CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY MỐI HÀN 1. Kiểm tra bằng mắt thường 2. Kiểm tra hạt từ tính 3. Kiểm tra bằng chất thẩm thấu màu 4. Kiểm tra chụp X-quang 5. Kiểm tra siêu âm 1. KIỂM TRA BẰNG MẮT THƯỜNG Kiểm tra bằng mắt thường là một trong những phương pháp kiểm tra quan trọng nhất nhưng lại bị đánh giá thấp và thường bị sử dụng sai cách nhất. Do thiếu thiết bị hiện đại, tiềm năng của phương pháp này thường bị đánh giá thấp, nhưng nếu được thực hiện đúng cách, loại kiểm tra này có thể cực kỳ hiệu quả trong việc duy trì chất lượng mối hàn đạt yêu cầu và ngăn ngừa các vấn đề về hàn. Kiểm tra bằng mắt thường chủ yếu được thực hiện để xác định nhiều yếu tố quan trọng trong mối hàn như hình dạng, kích thước, sự tập trung ứng suất cấu trúc và các khuyết tật như vết lõm. Tất cả các mối hàn được kiểm tra bằng mắt thường đều được coi là đạt yêu cầu nếu đáp ứng các tiêu chí sau: 1. Nghiêm cấm nứt nẻ : Bất kỳ vết nứt nào cũng đều không được chấp nhận, bất kể kích thước và vị trí của nó. 2. Sự nóng chảy giữa mối hàn và kim loại nền : Phải có sự nóng chảy hoàn toàn giữa các lớp kim loại hàn liền kề và giữa kim loại hàn với kim loại nền. 3. Mặt cắt miệng hố : Miệng hố là phần cuối không được lấp đầy của mối hàn. Toàn bộ mặt cắt ngang của mối hàn không được lấp đầy và được coi là một khuyết tật của mối hàn. Tất cả các miệng hố phải được lấp đầy để đạt được kích thước mối hàn quy định, ngoại trừ các đầu của mối hàn góc gián đoạn nằm ngoài chiều dài mối hàn hiệu quả của chúng. Hình dạng mối hàn: Tất cả các mối hàn phải không có vết nứt, chồng chéo và các khuyết tật về hình dạng không thể chấp nhận được.
Trong mọi trường hợp, phần có kích thước nhỏ hơn quy định không được vượt quá 10% chiều dài mối hàn.
Đối với tất cả các mối hàn rãnh khác và mối hàn góc, tổng độ rỗ dạng ống có thể nhìn thấy với đường kính 1/32'' (1 mm) trở lên không được vượt quá 3/8 in. (10mm) trên bất kỳ inch tuyến tính nào của mối hàn và không được vượt quá ¾ in. (20 mm) trên bất kỳ chiều dài 12 in. (300 mm) nào của mối hàn.
