xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo l152 tại công ty công nghiệp tàu thủy dung quất

- 1 -
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ, tên SV : Hồ Hải Lưu Lớp 43TT
Ngành : Cơ khí tàu thuyền Mã ngành: 18.06.10
Tên đề tài : Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật
mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công
nghiệp tàu thủy Dung Quất.
Số trang: 77 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo: 8
Bản vẽ : 11

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

Kết luận: ……………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Nha Trang, ngày tháng năm 2007
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký, ghi rõ họ tên)


- 2 -
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LVTN

Họ, tên SV : Hồ Hải Lưu Lớp 43TT
Ngành : Cơ khí tàu thuyền Mã ngành: 18.06.10
Tên đề tài : Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật
mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công
nghiệp tàu thủy Dung Quất.
Số trang: 76 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo:8
Bản vẽ : 11
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Điểm phản biện:……………………………………………………………………
Nha Trang, ngày tháng năm 2007
CÁN BỘ PHẢN BIỆN
( Ký, ghi rõ họ tên )



Nha Trang, ngày tháng năm 2007
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
( Ký, ghi rõ họ tên)


ĐIỂM CHUNG
Bằng số Bằng chữ

- 3 -
LỜI CÁM ƠN

Sau hơn 3 tháng tích cực tìm hiểu, xây dựng đề tài: “Xây dựng quy trình kỹ
thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo
tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất” cho đến nay đề tài
đã được hoàn thành.
Em xin chân thành cám ơn: Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí – Trường Đại học
Nha Trang, các thầy trong bộ môn tàu thuyền đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để
đề tài được thực hiệ
n một cách thành công.
Đặc biệt em xin cám ơn thầy KS. Bùi Văn Nghiệp người đã trực tiếp hướng
dẫn em tận tình trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Cám ơn Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất đã tạo điều kiện cho em
thực tập, các anh ở phòng QC, những người đã đóng góp ý kiến giúp em hoàn
thành đề tài.
Một lần nữa, em xin cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của bố mẹ, anh chị, em
cùng tất cả các bạn bè đã dành những những tình cảm động viên em vượt qua
khó khăn để hoàn thành đề tài.
Em thành thật biết ơn !









- 4 -

ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Tên đề tài: Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối
hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu
thủy Dung Quất.
Ngành: Cơ khí tàu thuyền – Mã ngành:18.06.10
SVTH: HỒ HẢI LƯU
Lớp : 43TT
Cán bộ hướng dẫn: KS BÙI VĂN NGHIỆP
I. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1. Đối tượng nghiên cứu:
- Các phương pháp hàn trong đóng tàu
- Các dạng khuyết tật mối hàn xuất hiện trong quá trình chế tạo
- Các phương pháp kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình chế tạo.
2. Phạm vi nghiên cứu: Tàu kéo L152 đóng tại công ty công nghiệp tàu thủy
Dung Quất
3. Mục tiêu nghiên cứu: Dựa vào kiến thức đã học và thực tế để xây dựng quy
trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công
chế tạo tàu kéo L152.
II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Tổng quan
1.1.1 Sơ lược về phương pháp kiểm tra không phá huỷ.
1.1.2 Ý nghĩa của phương pháp kiểm tra không phá huỷ.
1.2 Tình hình ứng dụng công nghệ kiểm tra không phá hủy trong chế tạo
các tàu vỏ thép tại Việt Nam.
1.3 Giới hạn nội dung nghiên cứu

- 5 -
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN

2.1 Các phương pháp hàn tàu ứng dụng trong ngành đóng tàu
2.1.1 Hàn hồ quang tay (Shielded Metal Arc Welding - Smaw)
2.1.2 Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (Submerged Arc Welding - SAW)
2.1.3 Hàn hồ quang kim loại nóng chảy trong môi trường khí
(CO2 Gas - Shielded Metal Arc Welding – GMAW)
2.1.4 Hàn hồ quang trong môi trường khí trơ MIG(Metal Inert Gas)- GMAW
2.1.5 Hàn hồ quang tự bảo vệ (Self-Shielded Arc Welding )
2.1.6 Hàn hồ quang điện cực Tungsten trong khí trơ
TIG (Tungsten Inert Gas) Arc Welding (GTAW).
2.1.7 Công nghệ hàn đang ứng dụng tại nhà máy đóng tàu Dung Quất
2.2 Các dạng khuyết tật mối hàn
2.3 Các phươ
ng pháp kiểm tra không phá hủy khuyết tật mối hàn
2.3.1 Kiểm tra bằng mắt thường (Visual testing -VT)
2.3.2 Phương pháp kiểm tra thẩm thấu lỏng ( Liquid penetrant testing-PT )
2.3.3 Phương pháp kiểm tra bằng bột từ ( Magnetic particle-MT )
2.3.4 Phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ (Radiographic testing-RT)
2.3.5 Kiểm tra bằng siêu âm (Utrasonic Testing – UT)
2.3.6 Phương pháp kiểm tra độ kín của liên kết hàn
Chương 3:
XÂY DỰNG QUY TRÌNH KỸ THUẬT VÀ KẾ HOẠCH KIỂM TRA
KHUYẾT TẬT MỐI HÀN ĐỐI VỚI TÀU KÉO L152

