Nghiên cứu ứng dụng phương pháp sóng âm thanh (acoustic emission) trong quan trắc và kiểm định chất lượng kết cấu công trình - Đại học Thuỷ lợi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
KHOA CƠNG TRÌNH
TS. LƯƠNG MINH CHÍNH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG

PHƯƠNG PHÁP SÓNG ÂM THANH

(ACOUSTIC EMISSION)
TRONG QUAN TRẦC VÀ KIỂM ĐỊNH
CHẤT LƯỢNG KẾT CÃU CƠNG TRÌNH

NHÃ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI



LỜI NÓI ĐẦU

Cuốn sách “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp sóng âm thanh (Acoustic
Emission) trong quan trắc và kiếm định chất lượng kết cấu cơng trình ” được tác
giả giới thiệu các khái niệm, phương pháp trong kiếm định công trình dựa trên các
phương pháp khơng phá hủy (NDT) và một trong những phương pháp mới, đang
được phát triến cũng như được quan tâm nhiều tới trong thời gian qua là phương
pháp tán xạ sóng âm thanh (Acoustic Emission). Phương pháp tản xạ sóng âm thanh
(Acoustic Emission) dựa trên nghiên cứu sóng âm thanh (Acoustic Emission - AE) một loại sóng đàn hồi mất dần, được hình thành bởi hiện tượng giải phóng đột ngột
năng lượng dơn ứ trong vật liệu bởi sự quy tụ và mở rộng các hư hại siêu nhỏ trong
vật liệu. Sự mất dần của sóng do hiện tượng hấp thụ - chuyển đổi từ công năng sang
nhiệt năng của vật liệu. Vì thế việc xuất hiện các tín hiệu sóng âm thanh AE là dắu
hiệu xuống câp của vật liệu so với lúc trước khỉ xt hiện các tín hiệu đó. Hiện
tượng sỏng âm thanh AE thế hiện sự hư hại của vật liệu, đồng thời thế hiện sự xuống
câp của kêt câu làm từ vật liệu đó. Có thê nói, mơi hiện tượng xảy ra trong vật liệu

sẽ gây ra sự thay đôi năng lượng bên trong vật liệu và hình thành tín hiệu sóng âm
thanh. Các thơng tin về hư hại (nứt) và các hiện tượng khác tạo ra tín hiệu AE, đặc
biệt là vị trỉ tạo ra tín hiệu, hướng phát triên của hư hại đêu có thê áp dụng phương
pháp sóng âm thanh.
Cuôn sách là tài liệu chuyên sâu nhăm phục vụ cho các học viên cao học, sinh
viên đại học thuộc các khối ngành kỹ thuật, cảc cản bộ kỹ thuật và bạn đọc có quan
tâm đến lĩnh vực kiêm tra, kiếm định cơng trình.

Tác giả xin trân trọng cảm ơn các cả nhân và tập thế đã đọc và góp ỷ cho bản
thảo cn sách này đê cn sách sớm được ra măt bạn đọc.
Sách được biên soạn lần đầu, tuy đã có nhiều cố gắng, song khó tránh khỏi những
thiếu sót. Tác giả rắt mong nhận được những ỷ kiến đóng góp, phê bình của các bạn
đơng nghiệp, sinh viên, học viên và bạn đọc đê cuốn sách được hoàn thiện hơn trong
lần xuất bản sau. Mọi ỷ kiến đóng góp xỉn gửi về địa chỉ email: chỉ
Tác giả

3




đinh, quan trãc và báo tri các còng trinh câu yêu là hêt sức cân thick Hộ thông
quan trãc loại này cân phai lập trung vào hai yểu tơ:
• Sự biền đỏi cùa lai trọng trong quá trinh khai thác
• Sự tích lùy của các hư hại bén trong kết cấu.

Việc quan trãc và kiêm định hợp lý các công trình câu sẽ hỏ trọ các cơ quan chức
nâng quán lý và khai thác cơng trình hiệu q hơn. kéo dài tuỏi thọ cua cõng trinh,
tối ưu hỏa các cõng lác duy tu bao dường và sữa chừa, sữ dụng nguồn vốn bão tri

một cách hụp lý.
II. HIỆN TRẠNG CÁC CÀU YẾU TRÊN HỆ THỚNG CÁC QUỐC Lộ

Theo số liệu quán lý vã thống kê cũa Tồng cục Đường bộ, dền thời diem năm

2014 trên các tuycn quòc lộ trong cã nước van tịn tại 343 vị trí câu u trong tông
sỏ 4239 vị tri câu. Hâu hẽt các câu dược xây dựng trước năm 1975. két câu thượng
bộ. hạ bộ đà bị xuống cap, rung lắc mạnh và độ vịng lớn. một số cầu khơng đáp ứng

nhu cầu thoải lù, khỗ cầu hẹp. Một số cẩu được dầu tư sau năm 1975, tuy nhiên có
tài trọng thict kê thâp và bãt đâu cỏ dâu hiệu xũng càp hoặc khơng dam bão thốt lù

do diễn biên bâl thưởng cua khí hậu. Các vị tri câu này dèu có tai trọng khai thác
không đồng bộ với tuyển. Dựa trên mật độ giao thõng, tinh chẩt tuyến đường (độc
đạo hoặc cố đường song hành), hiện trạng cũa lũng cầu, Bộ Giao thòng Vận lái phàn
danh mục câu yêu thành 2 nhỏm cụ thê như sau (theo Báo cáo nãm 2012):
• Nhóm ưu tiên I: Bao gồm 79 cầu yếu nằm trẽn các tuyến có mật dộ giao thơng

lờn, đường độc dạo, các giãi pháp sứa chừa khơng khá thi.
• Nhóm ưu tiên 2: Bao gốm 264 cầu yếu nằm trẽn quốc lộ có mật độ giao thơng

thâp hơn hoặc có đường song hành. Trong trường hợp nguồn lực khó khăn cỏ thê
sứa chừa đê duy tri tinh trạng khai thác nhu hiện nay.

6


Chương 1

KIẾM ĐỊNH CHÁT LƯỢNG CƠNG TRÌNH

1.1. KIÊM ĐỊNH CHÁT LƯỢNG CỊNG TRĨNH LÀ GÌ ?

Cơ sở cua kiêm dịnh chât lượng công trinh là công tác kiêm tra công trinh, duợc
tiên hành thực hiện bơi dội ngũ kỹ sư. chun gia có kinh nghiệm, nhăm đánh giá

chât lượng cơng trinh mới. đang khai thác hoặc xng càp đê có kè hoạch khai thác,

duy tu. bao tri một cách hợp lý nhâm kéo dài ti thọ cùa cịng trinh.
Trcn cơ sờ các sơ liệu kicm tra (chân đốn kỹ thuật cơng trinh) ta có thê dánh

giá dược:
- Hiện trụng chài Itrụng công trinh;
- Xác định khả năng chịu lãi cùa cịng trinh;
- Khá nâng tièp tục sir dụng cùa cơng trinh;
- Đề xuất các giãi pháp kỹ thuật nhảm nâng cao độ tin cậy và tuổi thụ công trinh;
- Đưa ra những chế độ thay đối trong khai thác công trinh.
Nội dung kiểm định về cơ băn gồm 4 phần; quản lỷ cầu. thừ nghiệm cầu. sữa

chừa và lâng cường cầu.