Ưu điểm của việc kiểm tra bằng mắt thường:
Nhược điểm của việc kiểm tra bằng mắt thường:
2. KIỂM TRA BẰNG HẠT TỪ TINH (MPI): MPI là một trong những phương pháp kiểm tra không phá hủy được sử dụng rộng rãi nhất, giúp xác định cả các khuyết tật bề mặt và dưới bề mặt như nứt, lỗ rỗng, vết lõm nguội, v.v. Quá trình kiểm tra bao gồm việc đưa từ trường có mật độ từ thông cao vào vật thể và rắc bột sắt lên bề mặt cần kiểm tra. Nếu vật thể không có khuyết tật, thì các đường sức từ sẽ đi xuyên qua vật thể mà không bị rò rỉ. Các đường sức từ sẽ lan rộng ra khi đi qua vật liệu không từ tính như không khí. Sự lan rộng này có thể đẩy một số đường sức từ ra khỏi vật liệu, được gọi là rò rỉ từ thông. Nếu rò rỉ từ thông đủ mạnh, các hạt bột sắt sẽ tập trung dọc theo các cạnh của khuyết tật để lộ ra các vết nứt hoặc các khuyết tật khác . Lượng rò rỉ từ thông tại các điểm gián đoạn phụ thuộc vào mật độ từ thông của vật liệu, kích thước, hướng và khoảng cách đến bề mặt của điểm gián đoạn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng từ thông chỉ rò rỉ ra khỏi vật liệu nếu sự gián đoạn nằm vuông góc với hướng dòng chảy của các đường sức từ, và nếu có bất kỳ sự gián đoạn nào song song với các đường sức từ, sẽ không có sự rò rỉ và do đó không có dấu hiệu nào được quan sát. Để giải quyết vấn đề này, mỗi khu vực cần được kiểm tra hai lần. Lần kiểm tra thứ hai cần được thực hiện vuông góc với lần đầu tiên, để có thể phát hiện sự gián đoạn theo bất kỳ hướng nào. Người kiểm tra phải duy trì đủ sự chồng lấp giữa các khu vực từ thông trong suốt quá trình để không bỏ sót bất kỳ sự gián đoạn nào. Ưu điểm của phương pháp hạt từ tính:
Nhược điểm của phương pháp hạt từ tính:
3. KIỂM TRA BẰNG CHẤT THẨM THẤU Kiểm tra bằng chất thẩm thấu màu, còn gọi là kiểm tra bằng chất thẩm thấu lỏng hoặc thử nghiệm thẩm thấu, là phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) lâu đời và đơn giản nhất đối với các mối hàn. Phương pháp này đã được sử dụng từ thế kỷ 19, khi người ta tiến hành thử nghiệm bằng hỗn hợp dầu hỏa và dầu. Loại kiểm tra NDT này chỉ phát hiện các khuyết tật bề mặt như vết nứt, đường nối, mối ghép, mối hàn nguội, sự phân lớp, rò rỉ xuyên suốt hoặc thiếu sự kết dính. Phương pháp thẩm thấu bằng chất nhuộm dựa trên hiện tượng mao dẫn, trong đó chất lỏng có sức căng bề mặt thấp được bôi lên bề mặt sạch và khô cần kiểm tra và được giữ ở đó trong một khoảng thời gian đủ ( thời gian chờ – thường từ 5 đến 30 phút) để chất lỏng thấm vào bất kỳ khuyết tật nào hở trên bề mặt. Các khuyết tật nhỏ hơn cần thời gian thẩm thấu lâu hơn. Chất thẩm thấu dạng lỏng được sử dụng có thể là chất trong suốt hoặc chất huỳnh quang. Chất thẩm thấu thường là chất lỏng di động có màu sắc rực rỡ với khả năng làm ướt cao. Có thể bôi chất thẩm thấu bằng cách nhúng, phun hoặc quét. Sau khi cho phép thời gian thẩm thấu thích hợp, lượng chất thẩm thấu dư thừa còn lại trên bề mặt sẽ được loại bỏ. Sau đó, một chất hiện hình (một loại bột hấp thụ có màu sáng) được bôi lên bề mặt. Chất hiện hình này sẽ hút chất thẩm thấu đã thấm vào các khuyết tật trước đó