Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ và tiêu chuẩn đánh giá chất lượng công trình của Nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KỸ THUẬT HẠT NHÂN & VẬT LÝ MÔI TRƯỜNG
*************

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ và tiêu chuẩn đánh giá
chất lượng công trình
của Nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1
Họ và tên sinh viên

:

Trần Ngọc Đại

MSSV

:

20124173

Giảng viên hướng dẫn :

ThS.Lê Văn Miễn
KS. Lê Minh Tiến

Hà nội, 6/2017


Mục Lục
Danh mục các từ viết tắt................................................................................................

Danh mục các hình vẽ, đồ thị........................................................................................
Danh mục các bảng .......................................................................................................
Danh mục các công thức ...............................................................................................
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...........................................................................1
1.1

Tổng quan về kiểm tra không phá hủy ..........................................................1

1.1.1

Định nghĩa...............................................................................................1

1.1.2

Nguyên lí chung......................................................................................1

1.1.3

Các phương pháp được quan tâm ...........................................................1

1.1.4

Ưu và nhược điểm của các phương pháp kiểm tra không phá hủy .......2

1.1.5

Nhược điểm của các phương pháp kiểm tra không phá hủy .................2

1.2

Phương pháp chụp ảnh bức xạ (Radiographic testing – RT) ........................2

1.2.1

Định nghĩa...............................................................................................2

1.2.2

Nguyên lý phương pháp .........................................................................2

1.2.3

Kỹ thuật chụp..........................................................................................8

1.2.4

Quy trình phương pháp .........................................................................10

1.2.5

Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp...........................................10

1.3

Tiêu chuẩn ASME .......................................................................................11

1.3.1

Tổng quan .............................................................................................11

1.3.2

Các loại tiêu chuẩn ASME ...................................................................12

CHƯƠNG 2. THỰC HÀNH VÀ GIẢI ĐOÁN HÌNH ẢNH ...................................23
2.1

Trang thiết bị kỹ thuật và thực nghiệm........................................................23

2.1.1

Mẫu kiểm tra và phương thức thực hiện...............................................23

2.1.2

Nguồn bức xạ........................................................................................24

2.1.3

Tap ........................................................................................................25

2.1.4

Phim. .....................................................................................................25


2.1.5

IQI .........................................................................................................26

2.1.6

Các thiết bị hỗ trợ khác.........................................................................27

2.1.7

Tính toán ...............................................................................................27

2.1.8

Xử lý phim ...........................................................................................30

2.2

Giải đoán kết quả .........................................................................................32

2.2.1

Phim và giải đoán phim ........................................................................32

2.2.2

Kết quả giải đoán phim chụp ................................................................33

2.2.1

Quy trình giải đoán ...............................................................................38

2.2.2

Đánh giá kết quả ...................................................................................40

KẾT LUẬN ...............................................................................................................41
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................42


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian hoàn thiện đề tài: Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ và tiêu chuẩn
đánh giá chất lượng công trình của Nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1. Tôi đã nhận
được sự giúp đỡ tận tình từ các anh, chị, em trong công trường Nhà máy Nhiệt điện
Sông Hậu 1 cùng với sự động viên giúp đỡ nhiệt tình từ gia đình và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới kỹ sư Lê Minh Tiến, anh đã tận tình
hướng dẫn và chỉ bảo cho em trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận
này. Đồng thời xin cảm ơn thầy Lê Văn Miễn đã hết sức giúp đỡ về mặt kiến thức
cũng như thông tin trong khóa đồ án này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới tập thể công ty EMETC đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi cho em trong suốt thời gian thực tập tại nhà máy.
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến các Thầy, Cô giáo Khoa Kỹ thuật hạt
nhân và Vật Lý môi trường Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, đã tận tình giảng
dạy và chỉ dẫn em trong suốt thời gian em học tập tại trường.
Dù đã có nhiều cố gắng trong suốt quá trình thực hiện, xong khóa luận khó
tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em rất mong được sự góp ý, chỉ bảo của các
Thầy, Cô, Gia đình, bạn bè và những người quan tâm đến đề tài.
Hà Nội, tháng 6 năm 2017
Sinh viên
Trần Ngọc Đại


Danh mục các từ viết tắt
Từ

Tiếng Anh

Tiếng Việt

API

American Petroleum Institute

Viện Dầu khí Hoa Kỳ

American Society of

Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa

Mechanical Engineers

Kỳ

ASME

ASTN

The American Society for Hiệp hội kiểm tra không phá
Nondestructive Testing

hủy Hoa Kỳ

IQI

Image Quality Indicatos

Chỉ thị chất lượng ảnh

NDE

Non-Destructive Evaluation

Đánh giá không phá hủy

NDT

Nondestructive testing

Kiểm tra không phá huỷ

PT

Penetrant Testing (liquid)