1.1.1. Quản lý cầu
Quán lý cầu nghiên cứu nội dung vả phương pháp quán lý. Nội dung quán lý bao
gồm quàn lý hồ sơ cầu vã quan trọng hơn là quán lý tinh trạng kỳ thuật cùa cầu.

Người quan lý cằn năm được đầy đu các thõng tin về cầu, nhừng hư hóng hiện có,

nguyên nhân cùa cảc hư hóng... tử đó đề ra chế độ khai thác (chàng hạn quy định
khoáng cách tối thiểu giừa các xe, tốc độ tối đa cùa xe trên cầu,...), chế độ báo
dường, tiền hành các sứa chừa nhó ngay khi hư hóng mới xuất hiện theo kinh phi

quán lý hàng năm. hoặc lập kế hoạch xin sưa chừa lởn. tăng cường cầu.
Phương pháp quán lý đề cập đến các hình thức kiểm tra đe năm được đầy đú và

kip thời tình trạng kỳ thuật cùa cầu. trẽn cơ sở đó tiến hành phân loại cẩu và để ra
được trình tự ưu tiên sứa chừa, tăng cường hoặc thay the băng câu mới đê nâng cao

hiệu qua kinh tê vả dám bao tuôi thọ cùa câu.

7


1.1.2. Thìr nghiệm câu
Thử nghiệm câu nghiên cứu và đánh giá kha nâng chịu lực cua câu bâng thục
nghiện» VỚI các nội dung chinh như sau:

- Đo ứng suất, độ võng, dao động... cùa các bộ phận cầu, xú lỷ số liệu đo và dùng

kêt quả đo dê đánh giá khả năng chịu lực cùa càu.
- Thi nghiệm vặt liệu dê xác dinh các dặc trưng cơ học cua vật liệu cầu như thép,

bê tông.
- Kiểm loan cầu theo các đặc trưng cơ học vả hĩnh học thực cùa cãc bộ phận cầu.
Kêt hợp giữa kcl quà đo và kicm toán đê dành giá khà năng chiu lực cùa câu.
Trong thử nghiệm cáu cỏn có một nội dung chưa đe cập dên trong tài liệu này là
nghiên cứu sự làm việc cua cầu hoặc một bộ phận cầu trong phỏng thi nghiệm dưới

dạng mơ hĩnh, bạn dọc có thế tim hiểu trong các tải liệu khác.

1.1.3. Sứa chữa cầu

Sưa chữa càu nhăm khãc phục những hư hóng xuât hiện trên câu đề dưa câu trơ
lại làn» việc như đà được thiểt kể mã khơng làn» thay đói chế độ lảm việc chung cua
tồn hộ cơng trình.

Sửa chữa câu cỏ thê lã nhũng cơng việc ràt nhị như trám vá chị vỡ bẽ tơng,
bơm kco vào vet nứt, nhưng cũng có thề là sưa chữa lớn như thay the một thanh,

một nút dàn.
Trong sữa chừa cầu hê lông cốt thép, vật liệu đế sứa chừa có ảnh hường lớn đến

chất lượng và giá thành sữa chừa (ở đày có dề cập đến vật liệu như vữa epoxy,
bê tông polymc v.v....).
Các sưa chừa được chia thành nhùng sưa chìra thơng thường có the thực hiện
được ỡ công trường, hoặc những sứa chùa dõi hói phái có trinh độ chun mơn nhất
đinh như nản cong, vênh bâng gia còng nhiệt...

1.1.4. Tăng cường cầu
Táng cường cầu không phái là sứa chừa cầu mà là những còng việc dược tiến
hành dế nâng cao khá năng chịu tái cua cẩu so VỚI hiện tại hoặc so với thiết kế ban
dâu. Tăng cường càu có thẻ khơng hoặc có làm thay đỏi so dỏ làm việc cua câu. vi

dụ một dàn gian dơn khi chi thèm vật liệu cho các thanh dàn thì sau khi tàng cường
van là dãn gian dơn. nhung ncu them trụ dị thì tùy theo cách dặt gôi trên tại mà dàn

trơ thành sicu tĩnh khi chịu hoạt tai hay khi chịu ca tình tái và hoạt tai. Trên các cáu
dược tảng cường có những hư hỏng, trước khi tăng cưởng hoặc trong lúc tăng cường

người ta thường kct hợp sửa chữa các hư hơng đó.

8

Kiêm định câu là cơng tác có tinh thục nghiệm, ngối việc nghicn cứu, năm vũng
lý thut thơng qua các tải liệu chuyên môn. người học cũng cân được tham gia thực
hành trong phòng thi nghiêm đê bict sú dụng các thict bị đo. tôt nhàt là được tham
gia thứ nghiệm tại hiện tnrởng, ở đõ ngưởi học còn học tập được cách bố tri điếm

đo. cách tô chức đo đục lây sô liệu, thu thập sô liệu và xứ lý sô liệu.
Cuối cúng cũng cần lưu ý rằng kiếm định cầu thực chất lả "khâm sức khoe, khám
bệnh" cho câu nên người học chi nãm dược dây du kiên thức cùa cơng tác này ncu
tnrởc đó họ đă cỏ cãc kiến thức về thiết kế vã thi công cầu.

1.2. MỌT SỊ KHẢI NIỆM TRONG KIÊM ĐỊNH CƠNG TRÌNH

1.2.1. Phân loại chất lượng cầu
Phân loại chài lượng câu là một còng việc ràl cân thiêl đê phục vụ cho việc khai
thác duy tu. sứa chừa cầu. Việc phân loại cầu cỏn giúp cho các co quan quán lý có
kè hoạch dũng dãn VC sửa chữa, tãng cưởng hoặc xây dựng câu mới thay thè cho câu
cù đà hư hỏng, nhâm dam bào khai thác có hiệu quá một tuyển đường hoặc cá mạng

lưới giao thơng nói chưng.
Đề phân loại cảu cần phái có tiêu chuẩn phân loại. Hiện nay ở nước ta chưa có

một quy định và hướng dan thịng nhât vê phàn loại chát lượng câu. ớ dây xin giới
thiệu cách phân loại cũa ESCAP (ủy ban Kinh tế vã Xà hội Châu Á - Thái Bình
Dương). Theo lài liệu nãy tiêu chuân dê phàn loại câu lả:
- Biên độ biến dạng;
- Mức dộ ánh hường đen an toàn vận tai;
- Sự cấp thiết phái tiến hãnh các biện pháp đế duy trì chức nâng làm việc bình
thưởng cùa cõng trinh.