để tạo thành dấu hiệu có thể nhìn thấy, thường được gọi là hiện tượng chảy tràn. Phương pháp kiểm tra bằng chất thẩm thấu nhìn thấy được sử dụng chất thẩm thấu có thể nhìn thấy dưới ánh sáng nhìn thấy. Chất thẩm thấu trong phương pháp này thường có màu đỏ để các dấu hiệu tạo ra độ tương phản rõ rệt với nền trắng của dung dịch hiện hình. Quá trình kiểm tra bằng chất thẩm thấu nhìn thấy được không cần sử dụng đèn cực tím. Phương pháp kiểm tra bằng chất thẩm thấu huỳnh quang sử dụng các chất thẩm thấu phát huỳnh quang khi được kích thích bằng ánh sáng đen. Các dấu hiệu huỳnh quang sáng hơn nhiều lần so với môi trường xung quanh khi được quan sát dưới ánh sáng đen. Ưu điểm của phương pháp kiểm tra bằng chất thẩm thấu màu:
Nhược điểm của phương pháp kiểm tra bằng chất thẩm thấu màu:
4. KIỂM TRA MỐI HÀN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHỤP X-QUANG Trong phương pháp này, bức xạ điện từ bước sóng ngắn như tia X do ống tia X tạo ra hoặc tia gamma do đồng vị phóng xạ tạo ra được sử dụng làm nguồn để kiểm tra. Loại phương pháp này có thể phát hiện các khuyết tật hoặc sự gián đoạn ẩn trong mối hàn như vết nứt, rỗ khí, lỗ khí, xỉ, tạp chất thuốc hàn hoặc oxit, thiếu sự nóng chảy, thâm nhập không hoàn toàn, không khớp vật liệu, tạp chất vonfram, v.v. Bước đầu tiên trong phương pháp này là chuẩn bị bề mặt. Cần phải loại bỏ các gợn sóng hoặc các bất thường trên bề mặt mối hàn để hình ảnh của các bất thường không bị nhầm lẫn với các khuyết tật. Bức xạ tán xạ ngược (bức xạ phản xạ từ các bề mặt phía sau phim) có thể làm giảm độ tương phản và chất lượng ảnh chụp X-quang. Do đó, việc đặt một tấm chì dày 1/8 inch phía sau phim thường cung cấp sự bảo vệ đầy đủ chống lại bức xạ tán xạ ngược. Bức xạ xuyên thấu (tia X hoặc tia gamma) được truyền qua vật thể rắn và bức xạ này được chiếu vào phim chụp ảnh đặt phía sau vật thể rắn. Điều này dẫn đến sự lắng đọng cấu trúc bên trong của vật thể trên phim. Bằng cách nghiên cứu dữ liệu chụp X-quang, các khuyết tật có thể dễ dàng được nhận biết. Vật liệu dày và đặc hơn sẽ hấp thụ nhiều bức xạ hơn và cho phép ít bức xạ đi qua mẫu vật. Phần mỏng hơn sẽ hấp thụ ít bức xạ hơn và cho phép nhiều bức xạ đi qua mẫu vật. Toàn bộ tia X sẽ đi qua vật liệu một cách đồng đều nếu vật liệu đó không có bất kỳ khuyết tật nào. Các khuyết tật trong kim loại làm giảm mật độ của nó và do đó chúng truyền bức xạ tốt hơn nhiều so với kim loại nguyên vẹn. Vì vậy, phim chụp X-quang sẽ tối hơn ở vùng bị khuyết tật. Các tạp chất có mật độ thấp như xỉ sẽ xuất hiện dưới dạng các đốm tối trên phim. Các tạp chất có mật độ cao như vonfram sẽ xuất hiện dưới dạng các vùng sáng Ưu điểm của phương pháp chụp X-quang:
Nhược điểm của phương pháp chụp X-quang:
