Các phương pháp kiểm tra khuyết tật mối hàn
Phương pháp kiểm tra chất lượng liên kết hàn nhằm mục
đích kiểm tra các tính chất cơ học, hoá học, kim loại học và xác định các khuyết
tật. Ngoài ra việc kiểm tra chất lượng mối hàn còn được dùng để phân loại các
quy trình hàn và trình độ tay nghề thợ hàn.
 |
| Phương pháp kiểm tra khuyết tật mối hàn |
Các phương pháp kiểm tra được chia
thành hai phương pháp chính đó là phương pháp phá hủy và không phá hủy.
Kiểm tra bằng phương pháp phá hủy
- Kiểm
tra cơ tính của mối hàn
Mục đích của việc kiểm tra này là so sánh cơ tính của
liên kết hàn với cơ tính của kim loại cơ bản. Qua đó để đánh giá trình độ tay
nghề của người thợ hàn một cách chính xác hơn. Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật, khả
năng thiết bị kiểm tra, quy trình hàn được áp dụng mà dùng một hoặc nhiều các
phương pháp kiểm tra sau:
- Kiểm tra thử kéo
- Kiểm tra thử uốn
- Kiểm tra độ dai va đập
Để thử kéo, thử uốn hoặc các phương pháp thử độ dai
va đập… các mẫu được cắt ra từ phần kim loại đắp của liên kết hàn và được gia
công cơ khí để đạt được hình dạng và kích thước theo các tiêu chuẩn được áp dụng…Các
mẫu thử kiểm tra với tác dụng của tải trọng tĩnh hoặc tải trọng động.
- Kiểm
tra cấu trúc của liên kết hàn
Gồm có hai dạng là: Kiểm tra thô và kiểm tra tế vi
+ Kiểm tra thô
Kiểm tra thô được tiến hành trực tiếp với các mẫu thử
kim loại hoặc các mặt gãy của chúng. Các mẫu thử được cắt ra từ liên kết hàn,
mài bóng và tẩy sạch bằng dung dịch axit nitric 25% rồi dùng kính lúp hoặc mắt
thường để phát hiện khuyết tật của liên kết hàn, có thể khoan lấy mẫu ngay trên
kim loại đắp để nghiên cứu. Mũi khoan lấy mẫu có đường kính rộng hơn chiều rộng
của mối hàn 3mm để lấy cả phần kim loại cơ bản và kim loại mối hàn.
+ Kiểm tra câu trúc tế vi
Kiểm tra cấu trúc tế vi được tiến hành dưới loại
kính lúp có độ phóng đại lớn (100-500 lần), nhờ vậy có thể xác định được dễ
dàng và chính xác chất lượng kim loại của liên kết hàn.
Kiểm tra bằng phương pháp không phá hủy
- Kiểm
tra bằng mắt thường
+ Kiểm tra trước khi hàn
∗
Kiểm tra bản vẽ, các tiêu chuẩn đặt ra cho liên kết hàn
∗
Kiểm tra chứng chỉ vật liệu được sử dụng có đủ và phù hợp với yêu cầu không.
∗
Kiểm tra gia công gá lắp, khe hở và mép vát có đúng với thiết kế không.
∗
Kiểm tra độ sạch của liên kết hàn
+ Kiểm tra trong khi hàn
∗
Kiểm tra các thông số của quy trình hàn.
∗
Loại vật liệu hàn tiêu hao.
∗
Nhiệt độ nung nóng trước khi hàn (nếu được yêu cầu).
∗
Vị trí hàn và chất lượng bề mặt vật hàn.
∗
Trình tự hàn.
∗
Xử lý các mối hàn đính và vệ sinh giữa các lớp hàn.
∗
Kích thước liên kết hàn.
∗
Nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt sau khi hàn.
+ Kiểm tra sau khi hàn
∗
Làm sạch bề mặt liên kết hàn (bề mặt mối hàn và vùng kim loại cơ bản)
∗
Quan sát kỹ bằng mắt thường hoặc bằng kính lúp
∗
Kiểm tra kích thước của mối hàn so với bản vẽ thiết kế
- Kiểm tra bằng dung dịch chỉ thị màu
Đây là phương pháp sử dụng các dung dịch để thẩm thấu
vào các vết nứt, rỗ khí nhỏ của liên kết hàn mà không thể quan sát được bằng mắt
thường, sau đó dùng các chất hiển thị màu phát hiện ra vị trí mà dung dịch thẩm
thấu còn nằm lại ở các vết nứt cũng như rỗ khí.
Cần lưu ý là : Phương pháp này chỉ phát hiện được
các khuyết tật mở ra trên bề mặt vật liệu cần kiểm tra. Thông thường sử dụng 3
loại dung dịch và được tiến hành theo các bước sau:
∗
Dùng dung dịch làm sạch để tẩy sạch bề mặt mối hàn.
∗
Phun dung dịch thẩm thấu lên bề mặt mối hàn.
∗
Sau khi đủ thời gian để dung dịch thẩm thấu vào các vết nứt, rỗ khí, thì lau sạch
bề mặt mối hàn.
∗
Dùng dung dịch hiển thị màu phun lên vùng mối hàn vừa thực hiện các bước trên để
phát hiện khuyết tật.
Phương pháp này có tính ưu việt là đơn giản, dễ thực
hiện, phát hiện được cả các khuyết tật nhỏ không quan sát được bằng mắt thường
một cách nhanh chóng, tuy nhiên nó không phát hiện được những khuyết tật nằm
bên trong của liên kết hàn và chiều sâu của khuyết tật.