3.1 Giới thiệu tàu kéo L152
3.2 Quy trình gia công chế tạo tàu kéo L152
3.3 Xây dựng quy trình kiểm tra NDT
3.3.1 Quy trình kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (PT)
3.3.2 Quy trình kiểm tra bằng bột từ (MT)
3.3.3 Quy trình kiểm tra siêu âm (UT)
3.3.4 Quy trình kiểm tra chụp ảnh bức xạ (RT)

3.3.5 Quy trình thử chân không mối hàn
- 6 -
3.3.6 Quy trình thử áp lực khí và thử thủy lực các két liền vỏ
3.4 Xây dựng kế hoạch kiểm tra NDT
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
4.1 Kết luận
4.2 Đề xuất
III. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN
1. ĐI THỰC TẾ: Từ 1/8/2007 đến 30/8 2007
Thực tập tại công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất.
2. KẾ HOẠCH HOÀN THÀNH BẢN THẢO:
Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Từ : 1/9/2007 Đến: 8/9/2007
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN
Từ: 9/9/2007 Đến: 25/9/2007
Chương 3:
XÂY DỰNG QUY TRÌNH KỸ THUẬT VÀ KẾ HOẠCH KIỂM TRA
KHUYẾT TẬT MỐI HÀN ĐỐI VỚI TÀU KÉO L152

Từ: 26/9/2007 Đến: 18/10/2007
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
Từ: 19/10/2007 Đến: 28/10/2007
Hoàn thành bản thảo: Trước ngày 07/11/2007
Nha Trang ngày 5 tháng 8 năm 2007

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
(Ký và ghi rõ họ, tên) (Ký và ghi rõ họ, tên)

KS.Bùi Văn Nghiệp Hồ Hải Lưu

- 7 -
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ……………………………………………………1
1.1 TỔNG QUAN……………………………………………………………… 1
1.1.1 Sơ lược về phương pháp kiểm tra không phá huỷ……………………… …1
1.1.2 Ý nghĩa của phương pháp kiểm tra không phá huỷ……………………… 1
1.2 TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KIỂM TRA KHÔNG PHÁ
HỦY TRONG CHẾ TẠO CÁC TÀU VỎ THÉP TẠI VIỆT NAM……….…2
1.3 GIỚI HẠN NỘI DUNG……………………………………………….…….3
CHƯƠNG 2: CƠ
SỞ LÝ THUYẾT KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN
2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TRONG NGHÀNH ĐÓNG TÀU…………5
2.1.1 Hàn hồ quang tay
Shielded Metal Arc Welding – Smaw……………………………… ……5
2.1.2 Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (hàn tự động)
Submerged Arc Welding – SAW……………………………………… …7
2.1.3 Hàn hồ quang kim loại nóng chảy trong môi trường khí (bán tự động)
CO
2
Gas - Shielded Metal Arc Welding – GMAW……………………… 8
2.1.4 Hàn hồ quang trong môi trường khí trơ (bán tự động)
MIG(Metal Inert Gas)- GMAW…………………………………… …10
2.1.5 Hàn hồ quang tự bảo vệ (bán tự động)
Self-Shielded Arc Welding ………………………………………… … 10

2.1.6 Hàn hồ quang điện cực Tungsten trong khí trơ
TIG (Tungsten Inert Gas) Arc Welding (GTAW) 11
2.17 Công nghệ hàn áp dụng tại nhà máy đóng tàu Dung Quất…………… …12
2.2 CÁC DẠNG KHUYẾT TẬT MỐI HÀN……………………………… 13
- 8 -
2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HUỶ KHUYẾT TẬT
MỐI HÀN……………………………………………… ………………….…18
2.3.1 Kiểm tra bằng mắt thường
Visual testing –VT…………………………………………………… 18
2.3.2 Phương pháp kiểm tra thẩm thấu lỏng
Liquid penetrant testing-PT……………………………………………….19
2.3.3 Phương pháp kiểm tra bằng bột từ
Magnetic particle-MT 21
2.3.4 Phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ
Radiographic testing-RT……………………………… ……………… 24
2.3.5 Kiểm tra bằng siêu âm
Utrasonic Testing – UT………………………………………………… 25
2.3.6 Phương pháp kiểm tra độ kín của liên kết hàn………………………… 28
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG QUY TRÌNH KỸ THUẬT VÀ K
Ế HOẠCH
KIỂM TRA…………………………………………………………………… 29
3.1 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VÀ ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA TÀU L152
3.2 QUY TRÌNH GIA CÔNG CHẾ TẠO TÀU KÉO L152……………… 31
3.3 XÂY DỰNG QUY TRÌNH KIỂM TRA NDT……………………………36
3.3.1 Quy trình kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (PT)…………………………… 36
3.3.2 Quy trình kiểm tra bằng bột từ (MT)…………………………………… 44
3.3.3 Quy trình kiểm tra siêu âm (UT)………………………………………… 49
3.3.4 Quy trình kiểm tra bằng tia bức xạ (Tia X & Gamma)………………… 55
3.3.5 Quy trình thử chân không đường hàn……………………………………. 67
3.3.6 Quy trình thử áp lực khí và thử thủy lực các két liền vỏ………… ……. 68