Theo tiêu chuẩn nãy người ta phân cầu lãm 4 loại chinh như sau:
- Loại A: Bao gồm nhừng cầu có chất lượng cịn lót. khơng có khuyết tật hay hư

hỏng hoặc có nhưng khơng đáng kẽ. khơng cân sứa chữa. Các khuyêt lậl hay hư
hóng nêu có chưa anh hương đen chức náng làm việc cua các bộ phận ket cau. cầu

khai thác an toàn với tài trọng thièt ke;
- Loại B: Bao gồm các cầu cỏ hư hỏng hay khuyết tật nhung ở mức độ nhẹ, sự

phát triên cùa hư hông hay khuyêt tật chưa rõ ràng và khơng đáng lo ngại. Các hư
hóng hay khut tật khơng ánh hưởng đen an tồn trong khai thàc nên cỏ thè sứa

chữa hoặc không, nêu sưa chữa thi cỏ thê tiên hành vào thời diêm nào tùy ý;
- Loại C: Trên cảc cầu thuộc loại nãy cỏ nhừng khuyết lật hay hư hóng mà hiện tại
chưa anh hương hoặc ánh hương không đãng kê dến khá năng chịu lực cùa cầu. tuy

nhiên nếu hu hóng, khuyết tật phát triển thi sô lãm suy giám khá năng chịu lực cùa cầu;

9


- Loại D: Cơng trình thuộc loại D lã cơng trình có những hư hóng đáng ke, đà
hoặc sỗ làm suy giám chức nâng chiu lực cùa cầu. Người ta cỏn phân loại D thành 3
loại nhó làDl.ỊÍ, D3:

Báng i.l. Phân loại câu
Loại
A

B

Tinh trạng câu

Cầu cỏn tổt

Ánh hương đen
an toàn vận tai

Mức độ
hư hóng

Thịi diem tiền
hành sưa chữa

Khơng ánh hương Khơng cơ hu hóng

cảu cịn tốt. hu hịng hay khuyết
tật nhẹ. sự phái triển cua hu hóng Hiện tai khơng cỏ
hay khuyết tật khùng rõ ràng và
anh hường
không đáng lo ngựi

Nhẹ

Có thê sứa
chừa hoặc
khơng

Sứa chừa vào

Mức độ hư hong vã khuyết lật cua
Hiện tựi chưa ánh
thời điếm thích
cõng trinh trong tương lai sè phát
Hư hóng vã
hương nhưng trong
khuyết tật cỏ the hợp, nếu không
c triền, cầu trờ thánh loại DI, do đó
tương lai có thề
phái phơng ngừa đé diều đõ không
cẩu trớ thành
phát triẽn
anh hương
xãy ra
loại DI

Hư hông và khuyết lật đang
Hư hòng vâ
phát triền, cần thực hiện các De dợa đen an loàn khuyết tật đang Sùa chừa vào
biện pháp ngân ngừa để
DI
vặn lai trong tương phát triển có thể thời điếm thích
khịng anh hướng đền an tồn
dần đền suy yếu
lai
hợp
chức năng cùa cầu
cùa cơng trình trong tương lai

D

De dọa đèn an tồn
Hư hịng, khuyết
Hư hịng vả khuyct tỏi đá ánh
vận tát trong tương
hường đền chức nàng làm
lit và sư suy giam Cẩn liền hành
lai gan, nguy hiếm
D2
việc cùa cảu. kha nâng chiu
chức năng cùa cầu sứa chữa sớm
kh) có ngoại lực
tai cùa cầu cùng bị anh hương
đang phát triển
khơng binh thướng
Hư hóng, khuyết tit lien quan
tới chức nàng chú yểu cùa
D3
cơng trình, anh hưởng đến an
tồn cùa cấu

Nguy hiểm
sắp xảy ra

Nghiêm trong

Cẩn liền hành
sứa chữa ngay

' Loại DI: Công trinh thuộc loại D2 lã khi công trinh đà có nhừng hư hóng, tuy

nhiên hiện lụi cơng trinh khơng có vân đê vê an lồn nhưng chức năng làm việc cứa
chúng cỏ thê bị ành hường bat lợi trong tương lai. vi vậy phài ticn hành sưa chữa các

hư hỏng ở thời điềm thích hợp. chủng hạn sưa chìra mõ. trụ vào múa khỏ...:
+ Loại D2: Công trinh thuộc loại D2 khi trẽn cõng trinh có những hư hóng, hiện
tại cơng trinh chưa có vân de vê an lồn nhưng chức năng làm việc của chúng dã bãt
đầu bị ánh hưởng, do đỏ cần lien hành sưa chừa sớm.

10


+ Loại D3: Thuộc loại này là các cơng trình có hu hóng lớn, khơng cỏn khã nãng
khai thác binh thường, phái tiền hãnh sửa chừa hay tâng cưởng ngay lập tức, khi

chưa sửa chữa kịp phải giảm tài trụng khai thác cùa câu.
Việc phân loại cầu như đă trinh hãy ớ trên được tóm tắt trên bâng 1.1.

• Kiêm tra cơng trình là việc xem xct băng trục quan hoặc băng thièt bị chuyên
dụng đề đánh giá hiện trạng cõng trinh nhằm phát hiện các dấu hiệu hư hông cùa

cịng trinh. Cõng tác kiêm tra cơng trinh nhăm mục đích đánh giá hiện trạng cua
cơng trinh đang được khai thác. Trên cơ sờ đó xây dựng các khuyên cáo (đè nghị) vê

việc tiếp tục sú dụng và khai thác cơng trinh.

• Báo trì cơng trình là tâp hợp các hoạt động nhàm duy tri hoạt động bình thường
và đàm bảo an tồn SŨ dụng cịng trình. Cõng tác bão trì đường bộ bao gồm cơng tác
bào dường thường xun; sửa chữa dinh kỳ và sưa chữa đột xuất.

• Bão dường thường xuyên lả các thao tác kỳ thuật dược tiến hành thưởng xuyên
nhăm phỏng ngừa và khác phục kịp thời những hư hóng nho cùa các bộ phận cóng
trinh và thict bị. Bào dưỡng thường xuyên đè hụn chê tơi đa sự phát triền từ hư hóng

nhó trở thảnh hu hóng lớn. Các cơng việc này được thục hiện thường xuyên liên tục
de dam báo giao thõng vận lái dược an tồn, thơng SI và em thuận. Cơng tác báo
dưỡng thường xuyên bao gồm việc phông ngừa và sữa chừa nhõ.

• Sứa chữa nha là khăc phục những hư hơng nho cùa các bộ phận cõng trinh và
thiết bị.

• Sira chừa định kỳ lả khác phục nhùng hu hóng cóng trình theo thời hạn quy
định, kct hợp khãc phục một sỏ khuycl lật cua công trinh xuât hiện trong q trinh
khai thác, nhằm khơi phục lình trạng kỳ thuật ban đầu vả cãi thiện điều kiện khai
thác cua công trinh (nèu cân thiểt). Công tác sứa chữa định kỳ bao gồm công tác stra
chùa vữa và công tác sửa chừa lớn.