5. KIỂM TRA BẰNG SIÊU ÂM: Kiểm tra siêu âm là một trong những phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) phổ biến đối với vật liệu. Ưu điểm lớn nhất của phương pháp này là không gây hại cho người vận hành. Phương pháp này sử dụng các rung động cơ học dưới dạng sóng siêu âm để phát hiện các khuyết tật bên trong. Bước đầu tiên trong kiểm tra siêu âm là loại bỏ tất cả sơn và rỉ sét khỏi các mối hàn. Sau đó, đầu dò áp điện được kết nối với máy dò khuyết tật. Bây giờ đầu dò được đặt trên vật cần kiểm tra. Để có kết quả chính xác hơn, mối hàn và bề mặt kim loại xung quanh mối hàn nên được xử lý bằng " chất tiếp xúc ". Chất tiếp xúc này truyền năng lượng âm thanh từ đầu dò vào vật thể một cách hiệu quả. Bây giờ một chùm năng lượng siêu âm được chiếu vào vật thể cần kiểm tra. Chùm tia này truyền qua vật thể với tổn thất không đáng kể cho đến khi nó bị chặn và phản xạ bởi một điểm gián đoạn. Có thể tiến hành kiểm tra siêu âm bằng bất kỳ phương pháp nào sau đây: 1. Truyền sóng xung dội : Trong phương pháp này, chỉ có đầu dò phát ra và thu nhận năng lượng siêu âm. Phương pháp này sử dụng tín hiệu dội lại tại một giao diện (thường là tại một khuyết điểm) để phản xạ sóng trở lại đầu dò. Kết quả được hiển thị dưới dạng đồ thị, với biên độ biểu thị cường độ phản xạ trên trục Y và khoảng cách hoặc thời gian trên trục X. 2. Truyền dẫn gián tiếp : Trong phương pháp này, người ta sử dụng một bộ phát riêng biệt để phát ra sóng siêu âm và một bộ thu riêng biệt để thu sóng phản xạ. Sự không hoàn hảo trong vật liệu làm cho lượng sóng âm đến bộ thu giảm đi, nhờ đó vị trí của khuyết tật được phát hiện. Kiểm tra siêu âm cũng có thể được chia thành hai loại chính: 1. Kiểm tra siêu âm tiếp xúc : Loại kiểm tra siêu âm này thường hữu ích cho việc kiểm tra tại chỗ. Thử nghiệm này chỉ áp dụng khi có thể tiếp cận được một mặt của mẫu thử và các bộ phận cần kiểm tra có kích thước lớn, hình dạng bất thường hoặc khó vận chuyển. 2. Kiểm tra siêu âm ngâm : Loại kiểm tra siêu âm này được thực hiện trong phòng thí nghiệm và chủ yếu áp dụng cho các chi tiết cong, hình dạng phức tạp. Trong phương pháp này, vật liệu cần kiểm tra được ngâm trong nước, đóng vai trò như chất tiếp xúc. Kiểm tra siêu âm ngâm sử dụng phương pháp xung âm vang và có thể sử dụng quỹ đạo đầu dò robot để kiểm tra các bề mặt phức tạp khó tiếp cận bằng đầu dò tiếp xúc. Siêu âm ngâm được sử dụng để phát hiện nhiều độ dày thành và loại vật liệu khác nhau. Kiểm tra mối hàn bằng siêu âm sử dụng kỹ thuật phản xạ xung tiếp xúc. Trong phương pháp này, đầu dò được sử dụng để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Đầu dò được kích thích bằng điện áp tần số cao, làm cho tinh thể rung động cơ học. Đầu dò tinh thể trở thành nguồn rung động siêu âm. Những rung động này được truyền qua vật cần kiểm tra thông qua chất tiếp xúc. Khi xung sóng siêu âm chạm vào điểm gián đoạn trong mẫu thử, nó sẽ phản xạ trở lại đầu dò, lúc này đóng vai trò là bộ thu. Tín hiệu ban đầu, tiếng vọng phản hồi từ điểm gián đoạn và tiếng vọng từ bề mặt phía sau của mẫu thử đều được hiển thị trên màn hình . Phương pháp kiểm tra không phá hủy này có khả năng xác định chính xác vị trí của điểm gián đoạn trong mối hàn. Ưu điểm của phương pháp kiểm tra siêu âm:
Nhược điểm của phương pháp kiểm tra siêu âm:
Việc chuẩn bị bề mặt, chẳng hạn như loại bỏ lớp sơn bong tróc, là cần thiết. Tuy nhiên, lớp sơn, mạ bám dính chắc có thể không được làm sạch.