3.4 XÂY DỰNG KẾ HOẠCH KIỂM TRA NDT CHO TÀU KÉO L152… 70
CH
ƯƠNG 4: KẾT LUẬN & ĐỀ XUẤT……… ………………………… 75

- 9 -
LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng ngành đóng tàu
đang phát triển mạnh mẽ, mỗi năm ngành đóng tàu đóng góp khá lớn vào ngân
sách nhà nước. Do điều kiện tự nhiên của nước ta rất thuận lợi, do đó càng thúc
đẩy ngành công nghiệp đóng tàu của nước ta phát triển mạnh mẽ hơn, ngành
công nghiệp đóng tàu của nước ta còn rất trẻ nhưng đã chứng tỏ được khả năng
củ
a mình là một ngành công nghiệp mũi nhọn của đất nước.
Cũng do sự phát triển nhanh, và tuổi đời còn rất trẻ nên trong quá trình
hoạt động sản xuất cũng còn mắc phải nhiều lỗi kỹ thuật mà kể cả các nước đã
có truyền thống về đóng tàu cũng vẫn mắc phải.
Theo thống kê thì mối năm có rất nhiều vụ tai nạn đắm tàu đáng tiếc xảy ra
mà nguyên nhân không hoàn toàn do điều kiện tự nhiên, mà còn do lỗi kỹ thuật
của con người, trong quá trình đóng tàu gây ra, trong quá trình lắp ráp các kết
cấu của tàu, do không chú ý sâu đã làm cho mối ghép kết cấu không đủ bền, mà
nguyên nhân gây ra là trong khi hàn không thực hiện đúng quy trình, điều kiện
hàn làm cho mối hàn bị mắc khuyết tật rất nguy hiểm.
Trước thực trạng như vậy thì hiện nay tất cả các nhà máy đóng tàu trên thế
giới cũng như Vi
ệt Nam đều rất quan tâm đến khuyết tật của mối hàn, luôn tìm
cách hạn chế đến mức thấp nhất khuyết tật của mối hàn. Vì vậy đề tài “Xây
dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá
trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu thủy Dung
Quất” là đề tài có nhiều ý nghĩa và vô cùng cần thiết. Do thời gian tìm hiểu còn

ít và do trình độ của em còn hạn chế nên nộ
i dung của đề tài còn rất nhiều thiếu
sót, vậy em kính mong quý thầy cùng các bạn đọc góp ý kiến cho em để nội dung
đề tài của em được đầy đủ hơn. Em xin chân thành cảm ơn!
Nha Trang, ngày 25 tháng 11 năm 2007
Người thực hiện
Hồ Hải Lưu

- 10 -
Chương 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 TỔNG QUAN
1.1.1 Sơ lược về phương pháp kiểm tra không phá huỷ.
Thuật ngữ “kiểm tra không phá huỷ - NDT (non-destructive testing)” là sử
dụng các phương pháp vật lý để kiểm tra phát hiện các khuyết tật bên trong cấu
trúc vật liệu, cho những thông tin về những tính chất của vật liệu mà không làm
hư hỏng hoặc ảnh hưởng đến sự hữu dụng của vật liệu hoặc bộ phận được kiểm
tra. NDT liên quan với việc xác định kích thước phát hiện khuyết tật trong đối
tượng được kiểm tra, tuy nhiên tự bản thân NDT không thể dự đoán những nơi
nào tồn tại khuyết tật, mà cần phải có sự đánh giá của con người.
Hay nói cách khác, kiểm tra không phá huỷ là phương pháp kiểm tra không
làm thay đổi hình dạng kích thước, chất lượng của đối tượng được kiểm tra, mà
vẫn cho một kết quả chính xác. Đây là yế
u tố có ý nghĩa thực tiễn cao.
1.1.2 Ý nghĩa của phương pháp kiểm tra không phá huỷ
Trong quá trình chế tạo đóng mới tàu thủy, các phương pháp kiểm tra khuyết
tật được chia ra làm hai phương pháp chính: kiểm tra phá hủy và kiểm tra không
phá hủy. Trong đó việc sử dụng phương pháp phá hủy chỉ áp dụng trên một số
mẫu, quá trình kiểm tra lại tốn kém, mất thời gian, và không thể thực hiện
phương pháp này một cách trực tiế