• Sứa chữa vừa là sưa chữa nhùng hư hóng, khắc phực nhừng biêu hiện xuống
câp cùa bộ phận, kêt càu cơng trình có thê ánh hường đen chàt lượng khai thác và
gảy mất an tồn khai thác.

• Sứa chữa lớn là công việc sưa chữa tiền hành khi có hư hơng hoặc xng câp ơ
nhiều bộ phận cơng trinh nhằm khôi phục chất lượng ban đầu cùa công trinh.
• Sứa chữa đột xuất là cõng việc sừa chừa còng trinh chịu các tác động đột xuắt
như giỏ bão. lù lụt. động đâl, va dập. cháy hoặc những tác dộng dột xuát khác dã dan
tới nhừng hư hông, xuống cấp cần được sữa chừa kịp thời đế đám báo giao thông
lien tục.

11

• Quan trắc cồng trình là sự quan sát, đo đạc các thịng số kỳ thuật của cơng
trinh theo u cầu của thiết kế trong quá (rinh sù dụng.
Tất cã các cơng trinh nói chung đều khác nhau về: sơ đồ kết cấu, sơ đồ nhịp, vặt

liệu, điều kiện cụ thế như thời tiết, khi hậu..., thời gian thi công, chế độ khai thác, sự
lỏn lại các loại hư hong... Các dạng tổn tại này phụ thuộc rát nhiều vảo các you tô
khác nhau.
Đẽ thuận tiện cho việc quàn lý và khai thác, xu thê chung cùa tât cá các nước trcn
thế giới hiện nay (đặc biệt là các nước đang phát triền) là xây dựng hoàn chinh một

hộ thống tiêu chuẩn đề phân loại chất lượng kỳ thuật cùa còng trinh, nhằm quán lý
và đánh giá còng trinh một cách thống nhất.

Đánh giá phân loại chất lượng kỹ thuật công trinh theo tiêu chuấn Mỹ:
Tùy theo mức dộ hư hóng và tinh trạng suy giam các chúc nâng làm việc cua

cơng trinh mà chât lượng kỹ thuật cịng trình được sãp xcp vào một trong các loại cơ

bàn như sau:
- Loại A: Các công trinh bị ảnh hường bầt lợi do những hư hỏng, khuyết tật gày ra:
- Loại C: Các cơng trình khơng bị suy ycu về chức nủng làm việc nhưng cỏ các

hư hại nhẹ;
- Loại B: Các cơng trinh có các hư hóng và khuyết tật mã mức dộ suy giám chức

nâng cùa nó nám giữa A và C;
- Loại S: Các công trinh thuộc loại s nói chung khơng có hư hỏng hoặc khuyết

tật. khơng lãm ánh hướng tới chức nâng lãm việc cua kết cấu. Mức độ hư hóng vả

khuyết tật khơng đáng ke.
Vãn dẻ quan trọng dặt ra lã phai phân loại những công trinh thuộc loại A. Công
trinh loại này chia thành 3 loại: AA. Al. A2 nhảm xem xét kỹ sự suy yêu chức nãng

làm việc và thời diem tiên hành biện pháp sửa chữa cùa kcl câu một cách phù hụp.

+ AA: Cơng trinh khơng có khá nâng sữ dụng binh thưởng và phải lập tức tiến
hành các biện pháp sữa chừa hoặc tảng cường.

+ Al: Là cóng trinh hiện tại chưa có vấn đe gi về an tồn nhưng đòi hỏi một số

biện pháp nhât dinh thục hiện sưa chữa sớm.
+ A2: Là cịng trình hiện tại khơng cỏ vân de gi VC an tồn, nó có the bị ánh
hường nhưng chưa càp thicl, chức năng an toàn vận tài có thê bj ánh hưởng trong
tương lai. Địi hói phải lập kế hoạch, chuẩn bị các biện pháp sửa chừa ỡ nhừng

thời điểm thích hợp.
Ve cơ bán thi cách phân loại cơng trinh cua Mỹ khá tương địng với cách phản
loại công trinh cùa ESCAP.

12


1.2.2. Phân loại công tác kiêm tra

Công tác kiêm ira cơng trinh dược chia thành 3 loại:
- Cóng lác kiểm tra tống quát (kiếm tra đinh kỳ): Đe cập đốn lồn bộ cịng trinh,
thưởng tiến hãnh khống 2 nám một lằn;

- Cịng tác kiêm tra chi tiêt (khơng định kỳ): Được liên hành khi cỏ những dâu

hiệu khơng bình thường hoặc tủy theo diêu kiện thục tề cua cơng trình;
- Cõng tác kiêm tra tồn diện: Xem xét cá cơng trinh và môi trường xung quanh.

Báng 1.2. Mục dich và loại kiêm tra

----- -----—___
Mục đích kiém tra

~

Loại kiềm tra
-------- —

1. Dê xác định cảc cõng trinh thuộc loại A bàng nhùng chân đoán kết
cấu so bộ.

Tồng
quát

Chi
tiết

X

X

2. Thực hiộn việc chùn dốn cơng trình một cách chi tiết với độ chính
xác cao hơn

X

3. Đe chọn lựa về phương pháp, thôi gian tiên hãnh sữa chừa

X

4. Đó diêu tra nham phát hiện những thay dôi chu yểu từ nen dãl và de
xác nhận cóng trinh thuộc loại A.

X

5. Đe điêu tra nhâm phát hiện những điều kiện mõi trưởng chủ yếu
bàng việc kháo sãt trẽn không vã đẽ xác nhận cõng trinh thuộc loại A.

X

6. Hợp tác với những tô chức bén ngồi

Tồn
diện

X
X

X
X

1.3. TIÈM NĂNG PHÁT TRIÉN CỦA PHƯƠNG PHÁP SĨNG ÂM THANH
Ờ VIỆT NAM
Trong lình vực xây dựng cơ sở hạ tầng, ngồi kết cấu bê tịng cốt thép thi kết cấu

thép cùng là loại kct câu phô bicn. dược áp dụng rộng rãi trong nhicu lỉnh vực từ
hàng chục năm nay. So với các kết cẩu BTCT có tuổi thọ về cơ ban lờn hơn. các loại

kết cẩu thép dề bị ánh hương nhiều hơn từ sự biến đôi mõi trường xung quanh, đặc
biệt trong điều kiện thời tiết nóng ấm cùa Việt Nam. Trong thơi gian qua, nhiều
cơng trình dã có ti thọ khai thãc cao và xng câp. Đê dam báo an toàn khai thác
cãc cõng trinh nêu trên, hàng loạt các công tãc kiêm định, sứa chữa và gia cô cân
phái được triển khai thực hiện. Hiện nay trên thể giói cơ nhiều giãi pháp nhăm kiểm
định chắt lượng kết cấu thép một cách hiệu quà mà không ãnh hường đén kết cấu,

den diêu kiện làm việc cua kèt càu dó là sứ dụng phương pháp khơng phá huy. Một

trong những phương pháp dược sử dụng nhiêu nhát chinh là phương pháp sóng âm
thanh hay cơn gọi là phương pháp phát xạ âm thanh (Acoustic Emission). Khác với

