban đ ầu Xung khuyết tật CRT Display sound path Angle Probe defect khoang cách bề mặt BUTT JOINT - SINGLE VEE Lựa chọn đ ầu dò Xác đ ịnh chỉ số, góc khúc xạ Tính toán các khoảng cách: Skip, V-path Chuẩn phạm vi màn hình Chuẩn đ ộ nhạy đ ối chứng ban đ ầu Bề mặt, h ư ớng và phạm vi dò quét Đặt đ ộ nhạy dò quét Các mẫu thao tác dò quét Kiểm tra chân Kiểm tra thân Kích th ư ớc LỰA CHỌN Đ ẦU DÒ Tối ư u các thông số trái ng ư ợc nhau: Tần số Kích th ư ớc Góc khúc xạ LỰA CHỌN Đ ẦU DÒ Tần số: (2-5)MHz tuỳ theo đ ộ suy giảm âm Kích th ư ớc: 10-25mm, tuỳ theo khả n ă ng tiếp cận, tiếp âm-tiếp xúc... Góc khúc xạ: 45,60,70 0 tuỳ theo h ư ớng bất liên tục, khả n ă ng tiếp cận, góc chuẩn bị mép mối hàn... LỰA CHỌN Đ ẦU DÒ Một số h ư ớng dẫn- đ ề xuất sau: Chiều dày kim loại cơ bản Góc khúc xạ 10-15 mm 70 0 15-20 mm 70 0 , 60 0 > 20mm 70 0 , 60 0 ,45 0 LỰA CHỌN Đ ẦU DÒ XÁC Đ ỊNH CHỈ SỐ GÓC Là các thông số có ý nghĩa rất quan trọng trong việc đ ịnh vị phản xạ, bất liên tục Các tiêu chuẩn luôn yêu cầu kiểm tra đ ịnh kỳ các chỉ tiêu này TÍNH TOÁN KHOẢNG CÁCH Skip = 2 x T x tg β Sound Vee-path = 2 x T / cos β β- gãc khóc x¹ T- chiÒu dµy kim lo¹i c¬ ban Tính to á n kho ả ng c á ch Skip = 2 x T x tg θ Vee-path = 2 x T / cos θ  θ - gãc khóc x¹ T- chiÒu dµy kim lo¹i c¬ ban  CHUẨN PHẠM VI MÀN HÌNH Giá trị phạm vi màn hình cần chuẩn ít nhất phải bằng Sound Vee-path PHẠM VI 250MM PHẠM VI 100MM CHUẨN BẰNG MẪU V2 CHUẨN Đ Ộ NHẠY DÒ QUÉT Phạm vi dò quét: cách mép mối hàn 1.25 skip 1.25 skip = 1.25 x 2 x T x tg B DÒ QUÉT Mối hàn V- đơ n có chân DÒ QUÉT THAO TÁC DÒ QUÉT- AWS A,B,C : bất liên tục dọc D,E : bất liên tục ngang THAO TÁC DÒ QUÉT a : khoảng 10 0 B : khoảng 01skip C : 1/2 chiều rộng biến tử D : mũ mối hàn mài phẳng E :mũ mối hàn nguyên dạng e : khoảng 10 0 - 15 0 THAO TÁC DÒ QUÉT- API MỐI HÀN NGUYÊN DẠNG MŨ MỐI HÀN MÀI BẰNG KIỂM TRA CHÂN-GỐC Đầu dò đ ặt cách đư ờng C/L 0.5skip Dò quét song song với trục đư ờng hàn KIỂM TRA CHÂN-GỐC Chân-gốc tốt thể hiện : không có chỉ thị, hoặc chỉ thị xuất hiện lớn h ơ n 0.5 V-path Chỉ thị xuất hiện tại vị trí bằng hoặc nhỏ h ơ n 0.5 V-path là thể hiện có bất liên tục ở chân mối hàn Cần phân biệt rõ một số loại: không thấu chân, nứt chân, undercut... KHÔNG THẤU CHÂN Biên đ ộ của chỉ thị lớn, th ư ờng cao h ơ n mức đ ối chứng ban đ ầu (100%DAC) Có biểu hiện đ ối xứng ở cả hai phía dò quét của mối hàn: vị trí, biên đ ộ Có thể so sánh đư ợc với chỉ thị phản xạ từ gờ cạnh của kim loại c ơ bản Khối chuẩn c ơ bản ASME có một rãnh khía bề mặt đ ể mô phỏng chỉ thị này. NỨT CHÂN Biên đ ộ chỉ thị th ư ờng không lớn bằng so với không thấu chân Không có tính đ ối xứng nh ư không thấu chân Chỉ thị nứt chân có thể xuất hiện bên cạnh và rất gần chỉ thị từ giọt lồi ( đ áy) mối hàn trong một số tr ư ờng hợp Có rất nhiều mẫu hàn chứa nứt chân mô phỏng tốt trên thị tr ư ờng (SONASPECTION, FLAWTECH...) CRACK Chỉ thị nứt : dạng đư ờng, lởm chởm-chỉ thị nh ư hình chóp nhà thờ do sóng âm phản xạ lại từ nhiều đ iểm CRACK CRACK Biểu hiện xê dịch ngang màn hình (walking) crack undercut Biên đ ộ chỉ thị th ư ờng không lớn so với hai loại tr ư ớc. Biên đ ộ chỉ thị th ư ờng có xu h ư ớng t ă ng khi lùi đ ầu dò ra xa đư ờng C/L Không có tính đ ối xứng nh ư không thấu chân THÂN MỐI HÀN Dò quét theo mẫu ở phần tr ư ớc trong phạm vi 1.25 skip tính từ mép mối hàn, cả hai phía CHỌN GÓC SAO CHO TIA SIÊU ÂM VUÔNG GÓC VỚI KHUYẾT TẬT KHÔNG NGẤU CẠNH !!! Đ ỊNH VỊ Sử dụng th ư ớc đ ịnh vị phản xạ Đ ỊNH VỊ Đ ỊNH VỊ Đ ỊNH VỊ Sound path - SP : đ ộ dài đư ờng truyền âm đ ến bất liên tục khoảng cách bề mặt = SP x sin β Độ sâu tính từ bề mặt D = SP x cos β hoặc D = 2 x T - SP x cos β 0 10 20 30 40 50 sound path defect khoang cách bề mặt chỉ thị ban đ ầu chỉ thị khuyết tật KÍCH TH Ư ỚC Sử dụng các ph ươ ng pháp theo dõi biên đ ộ đ ể đ o đ ạc kích th ư ớc chỉ thị (bất liên tục) theo chiều dọc trục mối hàn, chiều cao (xuyên thành): ph ươ ng pháp giảm 6dB ph ươ ng pháp giảm 20dB ph ươ ng pháp DAC... KÍCH TH Ư ỚC Các đ iểm giới hạn của chỉ thị đư ợc xác đ ịnh bằng vị trí có biên đ ộ giảm đ ến mức tiêu chuẩn đ ịnh tr ư ớc( 2 lần, 10lần, 20%DAC...) KÍCH TH Ư ỚC ph ươ ng pháp giảm 6dB xác đ ịnh chiều dài bất liên tục dọc theo trục mối hàn KÍCH TH Ư ỚC KÍCH TH Ư ỚC Ph ươ ng pháp AWS đ ề xuất xác đ ịnh chiều cao chỉ thị (xuyên thành) Butt Double Vee Về c ơ bản, giống V đơ n, với một số l ư u ý: Chân gốc mối hàn ở khoảng giữa chiều dày Mối hàn th ư ờng dày, th ư ờng cần dò cả hai mặt và sử dụng các loại góc khác nhau Butt Double Vee Butt Double Vee Có thể sử dụng kỹ thuật Tandem đ ể kiểm tra không thấu chân : A= T x tg β B= 0.5T x tg β β- gãc khóc x¹ T- chiÒu dµy kim lo¹i c¬ ban T-joint Sử dụng tia thẳng và tia xiên T-joint- v¸t mÐp vµ kh«ng corner joint corner joint corner joint LAP JOINT T,Y.K Joint (pipe-AWS) T,Y.K Joint (pipe-API) T,Y.K Joint (pipe-API) Cần chú ý một số khác biệt - khó kh ă n sau Phải đ ánh dấu đư ợc gốc mối hàn : tr ư ớc khi hàn !!! Hiệu chỉnh các giá trị khoảng cách : Skip, Soundpath cho các bề mặt cong HIỆU CHỈNH CÁC GIÁ TRỊ KHOẢNG CÁCH HIỆU CHỈNH CÁC GIÁ TRỊ KHOẢNG CÁCH T,Y.K Joint (pipe-API) GIẢI Đ OÁN Kiểm tra viên UT phải phân biệt đư ợc Chỉ thị liên quan và Chỉ thị không liên quan GIẢI Đ OÁN Chỉ thị liên quan: do các phản xạ bên trong đ ối t ư ợng kiểm tra (mối hàn) tạo ra-bất liên tục GIẢI Đ OÁN Chỉ thị không liên quan: do các đ iều kiện hình học đ a dạng gây ra (không phải bất liên tục cần kiểm tra): giọt lồi đ áy mối hàn đ ệm lót chuyển đ ổi dạng sóng, mũ mối hàn.... GIẢI Đ OÁN Để nhận biết và phân biệt chỉ thị không liên quan cần: Chuẩn đ úng Tính toán đ úng Đo đ ạc khoảng cách, sử dụng th ư ớc đ ịnh vị phản xạ Có thể sử dụng các giá trị hiện số của máy siêu âm đ ời mới cho các đ ánh giá ban đ ầu , tuy nhiên cần tránh lạm dụng hoặc đơ n giản hoá việc giải đ oán - dễ gây nhầm lẫn !!! NHẬN DẠNG vật liệu chế tạo sử dụng vị trí chỉ thị hình dạng chỉ thị mẫu mô phỏng PHÂN LOẠI-AWS Tròn - khối: rỗ, xỉ Trụ - đư ờng: xỉ dài Phẳng : nứt, không ngấu, không thấu TRÒN TRỤ TRỤ TRỤ PHẲNG PHẲNG Đ ÁNH GIÁ Tiêu chuẩn áp dụng