p với kết cấu tàu thủy khi đang chế tạo. Trái
lại phương pháp kiểm tra không phá hủy lại thực hiện kiểm tra trực tiếp lên tàu
trong quá trình chế tạo, đặc biệt là các liên kết hàn mà không gây nên biến đổi
đặc tính của sản phẩm.
Phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) đóng một vai trò quan trọng
trong việc kiểm tra chất lượng sản phẩm. NDT cũng được sử dụng trong tất cả
các công đoạn của quá trình chế tạo một sản phẩm.
Nó cũng có thể được dùng để kiểm tra, giám sát chất lượng của:
- Các phôi dùng trong quá trình chế tạo một sản phẩm.
- Các quá trình gia công để chế tạo một sản phẩm.
- 11 -
- Các thành phẩm trước khi đưa vào sử dụng.
Sử dụng các phương pháp NDT trong các công đoạn của quá trình sản xuất
mang lại một số hiệu quả sau:
- Làm tăng mức độ an toàn và tin cậy của sản phẩm khi làm việc.
- Làm giảm giá thành sản phẩm bằng cách giảm phế liệu và bảo toàn vật
liệu, công lao động và năng suất.
- Nó làm tăng danh tiếng cho nhà sản xuất khi được biết đến như là m
ột nhà
sản xuất các sản phẩm có chất lượng.
Tất cả những yếu tố trên không những làm tăng giá bán của một sản phẩm
mà còn tạo thêm những lợi ích kinh tế cho nhà sản xuất.NDT cũng được sử dụng
rộng rãi trong việc xác định thường xuyên hoặc định kỳ chất lượng của các thiết
bị, máy móc và các công trình trong quá trình vận hành. Điều này không những
làm tăng độ an toàn trong quá trình làm việc, mà còn gi
ảm thiểu được bất kỳ
những trục trặc nào làm cho thiết bị ngưng hoạt động.
Các phương pháp kiểm tra không phá hủy khác nhau được phát triển nhanh
chóng để đo đạc tin cậy và chính xác các đặc trưng của sản phẩm mà không làm
ảnh hưởng đến giá trị thương mại của nó. Nhiều phương pháp đã được chấp

nhận, trở thành các công cụ có thể giúp đỡ cho cả người quản lý và sản xu
ất giảm
chi phí và cải thiện chất lượng sản phẩm. Ngày nay việc sử dụng kiểm tra không
phá huỷ NDT đã trở nên cần thiết cho ngành công nghiệp đóng tàu nói riêng và
các ngành khác nói chung.
1.2 TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KIỂM TRA KHÔNG PHÁ
HỦY TRONG CHẾ TẠO CÁC TÀU VỎ THÉP TẠI VIỆT NAM.
Từ những năm năm mươi của thế kỷ 20 các kỹ thuật kiểm tra không phá huỷ
(NDT) đã được nghiên cứu và ứng dụng trong kiểm tra v
ật liệu ở các phòng thí
nghiệm ở Mĩ, Anh, Liên Xô… và cho đến nay chúng đã được chấp nhận và sử
dụng rộng rãi ở rất nhiều nước. Ở Việt Nam hiện nay kỹ thuật kiểm tra không
phá huỷ (NDT) đã được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nhiều cơ sở
sản xuất trong phạm vi cả nước. Trong đó NDT ngày càng chiếm qua trọng trong
- 12 -
kiểm tra kết cấu thép, liên kết hàn trong quá trình chế tạo công trình nổi, kết cấu
xa bờ và chế tạo tàu thủy.
Trong kiểm tra vật liệu kim loại, các phương pháp NDT sau đây thường được
sử dụng phổ biến:
- Kiểm tra ngoại quang.
- Kiểm tra thẩm thấu chất lỏng.
- Kiểm tra từ tính.
- Kiểm tra chụp ảnh bức xạ.
- Kiểm tra siêu âm.
- Kiểm tra dòng điện xoáy.
- Thử kín.
Tạ
i công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất:
* Sau khi ký hợp đồng đóng mới một con tàu, tiến hành các công việc sau:
- Lập quy trình gia công chế tạo tàu

- Thiết kế đường hàn, quy trình hàn theo tiêu chuẩn đăng kiểm yêu cầu của
chủ tàu.
- Phương pháp hàn (hàn hồ quang, hàn khí CO
2
bảo vệ, hàn khí trơ bảo vệ
v.v…)
- Tuỳ theo chiều dày của tôn mà có chế độ vát mép hợp lý.
- Tiến hành hàn đính các tấm tôn thay thế với các kết cấu khác.
- Vệ sinh khu vực hàn.
- Khe hở lắp ráp từ 5mm ÷ 10mm
- Khi hàn ở những vị trí khó như: kết cấu vỏ, bệ máy, ống bao trục chân vịt,
ống dẫn dầu, ống áp lực … cần công nhân bậc cao từ 3G đến 4G tiến hành hàn,
khi hàn ống cần công nhân bậ
c từ 5G đến 6G.
- Quy trình hàn theo đăng kiểm do chủ tàu yêu cầu
- Kích thước mối hàn: Chiều cao mối hàn từ 2mm÷3mm tính từ mặt thép cơ
bản, bề rộng mối hàn tuỳ theo chiều dầy của tôn mà bề rộng của mối hàn có kích
thước khác nhau.
- 13 -
- Bề mặt mối hàn theo yêu cầu của chủ tàu (nhẵn hoặc vẩy ốc).
- Phương pháp kiểm tra theo yêu cầu của chủ tàu.
* Song song với công việc chế tạo con tàu, phòng QC kiểm tra các mục:
- Lắp ráp các kết cấu.
- Chuẩn bị mối hàn.
- Quy trình hàn theo yêu cầu của chủ tàu.
- Phương pháp hàn.
- Bề mặt của mối hàn do yêu cầu của chủ tàu.
- Sau khi đã hàn xong tại nhà máy, phòng QC tiến hành kiểm tại các kết cấu
tàu dự
a theo quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn bằng