MT

Magnetic particle Testing

Phương pháp kiểm tra bột từ

RT

Radiographic testing

Phương pháp chụp ảnh bức xạ

UT

Ultrasonic testing

Phương pháp kiểm tra siêu âm

DWDI

Double wall Double image

Hai thành hai ảnh

Phương pháp kiểm tra thẩm
thấu lỏng


Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Chương 1:
Hình 1.1 Nguyên lí chụp ảnh bức xạ
Hình 1.2 Sự phân rã của đồng vị phóng xạ
Hình 1.3 Định luật tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách
Hình 1.4 Sự suy giảm tuyến tính theo độ dài
Hình 1.5 Độ nhòe hình học
Hình 1.6 Kỹ thuật chụp một thành một ảnh
Hình 1.7 Kỹ thuật chụp hai thành một ảnh
Hình 1.8 Kỹ thuật chụp hai thành hai ảnh
Hình 1.9 Phương pháp chụp ảnh bức xạ
Hình 1.10 Các dạng và vật liệu cấu tạo IQI dạng lỗ

Hình 1.11 Tiêu chuẩn chỉ thị tròn
Hình 1.12 Các chỉ thị tròn khi t nằm trong dải 1/4 – 3/8 inch.
Hình 1.13 Các chỉ thị tròn khi t nằm trong dải 3/8 – 3/4 inch.
Hình 1.14: Các chỉ thị tròn khi t nằm trong dải 3/4 – 2 inch.
Hình 1.15 Các chỉ thị tròn khi t nằm trong dải 2 – 4 inch
Chương 2:
Hình 2.1 Dàn ống thuộc bộ gom hơi
Hình 2.2 Gá phim theo phương pháp DWDI
Hình 2.3 Nguồn bức xạ Ir-192
Hình 2.4 Phim chụp bức xạ Fuji IX 50
Hình 2.5 Gá IQI dạng dây
Hình 2.6 Cấu tạo một vỏ phim chụp
Hình 2.7 Đo đạc và tính toán thời gian


Hình 2.8 Dụng cụ trong buồng tối
Hình 2.9 Thiết bị trong buồng tối
Hình 2.10 Khuyết tật thường gặp trong kiểm tra
Hình 2.11 Mẫu thông tin báo cáo
Hình 2.12 Rỗ khí trên mối hàn
Hình 2.13 Ảnh chụp mối FW-0082 xuất hiện lỗi


Danh mục các bảng
Chương 1:
Bảng 1.1 Bảng tra độ nhòe
Bảng 1.2 Kích thước các bộ dây IQI
Bảng 1.3 Quy định về số dây IQI hiện
Bảng 1.4 Tiêu chuẩn kích thước cho phép của chỉ thị tròn

Chương 2:
Bảng 2.1 Thông số nguồn bức xạ
Bảng 2.2 Hệ số tôn theo độ dày


Danh mục các công thức
Công thức (1.1) Cường độ tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách
Công thức (1.2) Năng lượng tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách
Công thức (1.3) Cường độ suy giảm theo độ dài vật liệu
Công thức (1.4) Hệ số hấp thụ khối
Công thức (1.5) Hệ số tích luỹ trong thực tế
Công thức (1.6) Độ nhòe hình học
Công thức (1.7) Tính thời gian chiếu theo lý thuyết
Công thức (1.8) Tính thời gian chiếu theo thực tế


LỜI MỞ ĐẦU
Đối với bất kỳ công trình nào trên thế giới, việc kiểm tra luôn phải được tiến
hành đầy đủ và hợp lý để đảm bảo tính an toàn cũng như hiệu quả kinh tế đem lại
cho chủ đầu tư. Có 2 loại kiểm tra được phân biệt dựa trên tính chất hỏng hóc của
sản phẩm sau khi kiểm tra là kiểm tra phá hủy và kiểm tra không phá hủy. Đối với
sản phẩm có giá trị cao, số lượng hữu hạn thì việc kiểm tra không phá hủy được ưu
tiên do đảm bảo sản phẩm có thể hoạt động bình thường sau khi kiểm tra. Để hiểu
thêm về phương pháp này, đồ án tốt nghiệp được thực hiện tại nhà máy Nhiệt điện
Sông Hậu 1 với tên đồ án là: “Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ và tiêu chuẩn đánh giá
công trình của Nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1 “.
Đồ án sẽ trình bày những phương pháp kiểm tra không phá hủy cũng như các
khuyết tật và tiêu chuẩn áp dụng để đánh giá các kết quả ghi nhận được trong quá
trình kiểm tra phát hiện các bất liên tục. Mong rằng bài đồ án tốt nghiệp này có thể
cung cấp được một cái nhìn tổng quan và hiểu về phương pháp chụp ảnh phóng xạ,