13


phương pháp siêu âm, trong đó ngn âm thanh là do một thiẽt bi tạo ra. sau đó tin

hiệu âm thanh sỗ đi qua môi tnrởng vật liệu và các hư hại trong vật liệu sẽ làm thay
đòi tin hiệu âm thanh đỏ. Trong phương pháp sóng âm thanh thì khơng có nguồn tin

hiệu âm thanh nhân tạo não được tạo ra, mã nguồn ảm thanh chính lả nhũng hu hại
hoặc những biên đôi trong vật liệu càu thành dưới tác động cùa các tô hựp tái trọng

khai thác tác dộng lên cơng trình. Phương pháp này khơng phái là mới. nó dược phát
triển từ nhừng năm 80 cua thế ký XX. nhưng khi đó cơng nghệ thõng tin cũng như sự
phát triển cùa máy tính chưa đáp ứng được nhu câu cúa phương pháp, khi mà nguồn

âm thanh trong két càu tạo ra là rải nhó. cân phái có những biện pháp đo đạc và phân
tích hữu hiệu. Ngày nay, trong một vài thập niên vừa qua. cùng với sự phát triên cua
công nghệ thông tin. phương pháp nảy trớ lại thành một cóng cụ rất hừu ich. Nó có the

được áp dụng như một hiện pháp kiểm tra định kỳ hoặc quan trắc liên lục trong thời
gian thực cùa kêt câu, tùy thuộc vào nhu càu và tính chài cùa công trinh
Trong những năm vữa qua. dược sự quan tâm cùa Chinh phu. hệ thòng cơ sớ hạ
tầng đường bộ đà từng bước được nâng cáp. các cầu yểu đả từng bước được đẩu tư

xây dựng bàng các dự án riêng hoặc lồng ghép trong câc dự án đầu tư nâng cẩp inớ

rộng đường. Tuy nhiên, do điêu kiện nguồn lực hạn hẹp. đen nay vần còn nhiều

tuyên chua dược nâng câp hoặc chi mới dược nâng cãp phân tuyên nen trcn hộ thông
quốc lộ trong cá nước vần tồn tại các cẩu yểu lãm anh hướng đến hiệu quá khai thác
cua cảc tuyến đường, liem ấn nguy cơ mat an lồn giao thịng, có khá năng ánh

hưởng đen linh mạng vã lài sàn cùa người dãn.
Đê giám thiêu các nguy cơ nêu trên, nhiêu phương pháp không phá huy hiện dang
được áp dụng rộng rãi trẽn thế giời và Việt Nam. mồi phương pháp đều có ưu nhược

điếm và phạm vi ứng dụng khác nhau. Trong phần nãy cùng sê giới thiệu ve úng
dụng cùa phương pháp kiêm tra bảng sóng âm thanh đang được áp dụng hiện nay
Iren thê giới. Dơng thời qua dó xây dựng dê xuâl giái pháp và các bước triên khai
thực hiện công tác kiêm định và quan trăc kel cấu công trình băng phương pháp

sóng ảm thanh (acoustic emission). De thực hiện được các nội dung nãy cần thiết

phái có một hộ thông kiêm đinh khách quan kêt câu thép áp dụng phương pháp sóng

âm thanh AE. cho phép đánh giã mức dộ hư hại (xuông câp) cùa lừng câu kiện cũng
như tồn bộ kết cấu. Hệ thơng này sỗ được dựa trên co sơ phân tích, xác định và

phát hiện các hiện tượng hư hại cũng vơi việc xuắt hiện các tin hiệu sõng âm thanh.
Diều này cho phcp giám sát và quan trắc các quá trình hình thành và diễn biên cùa

hư hại trong toàn kct câu dưới tác dộng cùa tô hợp tai trọng khai thác mà không cân
đen việc phân lích đánh giá các trạng thài ứng suất và biến dạng hay tác động liên

hoàn cũa các hư hại dười sự ánh hưởng cua yểu tố mõi trương xung quanh lẽn toàn

14


kêt cấu như: tái trọng khai thác, tài trọng khác từ sự biên địi cùa nhiệt độ, độ âm.
gió hay các yêu lô mỏi trường khác.
Hệ thõng nãy sồ bao gôm các họp phân sau: phương pháp đo đạc sư dụng sóng
âm thanh cúng với việc phân tích số liệu, cơ sỡ dừ liệu cho phép xác định và phàn
loại các hiện tưựng hư hại cùng với quy trình thực hiện cho phép xác định các hư hại

dang xày ra trong kết câu. Việc lựa chọn phương pháp không phá hủy sử dụng sóng

âm thanh được dựa trên các ưu diem vượt trội cùa giai pháp này. bao gồm:
- Phương pháp sóng âm thanh AE chơ phép xác định vị trí các hư hại mang tính

"động” khó cỏ thê phát hiện bảng các phương pháp tnin thơng;
- Phương pháp sóng âm thanh AE thu nhận các tin hiệu hư hại dưới tác động cua
nhiều yếu tố trong quá trình khai thác thục te. đòi hỏi phái quan trác lâu dài mới phát

hiện được;
- Công tác đo đạc và quan trác có thê thục hiện trong nhiêu điêu kiện khác nhau.

Đặc biệt có thê áp dụng trong quá trinh khai thác cua cơng trình, thư tai cơng trình
và ket qua nhặn được trục tiếp ngay trong quá trinh thực hiện:
- Phương pháp sóng âm thanh AE chơ phép xác định nhiều dạng hư hại khảc nhau
với nhiêu loại kẽt càu với vật liệu khác nhau, trong khi các phương pháp truyèn
thòng chi tập trung vào một vãi dạng h» hại:

- Phương pháp sóng âm thanh AE cho phép theo dỏi và đánh giá mức độ phát
triển cua hư hại nhầm đưa ra các quyết định kịp thời vã hợp lý với cõng lảc duy lu

báo tri còng trinh đè khai thác cịng trinh một cách hiệu q;
- Phương pháp sóng âm thanh AE cho phép xác định nguôn gôc cùa các tin hiệu

âm thanh do dâu gây ra.

15


Ch iron» 2

CÁC PHƯƠNG PHÁP KIẾM ĐỊNH KHÔNG PHÁ HŨY

Kiềm tra không phá húy hoặc kiêm tra không tôn hại (liêng Anh: Non-Destructive
Testing - NDTt. hay còn gọi lã đánh giá không phá huy (Non-Destructive Evaluation
- NDE), kiểm định không phả hủy (Non-Deslruclive Inspection - NDÍ), hoặc dờ

khuyèt tật... lã việc sir dụng các phương pháp vật lý dê kiêm tra phát hiện các khuyẽt

tật bên trong hoặc ở bé mặt vật kicm tra mà không làm tôn hại đen kha nâng sử dụng
cua chúng. Trong kỹ thuật sưa chừa co khi. có một so phương pháp kiêm tra khơng
phá hủy nhằm tim ra cảc khuyết lật hoặc tiềm nâng hư hóng cứa chi liet mảy hoặc
thiết bị, mắt thường nhiều khi không thấy được mả không ảnh hướng den chi liet,
thiết bị.