NDT.
- Khi đã kiểm tra xong tiến hành nghiệm thu và bàn giao cho chủ tàu.
1.3 GIỚI HẠN NỘI DUNG
Ta có thể thấy rằng khi đóng mới một con tàu, song song với quá trình gia
công chế tạo là quá trình kiểm tra chất lượng khi gia công. Vì vậy việc tìm hiểu
các phương pháp hàn và các khuyết tật của mối hàn để có những biện pháp khắc
phục những khuyết tật đó góp phầ
n làm tăng thông số an toàn cho tàu, đáp ứng
đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật, giảm những tai nạn tàu đáng tiếc xảy ra là vô cùng
cần thiết và cấp bách. Đề tài “Xây dựng quy trình kỹ thuật và kiểm tra khuyết
tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại công ty công
nghiệp tàu thủy Dung Quất” là vô cùng cần thiết và có ý nghĩa thực tế cao đối
với ngành đóng tàu trên thế giới nói chung và với ngành đóng tàu tại Việt Nam
nói riêng.
Đề
tài được thực hiện trong quá trình thực tế quá trình gia công chế tạo tàu
kéo L152 ở nhà máy đóng tàu Dung Quất. Nội dung chỉ tập trung giới thiệu các
phương pháp hàn, xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra không phá
hủy cho tàu kéo L152.


- 14 -
Chương 2:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN
2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TRONG NGÀNH ĐÓNG TÀU
Trong ngành đóng tàu hiện nay phương pháp hàn hồ quang được sử dụng phổ
biến nhất cho hàn ghép mối các loại kim loại.
Hàn hồ quang được bao gồm một quá trình trong đó điện cực tự phát ra hồ
quang và bị nóng chảy, sau đó đông đặc tạo thành kim loại mối hàn. Được gọi là
hàn hồ quang điện cực nóng chảy.

Quá trình hàn hồ quang trong đó điện cực chỉ t
ạo ra hồ quang, và dây hoặc
thanh kim loại điền đầy được đưa vào để tạo kim loại mối hàn. Được gọi là hàn
hồ quang điện cực không nóng chảy.

Hình 2.1 – Mô tả các phương pháp hàn hồ quang

2.1.1 Hàn hồ quang tay (Shielded Metal Arc Welding - Smaw)
Phương pháp hàn hồ quang tay được phát minh năm 1907. Như miêu tả
trong hình 2.2 phương pháp này đơn giản và chi phí thiết bị thấp, và nó cho phép
sử dụng hàn dễ dàng.


E
N¨ng l−îng
nguån
Hå quang
§iÖn cùc
Kim lo¹i
mèi hμn
Kim lo¹i
c¬ b¶n
(A) KiÓu ®iÖn cùc nãng ch¶y
E
N¨ng l−îng
nguån
Hå quang
§iÖn cùc
Kim lo¹i
mèi hμn

Kim lo¹i
c¬ b¶n
(B) KiÓu ®iÖn cùc kh«ng nãng ch¶y
Thanh
®iÒn ®Çy
- 15 -
Nguyờn lý ca phng phỏp hn h quang tay c mụ t trong hỡnh sau:









Hỡnh 2.2 Phng phỏp hn h quang tay
Trong phng phỏp ny nhit lng h quang c to ra gia que hn cú
v thuc v kim loi c bn c s dng lm núng chy.
Khớ bo v h quang v b hn núng chy thu c t s phõn hu ca v
bc khi chỏy. Nú c ỏp dng hn hu ht cỏc loi vt li
u kim loi trờn thc
t, cựng vi nhiu loi vt liu hn tiờu hao.
Vỡ cỏc yờu cu i vi cỏc lnh vc gia cụng ch to cú hiu sut hn cao,
mt vi bin i ca phng phỏp hn h quang tay thớ d nh:
Hn trng lc
Hn h quang dựng lc y lũ xo
Hn h quang cú khuụn
Trong ngnh úng tu thỡ õy l phng phỏp hn ph bin nht, ng dng
nhiu nht. p d

ng cho cỏc t th hn t 1G ẻ 6GB, tt c cỏc v trớ kt cu
trờn tu. Tuy nhiờn u im ca phng phỏp ny l ph thuc rt nhiu vo tay
ngh hn ca cụng nhõn.



Sỉ
Nguồn
hn
Mạch
sơ cấp
Hồ quang
Kim loại
mối hn
Bể hn
Kim loại
cơ bản
Dây cáp mát
Dây cáp hn
Mạch
thứ cấp
Kìm hn
Que hn vỏ bọc
- 16 -
2.1.2 Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (hàn tự động)
Submerged Arc Welding - SAW
Hàn hồ quang dưới lớp thuốc được phát minh trong năm 1935, rất có hiệu
quả khi hàn, phương pháp này có thể đạt tới dòng điện từ 500 đến 1300A, nó cho
độ ngấu sâu, và có thể áp dụng cho hàn kim loại có chiều dày lớn.
Nguyên lý hoạt động của hàn tự động:

Hình 2.3 Mô tả phương pháp hàn hồ quang chìm
Trong phương pháp này, các hạt thuốc được đư
a vào rãnh mối ghép hàn của
kim loại cơ bản, và điện cực trần được đưa vào trong đó, trong khi hồ quang
được tạo ra giữa điện cực và kim loại cơ bản.
Các điểm đặc trưng của hàn hồ quang dưới lớp thuốc được phát biểu như sau:
a) Do có thể sử dụng dòng điện lớn nên hiệu suất hàn cao
b) Chất lượng của kim loại m
ối hàn như nhau
c) Không cần nhìn hồ quang trong khi tiến hành hàn
d) Khói hàn tạo ra ít
e) Chi phí thiết bị cao
f) Không phù hợp cho những mối hàn ngắn hoặc cong, hoặc trong vị trí
hàn leo và hàn trần.
g) Yêu cầu kích thước rãnh hàn có độ chính xác cao.
h) Do độ ngấu sâu, chất lượng của kim loại mối hàn phụ thuộc rất lớn
vào thành phần hoá học của kim loại cơ bản và điều kiện hàn.
D©y hμn
Hå quang
Kim lo¹i c¬ b¶n
BÐp hμn
Thuèc hμn

BÓ hμnXØ hμn
Kim lo¹i mèi hμn
- 17 -
Phng phỏp hn ny ny ỏp dng hn tụn phng (hn i u). t ph thuc
vo tay ngh hn, u im ca phng phỏp ny l mi hn rt p.
2.1.3 Hn h quang kim loi núng chy trong mụi trng khớ (bỏn t ng)
CO
2
Gas - Shielded Metal Arc Welding GMAW











Hỡnh 2.4 Mụ t h thng hn bỏn t ng (hn CO
2
)

Hỡnh 2.5 Mụ t nguyờn lý hot ng phng phỏp
Trong phng phỏp ny, dõy hn trn c a vo liờn tc trong khi ú khớ
CO
2
c cung cp t bờn ngoi thi vo xung quanh h quang v bo v b hn.
Nguồn hn DC
Nối đất
Cáp điều khiển
dòng điện
Cáp mát Vật liệu cơ bản
Chai khí - CO
2
(MAG)
Ar hoặc He, (MIG)
Bộ cấp dây Bộ điều khiển
Cáp dẫn
Súng hn
Cáp hn
Dây hn
Hồ quang
Kim loại
cơ bản
Bép hn
Khí bảo vệ
Bể hn
ống phun khí
Kim loại

mối hn
Cuộn dây
Cáp điều
khiển
dòng điện
Đờng khí vo
- 18 -
Phng phỏp ny cú cỏc im c trng sau:
a) ngu sõu, v tc hn cao.
b) L phng phỏp hn kinh t vỡ khớ CO
2
khụng t.
c) Phự hp cho hn vi bt k cụng vic no ũi hi cỏc ng hn
thng, cong hoc chiu di ca mi.
d) Cú th hn cỏc tm dy v mng, mi t th.
e) Thao tỏc hn d dng.
f) Cht lng ca mi hn cú kh nng b tỏc ng bi giú.
g) Thit b hn t tin.
h) Dung sai ca iu kin hn nh.

Nu khớ bo v c thay th bng mt hn hp khớ (CO2 v khớ tr), quỏ
trỡnh hn s ớt bn toộ, v ớt x hn hn v hỡnh dng ng hn p hn. Bin i
ny c gi l hn Mag.
Thay dõy hn trn bng dõy hn cú lừi thuc, v bin i ny ụi khi c
gi l hn h quang dõy hn lừi thuc (FCAW - Flux Cored Arc Welding).

Hỡnh 2.6 Mụ t nguyờn lý hot ng phng phỏp hn h quang dõy hn lừi
thuc trong mụi trng khớ
Cỏc phng phỏp hn ny
c ỏp dng nh hn t ng. Ph thuc mc
va phi tay ngh hn. Ngoi ra cú th hn c mi v trớ kt cu trờn tu.
ống phun khí
Bép hn
Dây hn có lõi thuốc
Bột thuốc
Khí bảo vệ
Các giọt cầu kim loại đợc
bảo vệ bằng lớp xỉ mỏng
Bể hn nóng chảy
Kim loại mối hn
đôn
g
đ
ặ
c v xỉ
Lõi thuốc
Mối ghép dây
Các loại dây
lõi thuốc
- 19 -
2.1.4 Hn h quang trong mụi trng khớ tr (bỏn t ng)

MIG(Metal Inert Gas)- GMAW
Trong phng phỏp hn MIG, mt h quang c to ra gia u dõy hn
trn v kim loi c bn, trong khi ú h quang c bo v bng khớ argon hoc
helium.
Thit b s dng cho hn MIG c mụ t hỡnh 2.4. Phng phỏp ny
cng nm trong nhúm cỏc phng phỏp hn GMAW.
Khi dựng phng phỏp hn MIG cho cỏc kim loi nh hp kim nikel, hp
ng, nhụm thng s dng khớ tr lm khớ bo v
Nhng khi hn thộp khụng g, khớ bo v c s dng l hn hp khớ gia
2% ụ xy v argon.
Khi hn thộp hp kim thp, s dng khớ bo v l argon trn thờm 5% CO
2
.
Do tỏc ng ụ xy hoỏ xy ra rt nh nờn nhng bin i ny c gi l
hn MIG v khụng cú hoc cú rt ớt x c to ra tu thuc vo thnh phn ca
hn hp khớ.
Lng bn toộ cng rt ớt v cht lng kim loi mi hn tt. ci thin
kh nng lm vic, h quang xung cựng vi tn s 60 n 120 Hz ụi khi c s
dng cho phng phỏp hn ny.
2.1.5 Hn h quang t
bo v (bỏn t ng) Self-Shielded Arc Welding
S nguyờn lý hot ng