- Kiểm
tra bằng từ tính
Dùng bột sắt từ rắc trong trường của nam châm tự
nhiên hay điện từ thì nó sẽ phân bố theo quy luật của các đường sức từ. Quy luật
này trước tiên phụ thuộc vào sự đồng nhất của cấu trúc sắt từ, nếu như trên đường
đi các đường sức từ gặp phải các vết nứt, khe hở… thì quy luật phân bố của các
đường sức từ thay đổi so với những khu vực khác do có sự khác nhau về độ thẩm từ.
Khi gặp các khuyết tật các đường sức từ tản ra bao xung quanh lấy các khuyết tật
đó.
Dựa vào nguyên lý đó người ta tiến hành kiểm tra bằng
cách rắc bột sắt lên bề mặt mối hàn, sau đó đặt kết cấu hàn vào trong một từ
trường rồi nhìn vào sự phân bố các đường sức từ để có thể phát hiện và phân biệt
được khuyết tật. Phương pháp này chỉ áp dụng đối với các vật liệu từ tính, nó
cho phép phát hiện các khuyết tật nứt bề mặt có kích thước rất nhỏ, các khuyết
tật ở phía dưới bề mặt liên kết hàn như:
∗Nứt
ở vùng ảnh hưởng nhiệt
∗Hàn
không ngấu
∗Nứt
phía dưới bề mặt
∗Rỗ
khí, lẫn xỉ.
- Kiểm tra bằng tia phóng xạ (Rơn-ghen và
gamma)
Tia X và tia Gamma là sóng điện từ có bước sóng rất
ngắn, tần số dao động và năng lượng rất cao có thể đi xuyên qua khối kim loại
dày. Một phần bức xạ tia X và tia gamma bị hấp thụ, một phần sẽ đi qua mẫu kiểm
\tra, lượng hấp thụ và lượng đi qua được xác định theo chiều dày của mẫu. Khi
có khuyết tật bên trong, chiều dày hấp thục bức xạ sẽ giảm, điều này tạo phần
khác biệt trong phần hấp thụ, được ghi lại trên phim ở dạng hình ảnh bóng gọi
là ảnh bức xạ. Giải đoán phim sẽ cho phép phát hiện các khuyết tật bên trong vật
hàn một cách chính xác.
Phương pháp này cho phép phát hiện được tất cả các
loại khuyết tật trừ các vết nứt vi nhỏ.
- Kiểm
tra bằng siêu âm
Sóng siêu âm là dạng sóng âm thanh dao động đàn hồi
trong môi trường vật chất nhất định, khi truyền qua biên giới giữa các môi trường
vật chất khác nhau sóng siêu âm sẽ bị khúc xạ hay phản trở lại. Dựa vào đặc
tính đó, người ta đã chế tạo được các loại máy dò siêu âm để phát hiện các khuyết
tật nằm sâu trong lòng kim loại.
Phương pháp này cho phép phát hiện các vết nứt, hàn
không ngấu, rỗ khí, kẹt xỉ,…và cả những thay đổi rất nhỏ ở vùng ảnh hưởng nhiệt
của liên kết hàn. Quan sát trên màn ảnh của máy bằng những xung hiển thị, có thể
cho phép biết được chính xác vị trí của các khuyết tật.
-
Phương pháp kiểm tra độ kín của liên kết hàn
+ Kiểm tra độ kín bằng áp lực khí:
Trước lúc kiểm tra cần bịt kín, sau đó bơm khí vào
(không khí hoặc khí trơ) đến một áp suất nhất định nào đó, sau đó bôi nước xà phòng
lên mặt ngoài mối hàn và quan sát (100 gam xà phòng trên một lít nước).Những chỗ
bị rò rỉ sẽ được phát hiện theo các vị trí mà bong bóng xà phòng nổi lên.
+ Kiểm tra bằng áp lực nước:
Để kiểm tra người ta bơm nước vào kết cấu cần kiểm
tra, tạo một áp suất dư cao hơn áp suất làm việc 1,5 đến 2 lần và giữ áp suất
đó trong vòng 5 - 6 phút. Giai đoạn tiếp theo là hạ áp xuống đến áp suất làm việc
rồi dùng búa gõ nhẹ vùng xung quanh mối hàn (rộng 15 - 20mm)và quan sát xem nước
có rò rỉ ra không. Đối với những kết cấu hở như bồn chứa, thùng,…chỉ cần thử bằng
cách bơm nước vào và giữ trong vòng 2 - 24 giờ và quan sát xem nước có bị rò rỉ
ra không.
+ Kiểm tra bằng phương pháp tạo chân không:
Chỉ áp dụng trong điều kiện không tiến hành được bằng
các phương pháp thử kín trên (ví dụ như: đáy bồn, bể…)
Trước tiên bôi nước xà phòng lên mối hàn cần kiểm
tra. Đặt buồng chân không trực tiếp lên vùng mối hàn cần kiểm tra, tại các viền
xung quanh buồng chân không có gioăng cao su để tạođộ kín cần thiết với vật liệu
kiểm tra, độ chân không được tạo ra nhờ có bơm chân không đặt ở phía ngoài. Do
có sự chênh lệch lớn về áp suất, không khí sẽ chui vào buồng chân không qua các
khuyết tật, nắp đậy được thiết kế trong suốt qua đó ta có thể quan sát vị trí
các khuyết tật theo các bong bóng xà phòng.
Nguồn: Weldcom
No Comment to " Các phương pháp kiểm tra khuyết tật mối hàn "