Hình ĩ. I. Kiêm ưa chất lượng mồi hàn kef cầu

hàng phươngpháp kiêm tra siêu âm (UT)
Khái niệm kiềm tra không phá huy lự nỏ đã giai nghĩa chính xác. NDT theo đúng

nghĩa đcn là kiêm tra một vật mà khơng phá huy nỏ. Nói theo cách khác, chúng ta có

thê tim thấy các khuyết tật trong nhiều vật băng kim loại băng cách sứ dụng dõng
điện xoáy mà không bao giở lãm hư hại đên vật mà chúng ta đang kiêm tra. Điều
này rât quan trọng vi nêu chúng ta phá húy vật mà chúng ta dang kiêm tra. nỏ sè

khơng cịn tinh trạng tốt đê có thê kiềm tra ở củng một vị tri. NDT rât quan trọng bơi
hâu het các khiiyêl tật mà chúng ta tìm khơng thê nhìn thây bãng mãt thưởng vi nó bị

16


bao bục bởi lóp son hoặc một lớp mạ kim loại. Hoặc cùng có the khuyết tật đó q
nhơ khơng the nhìn thấy bằng mắt thường hoặc bắt cứ phương pháp kiêm tra bàng
quan sát não khác. Vi vậy. các phương pháp kiêm tra như phương pháp kiểm tra
bằng dõng điện xoáy đà được phát triển đe theo dõi khuyết tật.

Kiểm tra không phá hũy dùng đe phát hiện các khuyết tật như vết nứt. rồ khi,
ngậm xi, tách lớp, không ngấu, không thấu trong các mối hàn, kiếm tra ăn môn cùa

kim loại, tách lớp cùa vật liệu composit, do độ cứng của vật liệu, kiểm tra độ ầm
của bê tơng, đo bề dãy vặt liệu, xác định kích thước và định vị cốt thép trong bê
tơng v.v...

Mục đích cùa việc dị khuyết tật đối với cơng trinh, thiết bị nhằm đánh giá linh
chất vật liệu trước khi chúng bị hư hóng, dựa vào các chi tiêu kỳ thuật quy định
được công nhận hoặc biến dạng suy biến xãc định qua nhiều năm, dề báo đám đũng

chất lượng sán phẩm vã tính nâng lãm việc cùa cơng trinh, thiết bị vã cũng nhâm

khai thác het kha năng của các kết cắu kỳ thuật. Hạn che rúi ro hoặc các khuyết tật
nhăm tăng cường tính tồn vẹn trong khai thác và tinh an tồn trong xây lúp. tiết

kiệm chi phí.

EUV'BuaiTm^
ậriKter _ — m UwxtcPjrtOTwfC
&XW1»-___ DI UMPctteirtTNM;

r— E>«OJ

114

Cinr-» Ttan;

liLỂ

T«lrg

m UV3K<.: TeU.)
□3 Aiain: Emsró

SmiRxr

UK.-W--vt

SrenO^tư»-

----- iMl iWfettr

Hình 2.2. Một sổ các phương pháp kiêm tra không phủ húy

Kiêm tra không phá huy gồm rất nhiều phương pháp khác nhau và thường dược
chia thành hai nhóm chinh theo khá năng phát hiện khuyết tật cũa chúng, dỏ là:
- Các phương pháp có khá nàng phát hiện các khuyết tật nằm sâu bên (rong (và cà
trên bè mặt) cùa dôi tượng kiêm tra:

+ Phương pháp chụp ánh phóng xạ (Radiographic Testing - RT):
+ Phương pháp kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Testing - UT);
+ Phương pháp sóng àm thanh (Acoustic Emission Testing - AE).

17


- Các phương pháp cỏ khâ năng phát hiện các khuyết tật bề mặt (và gần bề mặt)

130,331.

- Phương pháp kiêm tra trực quan (Visual testing - V I ).

Phương pháp kiềm tra thẩm thấu chất lóng (Liquid Penetrant Testing - PT);

- Phương pháp kiêm tra bột từ (Magnetic Particle Testing - MT);
+ Phương pháp kiêm tra dỏng xoáy (Eddy Current Testing ■ ET);
-i- Kiêm tra rò ri (Leak Testing - LT)...

u‘u (liem ciia cảc phương pháp không phá hùy

Ưu diêm cùa phương pháp kiêm tra không phá huy (NDT) này so với các phương
phãp phá hủy (DT) dó là NDT không làm anh hướng dên kha năng sử dụng cua vật
kiếm sau này. Ngoải ra, phương pháp NDT có the kiếm tra 100% vật kiềm, trong khi

đó phương pháp DT chi có the kiểm tra xác suất. Phương pháp NDT có thề kiểm tra
ngay khi vật kiêm nãm trên dây chuyên sân xuãt mả không phái ngưng dày chuyên
san xuất lại. Ưu diêm của các phương pháp kiêm tra khỏng phá huy (NDT) so với
các phương pháp phá húy (DT):

- NDT không lãm ánh hướng đen kha nủng sú dụng cùa vật kiềm sau nãy.
- NDT có thê kiêm tra 100% vật kiêm, và đám bão 100% săn phàm xuât xưởng

đạt chat lượng.
Trong khi đó các phương pháp phá húy lại cỏ ưu diem là cho kết quá trực tiềp,
còn NDT chi cho được các kết qua gián tiếp (thịng qua so sảnh với mầu chuẩn) mả

thơi. Trong chế tạo, khi áp dụng kiêm tra không phá huy, ta có thê de dàng phát hiện

những khuyêt tật. từ dó có thè loại bo các bán sán phâm. tiểt kiệm chi phí. sửa chữa
khâc phục sai sót.

Hình 2. ỉa. Cảc phtrưng pháp kiêm tra không phá hãy chã yểu

18


Trong các phương pháp NDT đã nên trên, môi phương pháp đêu có ưu diêm
riêng, khơng phương pháp nào có thê thay thế được phương pháp nào. úng vởi mồi
hưởng hựp cụ thê mà ta lựa chọn những phương pháp kiểm tra phũ hụp. KJ1Ĩ áp

dụng kiếm tra không phá hủy. ta có thé dễ dàng phát hiện những khuyết tật, từ đó
sữa chữa khấc phục sai sót. Do đó. cơng trinh khi hồn thành sè có các chi tiết sai

hông thấp nhắt.
ứng dụng cúa các phương pháp không phá hủy

Kiểm tra không phá hủy cùng được Sừ dụng rộng răi đế đánh giá độ loàn vẹn cùa
các săn phẩm, cơng trình cơng nghiệp đang hoạt dộng. Nhờ sớm phát hiện được các

hỏng hóc. kịp thời thay the khấc phục, nên ta có liet kiệm được chi phi sừa chừa,

trảnh được các thám họa có thế xây ra. NDT cơn là công cụ quan trọng trong nghiên
cứa chế tạo vật liệu mới. tối ưu hóa cãc quy trinh sản xuất, quy trinh hãn thõng qua

các thừ nghiệm, phát hiện các sai sót trong thiẽt kế, vật liệu, sám phâm. NDT lã

công cụ quan trọng đê giám giá thành, nâng cao sức cạnh tranh cùa các doanh
nghiệp chế tạo, sán xuất.