Hỡnh 2.7 Mụ t nguyờn h thng hn dõy hn t bo v
Nguồn hn DC hoặc AC
Nối đất
Cáp điều khiển
dòng điện
Cáp mát Vật liệu cơ bản
Bộ cấp dây Bộ điều khiển
Cáp dẫn
Súng hn
Cáp hn
- 20 -
Trong phng phỏp hn h quang t bo v, s bo v cú c l do khớ
c to ra t dõy cú lừi thuc, trong khi khụng s dng khớ bo v cung cp t
bờn ngoi.
Thit b s dng cho phng phỏp ny c mụ t hỡnh 2.7
Phng phỏp ny cú nhng c im sau:
a) Do khụng cn cú bỡnh khớ, ng mm dn khớ nờn cụng vic hn d
thc hin cỏc v trớ khú v cht hp
b)
R khớ do giú gõy nờn hu nh khụng phỏt sinh (tr khi tc giú ti
15m/s)
c) Ngun hn AC v DC dựng cho phng phỏp hn h quang tay, cú
th c s dng phng phỏp ny.
ng dng nh cỏc phng phỏp hn bỏn t ng trờn.
2.1.6 Hn h quang in cc Tungsten trong khớ tr
TIG (Tungsten Inert Gas) Arc Welding (GTAW).
Phng phỏp hn TIG nh mụ t trờn hỡnh 2.8

Hỡnh 2.8. Mụ t phng phỏp hn in cc khụng núng chy
Mt h quang c to ra gi
a in cc Tungsten (khụng núng chy) v
kim loi c bn c bo v bng khớ tr.
Thanh kim loi in y hoc dõy kim loi c a vo trong h quang
n khi núng chy, sau ú kt lng to kim loi mi hn.
Nắp chụp
Dây kim
loại điền đầy
Kim loại mối
hn đông đặc
ống kẹp điện cực
Điện cực không nóng chảy
Khí bảo vệ
Bể hn nóng chảy
Công tắc
Tay cầm
Cáp hn
Dây khí
Cáp điều khiển
- 21 -
Phương pháp này được áp dụng để hàn cho hầu hết tất cả các loại kim loại,
đặc biệt là các tấm mỏng, thép hợp kim cao và thấp, hợp kim nikel, hợp kim
đồng.

Và trong hàn lớp lót của ống tạo các đường hàn xuyên thấu.
Khí argon được sử dụng để bảo vệ trong các ứng dụng thông thường của
hàn TIG
Khí Heli thỉnh thoảng cũng được sử dụng, trong các trường hợp như vậy,
mối hàn ngấu sâu h
ơn so với dùng argon, nhưng tác động làm sạch lại kém.
Phương pháp hàn này được ứng dụng nhiều trong hàn nối và lắp ráp các chi
tiết ống trong tàu và dẫn dầu …
2.17 Công nghệ hàn áp dụng tại nhà máy đóng tàu Dung Quất
a) Phương pháp hàn: Hiện nay nhà máy đang sử dụng các phương pháp hàn hồ
quang điện sau: Hàn tay, hàn CO
2
, hàn tự động. Ngoài ra còn có phương pháp
hàn TIG để hàn thép kim loại màu.
b) Quy trình hàn: Hiện tại nhà máy có 7 quy trình hàn đã được Đăng kiểm Việt
Nam duyệt như sau:
DQS-1G-SMAW Hàn tay, tư thế 1G
DQS-2G-SMAW Hàn tay, tư thế 2G
DQS-3G-SMAW Hàn tay, tư thế 3G
DQS-1G-GMAW Hàn CO
2
, tư thế 1G
DQS-2G-GMAW Hàn CO
2
, tư thế 2G
DQS-3G-GMAW Hàn CO
2
, tư thế 3G
DQS-1G-SAW Hàn tự động kết hợp CO
2

c) Thiết bị:
y Máy hàn:
- Hàn tay: 60 máy gồm các hiệu VT500, VTS400, ZX5-500DC
- 22 -
- Hàn CO
2
: 139 máy gồm các hiệu Vinamag 500AC, SLR 500, Deltaweld 602-
Miller.
- Hàn tự động : 5 máy gồm các hiệu MZ1250, DC 1000/LT7 Lincon, Dimension
1250-Miller.
y Que hàn, dây hàn:
Que hàn gồm các cỡ : φ3.2, φ4, φ5 của Nam Triệu và Chosun.
Dây hàn CO
2
gồm các cỡ: φ1.2, φ1.6 của Nam Triệu và Chosun.
Dây hàn tự động gồm các cỡ: φ3.2, φ4 của Nam Triệu và Chosun.
d) Áp dụng
- Đối với đường hàn nối tôn tấm phẳng dùng phương pháp hàn CO
2
và hàn tự
động.
- Đối với hàn cơ cấu với cơ cấu, phân đoạn cong, đấu đà dùng phương pháp hàn
tay và CO
2
, ưu tiên hàn CO
2
( Sử dụng mái chắn gió khi hàn ngoài trời ).
e) Nhân lực: Công nhân đã được cấp chứng chỉ VR.
2.2 CÁC DẠNG KHUYẾT TẬT MỐI HÀN
2.2.1 Nứt (Cracks) Loại khe nứt có tính không liên tục biểu thị đặc điểm bằng

đầu sắc nhọn và có tỷ lệ rất lớn giữa chiều dài và chiều rộng khe hở chiếm chỗ.

a) Nứt theo chiều dọc (Longitudinal Crack) Một mối nứ
t cùng với phần lớn
trục của nó được định hướng gần như song song với trục của mối hàn.
b) Nứt hình sao (Star crack)
Vết nứt trong hố, thường ở điểm kết thúc của mối hàn.
- 23 -
c) Nứt ở chân (Toe Crack) Vết nứt trong mối hàn hoặc trong vùng ảnh hưởng
nhiệt xảy ra từ chân của mối hàn.
d) Nứt theo chiều ngang (Transverse Crack)
Một mối nứt cùng với phần lớn trục của nó được định hướng gần như vuông
góc với trục của mối hàn.
e) Nứt ở gốc mối hàn (Root Crack)Vết nứt trong mối hàn hoặc vùng ảnh nhiệt
xảy ra từ
gốc của mối hàn.
f) Nứt dưới đường hàn (Underbead Crack) Một vết nứt trong vùng ảnh hưởng
nhiệt thông thường không mở rộng lên bề mặt của kim loại cơ bản.
2.2.2 Vết gây hồ quang (Arc Strikes)
Sự thiếu thận trọng mang tính chất không liên tục có kết quả từ hồ quang, gồm
có ở một vài vùng kim loại bị nóng chảy, kim loại vùng ảnh hưởng nhiệt, hoặc
thay đổi trong b
ề mặt nghiêng của một vài đối tượng kim loại. Vết gây hồ quang
có thể là lý do của điện cực hàn hồ quang, các cú thúc kiểm tra từ tính, hoặc cáp
hàn bị cọ sờn.
2.2.3 Rỗ hình ống (Blowhole)
Là một thuật ngữ không tiêu chuẩn thay thế cho “Porosity”.
2.2.4 Bề mặt lõm (Concavity)
Là khoảng cách lớn nhất từ bề mặt của mối hàn góc lõm vuông góc với đường
nối các chân mối hàn.

2.2.5 Hố (Crater) Ch
ỗ thụt xuống thành hố tại điểm kết thúc của mối hàn.
2.2.6 Sự nấu chảy không hoàn toàn (Incomplete Fusion)
Một mối hàn có tính không liên tục trong đó sự nấu chảy không xảy ra giữa
kim loại mối hàn và nấu chảy bề mặt hoặc phần tiếp giáp các đường hàn.
2.2.7 Thiếu chảy (Lack of Fusion)
Là một thuật ngữ không tiêu chuẩn thế cho “incomplete fusion”.

- 24 -
2.2.8 Chồng lấp (Overlap) Sự nhô ra của kim loại mối hàn vượt xa hơn chân
của mối hàn hoặc gốc mối hàn.
2.2.9 Trạng thái rỗ, xốp (Porosity)
Là loại lỗ hổng có tính không liên tục được tạo nên bởi khí còn nằm lại trong
kim loại mối hàn sau khi quá trình đông đặc kết thúc.

2.2.10 Ngậm xỉ (Slag inclusion) Là vật liệu đặc phi kim loại nằm lại trong kim
loại mối hàn hoặc giữa kim loại mối hàn và v
ật liệu cơ bản.

2.2.11 Bắn toé (Spatter) Các hạt nhỏ kim loại bị bắn ra trong khi hàn nóng chảy,
các hạt đó không hình thành từ bộ phận của mối hàn.
2.2.12 Cháy cạnh, cháy chân (Undercut)
Một rãnh bị nấu chảy vào trong kim loại cơ bản gần sát chân mối hàn hoặc gốc
mối hàn và trái lại không được lấp đầy bằng kim loại mối hàn.

2.2.13 Lõm bề mặt (Underfill)
Chỗ lõm trên bề mặt mối hàn ho
ặc bề mặt gốc được mở rộng xuống thấp hơn
liền kề bề mặt của kim loại cơ bản.
- 17 -

MINH HA CC KHUYT TT MI HN

Cháy chân
(Undercut)
Nứt ở gốc
(Root crack)
Rỗ khí
(Porosity
'blowhole')
Cháy chân
(Undercut)
Ngậm xỉ
(Slag inclusion)
Miệng bể hn
(Crater)
Ngấu chảy không hon ton
(Incomplete fusion)
Nứt chân
(Toe Crack)
Chồng lấp
(Overlap)
Nứt dới đờng hn
(Underbead Crack)
Nứt dới đờng hn
(Underbead Crack)
Nứt dọc mối hn
(Longitudinal crack)
Hố
(Pit)

Ngấu chảy không hon ton
(Incomplete fusion)
Chồng lấp
(Overlap)
Chồng lấp
(Overlap)
Ngậm xỉ
(Slag inclusion)
Nứt ngang mối hn
(Transverse crack)
Lõm bề mặt
(Underfill)
Nứt lu huỳnh
(Sulphur crack)
Ngậm xỉ
Nứt hình sao
(Crater crack)
Tách lớp do lu huỳnh
(Sulphur Segregation)
Lõm bề mặt
(Underfill)