Hình 2.3b. ửng phuơng pháp kiếm ưa không phả hùy dế kiếm ưa cịng trình cầu

Kiêm tra khơng phá huy dùng đê phát hiện các khuyêt lật như là nứt, rỏ. xi. tách

lớp. hàn không ngấu, không thấu trong các mối hãn..., Kiếm tra độ cứng cua vật liệu,
kiêm tra độ ảm cua bé tỏng (trong cọc khoan nhôi), đo bẻ dày vật liệu trong trường

hợp không tiêp xúc được hai mặt (thưởng ímg dụng trong càu thủy), do cịt thép
(trong các cơng trinh xây dựng...), v.v... Ví dụ: trong nhả máy lọc dâu. hóa chât,

nhiệt diện, các kỹ thuật kiêm tra không phã húy dược sứ dụng trong chương trinh
bào dường phịng ngừa cho các thiết bị tĩnh như bơn bê. tháp phàn ứng. nỏi hơi. trao

dơi nhiệt v.v... (hình 2.4).

19


VI
_
Xo.mj-tk 0
TaW
0
r.b. .knl
0
SM
0
0
Fnc'
0
r.»tií»«wi
o
BM...PI.U
0

0
Ixidr
0
ưaimabM*

Xo Urolxio.
____

0
Q

RT

0
0
0
o
0
0
0
0
Q

VI

EI

0
0
0

0
0
0
0
0
0

0
0

0
2

PI
MI

0
0
0
0
0
0
0

Q

SM

0

o

SUMP

SAMP LING
EVA
MS
0
0
0
0

0
0
0
0
o

AE

0
0
0

o
0

0

-Q

Q

0
0
0
.Q .

0
0
0
Q

Hình 2.4. ưng dụng các kỹ thuật kièrn tra NDT cho việc kiềm tra các thièl bị trao dơi nhiệt,
õng tube nơi hơi. lị phàn ứng. tháp bon bi' và dường ông.
(Ghl chú: SM - Strain Measurement: Sump - Replica Method:
EVA - Extreame Value Analysis)

2.1. CẢC PHUONG PHÁP KIÊM TRA BÈ MẠT
2.1.1. Phương pháp kiêm tra trực quan (Visual testing - VT)

Phương pháp kiêm tra trục quan hay còn gọi là kiêm tra băng thị giác và quang
học (VT) liên quan đến việc sir dụng đỏi mắt cùa nhân viên kiềm tra để tim khuyết

lặt. Nhân viên kiềm tra cùng có the sử dụng các cơng cụ đặc biệt như kính lúp,
gương, hoặc borescopes (dụng cụ quang hục cỏ đèn dùng đè kiêm tra bên trong ơng)
đê tièp cận gân hơn diêm kiêm tra (hình 2.5).

Hình 2.5. Ĩng ngắm nội soi "Borescope " sữ dụng trong kiềm tra true quan /VT)

Kiêm tra băng thị giác có thê kiêm tra mức độ từ đon gián đên ràl phức tụp theo
các quy trinh khác nhau:
20


- Kiếm tra điều kiện bề mặt cùa vật thê kiêm tra;

• Kiêm tra sụ liên kết cùa các vật liệu o trên bê mật;
- Kiềm tra hĩnh dạng của chi liet;
- Kiềm tra các dấu hiệu rỏ ri;
- Kiêm tra các khuycl tật ở những nơi con người không thê liêp cận được (chảng

hạn những nơi có mức độ phóng xạ cao. bê mặt bên trong các đường óng...).

Hình 2.6. Thiẽt bị nội soi có gán màn hình kỳ ihmit sị

—
Hình 2.7. Ví dụ sử dụng ơng ngâm nội soi "Borescope " trong kiêm tra trực quan (VT)

Dụng cụ sứ dụng trong phương pháp kiêm tra trực quan gôm có:
- Nội soi. kinh lúp. kinh khuếch đại ánh sảng;
- Thiết bị ghi nhận hĩnh ãnh có độ phóng đụi cho phép kiêm tra các binh áp lực và

bon lớn...;
- Thiêt bị dạng robot cho phép quan sát được những nơi nguy hiẽm và những
vũng hẹp không tiếp cận đưọc. như là các ống dần dầu và khi, lò phán ứng hạt nhân;

21

Hình 2.8. Một sổ thiết hi (tược sử dụng trong kiêm trư trực quan (Visual testing - VT)

Hình 2.9. Thiét bị soi ghi nhặn, xú lý và lưu hình ánh độ nét cao
sứ dụng mày vi tính có gan camera chõng phơng xạ, vừ hình linh
ghi nhận dược lừ camera ở đáy lò phan ứng hạt nhãn.

2.1.2. Phirưng pháp kiêm tra thấm thấu chất lõng (Liquid Penetrant Testing- PT)

Một trong những phương pháp hay sư dụng nhàt dê phát hiện các vet nứt trên bê
mật kim loại, môi hàn sau khi gia công, dặc biệt là cãc vật liệu không nhiêm từ như

thép không gi. Trong phương pháp này người ta phun một chât lông cỏ khá nãng
thâm thâu cao và có màu sãc de phân biột (thường lã màu đò) lên bẽ mặt vật cân
kiêm tra. Nêu trên bẽ mặt có các vet nứt dù là rât nhị. chât thâm thâu sẽ ngâm vào
và đọng lại ờ các khe nứt. Sau khi chờ cho quá trinh ngấm kết thúc, người la loại bó

hết phần chất thắm (hấu thừa trên bề mặt và tiếp tục phun lèn bề mặt kiêm tra một
chất khác gụi lã “chất hiện màu" làm cho phần chắt thầm thấu đà ngấm vảo các vét
nứt nồi rò lên cho phép ghi nhận các vet nứt rất nhô, mắt thường không phát hiện

được. Tuy nhiên, để cỏ the áp dụng phương pháp nảy, bề mặt vật kiểm tra phái rất
sạch và khơ, vì vậy nó khơng thích hợp với các bề inặl bị băm bấn và cỏ độ nhám
22


cao. Mặt khác, mặc dù khơng địi hịi phái đầu tư thiết bị. việc kiểm tra PT đỏi hói

người kicm tra phái thực sự có kinh nghiệm và được đâo tạo đây dứ.
Phương pháp thâm thau chất lóng được dựa trẽn hiện tượng mao dần. Dây lã một
phương pháp được áp dụng đê phát hiện nhừng vị trí bất liên tục hờ ra trên bề mặt

vật liệu, cúa bất cứ sân phẩm công nghiệp nào được che tạo lữ nhùng vật liệu không
xốp. Phương pháp này dược SŨ dụng phồ biến đề kiểm tra những vật liệu không từ
tinh. Trong phương pháp nãy. chất thấm lõng được phun lèn bề mật của sán phẩm

trong một thời gian nhất định, sau đó phần chát thấm cơn dư được loại bó khói bề
mặt. Bề mặt sau đõ được lãm khô vã phu chất hiện lên nó. Nhùng chắt thắm năm

trong vị tri bẩt liên tục sò bị chắt hiện hấp thụ tạo thành chi thị kiểm tra. phán ánh vị
tri và ban chắt cùa vị trí bất lien tục. Triển khai phương pháp nãy gồm các bước:

- Làm sạch bề mặt vật kiêm, khi đó các châl bân sè được loại bo và không chc láp
những khuyết tật hớ ra bê mặt;

- Xịt một lớp chât thầm thâu len bê mặt. lóp chât thâm thâu này sẽ di vào và năm

trong các khuyct tật hơ bề mặt. Có hai loại chat thâm thâu, dó là chảt thâm thâu khá
kiên (có màu nhìn thây dược dưới ánh sáng thường) và chất thâm thâu huỳnh quang
(chi nhìn thây khi chiêu ánh sáng den);

- Chờ một thời gian de chat thâm thâu di sâu vào khuyêt tật;
- Làm sạch chât thâm dir trên bè mặt băng chât tây rùa. Trong bước này không

được xịt trực ticp chât tây rủa lên bẽ mặt vật kiêm tránh trường hụp chát thâm thâu

trong khuyết tật cùng bị lau sạch;
- Áp dụng chất hiện lẽn bề mặt vật kiềm. Chất hiện có tác dụng hút chất thẩm

thấu đọng lại ữ trong khuyết tật lên be mặt vật kiêm nhở hiện tượng mao dẫn ngược;
- Dựa trên các hiển thị (nhuộm màu. hay dưới ánh sáng cực tim) thi người la có

the phát hiện vã đảnh giả khuyết tật;
- Sau khi đảnh giả khuyết lật, ta sử dụng chất tây rửa lảm sạch vật kiếm.

Hình 2.10. Thiêt bị và hỏa chát sừdụng trong quả trình kiểm tra thám thâu chát lòng.

23


Phương pháp thâm thâu lõng chi có thê áp dụng đê kicm tra những khuyèt tật
thông ra bê mặt. Phương pháp có thê áp dụng cho tât cá các loại vật liệu trừ vật liệu
xốp. Đây lã một trong những phương pháp kiềm tra không phá húy đơn gián, ré tiền

và hiệu quá.

1) Làm sạch và sắy khô 4) Lảm sạch chất thắm dư 5) Kièm tra trực quan

Hình 2.11. Các bước cơ bân trung 1/tiá trinh thưc hiện kiêm tra thâm thầu chất lỏng.

• ƯU diêm cua phương pháp kiêm tra thâm thâu chất long:

- Rắt nhạy VỚI nhừng khuyết tật năm trên bề mặt, nếu được sứ dụng phủ họp;
- Thiết bị và vật tư dược dùng trong phương pháp này tương đối rẽ lien;
- Quá trinh thấm lịng tương dối dơn giàn và khơng gây ra vấn đề rắc rối;
- Hình dạng cua chi tièt kiêm tra khơng là vãn dê quan trọng.
• Một sơ hụn chè cùa phương pháp kiêm tra băng chât thâm lóng:

- Các khuyẽt tật phái hờ ra trẽn bê mật;
- Vật liệu được kiểm tra phai không xốp;
- Quả trinh kiem tra bang chát thấm lõng khả bấn;

- Giá thành kicm tra tương đôi cao;
- Trong phương pháp này các ket qua không de dàng giữ dược lâu.

2.13. Phương pháp kiềm tra bảng hột tù tinh (Magnetic Particle Testing - MT)
Phương pháp kiềm tra bằng bột từ lính được dũng đề kiềm tra cảc vật liệu dễ

nhiêm từ. Phương pháp này cỏ khã nâng phát hiện những khuyêt tật hở ra trên bê
24


mặt vả ngay sát dưới bê mặt. Trong phương pháp này. vật thê kiêm tra trước het

dược cho nhiễm từ băng cách dùng một nam châm vĩnh cưu hoặc nam châm diện,

hoặc cho dòng điện di qua trực liêp. hoặc chạy xung quanh vật the kiêm tra. Từ
trường căm ứng vào trong vật the kiếm tra gồm có các đường súc lữ. Noi nào có
khut tật sè làm rịi loạn đtrờng sức, một vài đường sức này phái đi ra và quay vào

vật thê. Những diêm di ra và di vào này tạo thành những cực từ trái ngược nhau.
Phương pháp kiềm tra bàng tir tinh (kiểm tra bột từ) dược áp dụng cho các vật
liệu lừ tinh có thế phát hiện các rạn nứt bề mặt dủ rất nhô, các khuyết lật ở dưới bể

mặt. Các khuyèt lật có thê phát hiện bao gỏm: rạn nứt bè mặt ở mịi hân và vùng ảnh
hường nhiệt, sự nóng chày khơng du. các rạn nứt phía dưới be mặt, rồ xốp lần xi và

độ ngấu mối hàn khơng đầy đu.

Hình 2. 12. Nguyên lăc làm việc cùa phutmg pháp kiềm trư băng từ linh.
Mặc dừ không sừ dụng dược với các vật liệu không nhiêm từ như thép không gi,

MT là phương pháp có dộ tin cậy và độ nhạy cao. khơng dịi hoi bê mặt kiêm tra
phai q sạch và nhăn nhu khi kiểm tra thấm thấu. MT được áp dụng phô biến trong
việc kiểm tra định kỷ các nồi hơi và binh ảp lực cỏ nguy cơ nửt cao sau một thời

gian sư dụng như bơn chứa NH) hóa lóng, các nãp nơi hàp, binh khứ khí, bao hơi và
bao bùn cùa nôi hơi nhà máy nhiệt diện, bê mặt ơng lị cua nơi hoi ỏng lỏ. ỏng lứa
v.v... Mặt khác, phương pháp nãy cũng thướng áp dụng như biện pháp kiềm tra bố
sung đối với cảc mối hàn, chi liet gia công sau khi xư lý nhiệt. Trong phương pháp
này. vừng cân kiêm tra sẽ được lữ hoá bảng cách cho ticp xúc với một nam châm

diện dặc biệt dược gọi là "gơng tir'’. Sau khi tir hóa. bê mặt vũng cán kiêm tra se
được phun lên một lớp bột sít lừ (thường có màu đen). Nếu trên vùng kiềm tra

khơng có các khuyết tật hay vết nứt, các hạt sát lữ này sẽ phân bố một cảch đểu đặn
dọc theo các đường sức từ trường. Neu cỏ các vết nứt hay khuyết tật. các đường tử

trường bị gián đoạn sẽ làm cho các hạt sãt từ lập trung cục bộ tại vùng có khuyêt tật.

Báng việc xem xét kỳ sự phản hò cua các hạt săt từ trên vùng kiêm tra, người ta de

25