các loại khuyết tật và tiêu chuẩn quốc tế được áp dụng.
Dự án Nhà máy nhiệt điện Sông Hậu 1 là nhà máy nhiệt điện ngưng hơi truyền
thống thuộc Trung tâm Điện lực Sông Hậu đặt tại ấp Phú Xuân, thị trấn Mái Dầm,
huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang, có tổng công suất 1.200 MW gồm 2 tổ máy
(2x600MW), diện tích xây dựng là 115 ha. Nhà máy sử dụng nhiên liệu than, thông
số hơi trên tới hạn và có tái sấy, công nghệ lò đốt than phun với các chỉ tiêu cao về
hiệu suất, tính sẵn sàng, độ ổn định, an toàn và đảm bảo các qui định về bảo vệ môi
trường. Do đó yêu cầu về kiểm tra độ an toàn khi thi công cũng như chất lượng vận
hành đã được chủ đầu tư đặt lên hàng đầu.
Phương pháp chụp ảnh phóng xạ có khả năng đem lại độ chính xác, an toàn và
tin cậy trong từng giai đoạn lắp đặt chế tạo, mà không làm ảnh hưởng đến tiến độ
thi công và đảm bảo an toàn lao động. Đồng thời phương pháp có thể áp dụng trên
nhiều bộ phận có kích thước, hình dáng khác nhau nên được phổ biến tại nhiều công
trình lớn.


Tuy vậy để đảm bảo hoàn thành những yêu cầu trên, các chủ đầu tư cũng yêu
cầu khắt khe về tiêu chuẩn áp dụng trong chụp ảnh phóng xạ. Hiện nay trên thế giới
có rất nhiều tiêu chuẩn đánh giá các sản phẩm và một trong những tiêu chuẩn được
áp dụng nhiểu nhất là bộ tiêu chuẩn ASME. Tiêu chuẩn ASME có bề dày lịch sử
hơn 100 năm được kiểm chứng và áp dụng trên nhiều quốc gia. Do đó ASME là
một quy phạm được đề xuất để áp dụng cho dự án thi công nhà máy Nhiệt điện
Sông Hậu 1, với các thiết bị đặc thù, hoạt động trong điều kiện áp suất và nhiệt độ
cao, ví dụ như nồi hơi, bình áp lực và các đường ống dẫn....


CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 Tổng quan về kiểm tra không phá hủy
1.1.1 Định nghĩa
Kiểm tra không phá hủy hay viết tắt là NDT (Non Destructive Testing) - Kỹ

thuật kiểm tra không phá hủy mẫu - là những phương pháp vật lý để phát hiện
những bất liên tục bên trong cấu trúc vật liệu, sản phẩm, chi tiết máy mà vẫn đảm
bảo về khả năng hoạt động sau này. Nhờ vào đó, ta có thể thực hiện thay thế, sửa
chữa những điểm sai hỏng nhằm đảm bảo an toàn cho quá trình vận hành.
1.1.2 Nguyên lí chung
Nguyên lý chung của các phương pháp kiểm tra không phá hủy đạt được là:
- Sử dụng một môi trường để kiểm tra sản phẩm.
- Áp dụng phương pháp kiểm tra không phá hủy lên sản phẩm kiểm tra và theo
dõi sự thay đổi trong môi trường
- Những điểm khác biệt trong môi trường kiểm tra chứng tỏ sản phẩm đó có
khuyết tật.
- Thực hiện giải đoán những thay đổi này theo đặc điểm để nhận được các
thông tin về khuyết tật trong sản phẩm kiểm tra.
1.1.3 Các phương pháp được quan tâm
Lĩnh vực kiểm tra không phá hủy trên thế giới hiện nay có rất nhiều phương
pháp khác nhau nhưng hiện tại tại Việt Nam, những phương pháp nổi bật nhất bao
gồm:
- Phương pháp quang học - Visual Testing.
- Phương pháp kiểm tra thẩm thấu lỏng - Liquid Penetrant Testing.
- Phương pháp kiểm tra bột từ - Magnetic Testing
- Phương pháp kiểm tra bằng dòng điện xoáy - Eddy Current Testing.
Trang 1


- Phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ - Radiographic Testing.
- Phương pháp siêu âm - Ultrasonic Testing.
6 phương pháp trên thường được sử dụng trong kiểm tra không phá hủy tại
Việt Nam để kiểm tra chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, phương pháp chụp ảnh bức
xạ có tính thực tiễn tốt và phù hợp trong trường hợp này.
1.1.4 Ưu và nhược điểm của các phương pháp kiểm tra không phá hủy [5]

- Chi phí giá thành thấp, dễ thực hiện.
- Không làm ảnh hưởng đến khả năng sử dụng của sản phẩm sau khi kiểm tra.
- Có thể kiểm tra nhiều sản phẩm cùng một lúc, và thực hiện nhiều lần trên
một sản phẩm với nhiều phương pháp kết hợp nhau.
1.1.5 Nhược điểm của các phương pháp kiểm tra không phá hủy [5]
- Nhiều phương pháp không thể cung cấp thông số yêu cầu của sản phẩm cho
nhà sản xuất.
- Một số phương pháp có tính chất chọn lựa cao đối với loại vật liệu sản phẩm
kiểm tra.
- Có những phương pháp mang tính chuyên môn cao, độc hại.
1.2 Phương pháp chụp ảnh bức xạ (Radiographic testing – RT)
1.2.1 Định nghĩa
Là phương pháp kiểm tra bằng phóng xạ được dùng để xác định khuyết tật bên
trong của nhiều loại vật liệu với cấu hình khác nhau mà các phương pháp bề mặt
khác khó tiếp cận được. Đây là một trong những phương pháp có hiệu quả kiểm tra
cao nhất, có thể áp dụng trên nhiều loại vật liệu có kích thước, hình dáng khác nhau
1.2.2 Nguyên lý phương pháp [5]
Nguyên lý cơ bản của phương pháp là tiến hành chiếu một chùm tia bức xạ đi
qua mẫu kiểm tra và ghi nhận trên phim. Cường độ của chùm tia  khi đi những mật
độ vật chất khác biệt sẽ bị thay đổi và tấm phim sẽ trở thành ảnh chụp bức xạ của
Trang 2


sản phẩm. Sau đó phim được giải đoán để có được những thông tin về những bất
liên tục bên trong đối tượng kiểm tra và thông qua các tiêu chuẩn lọc ra những
khuyết tật cần loại bỏ.

Hình 1.1 Nguyên lí chụp ảnh bức xạ
1.2.2.1 Nguồn phóng xạ [5]
Sự phân rã phóng xạ là quá trình phát bức xạ của các đồng vị không bền (đồng

vị phóng xạ) để trở về trạng thái bền vững và phát ra các chùm bức xạ và được gọi
là sự phân rã phóng xạ. Các loại tia bức xạ thường là các hạt alpha, beta và bức xạ
gamma. Trong đó bức xạ gamma do tính chất đâm xuyên tốt mà được sử dụng trong
kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ và đồng vị phát bức xạ gamma được sự dụng làm
nguồn phát gamma.

Hình 1.2 Sự phân rã của đồng vị phóng xạ 60Co

Trang 3


Bức xạ gamma là một loại bức xạ sóng điện từ có bước sóng ngắn (10-12 ÷ 1010

cm), có khả năng xuyên sâu. Bức xạ gamma có dạng phổ vạch do phổ gián đoạn,

giá trị của bước sóng phụ thuộc vào sự phát xạ của hạt nhân - nguồn phóng xạ. Các
đồng vị phóng xạ có thể phát ra bức xạ có một hoặc nhiều bước sóng.
1.2.2.2 Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách [5]
Cường độ bức xạ sẽ thay đổi dựa trên khoảng cách từ nguồn phóng xạ đến
điểm đó do tương tác với các vật chất trong không khí. Cường độ bức xạ tỷ lệ
nghịch với bình phương khoảng cách trên.

Hình 1.3 Định luật tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách
Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách có thể biểu diễn bằng
công thức toán học như sau:

=
Với:

( )

( )

(1.1)

r1 và r2 tương ứng với khoảng cách từ nguồn đến C1 và C2.
I1 và I2 là cường độ tại điểm C1 và C2

Vì I1 1/E1 và I2 1/E2 nên:

=

( )
( )

(1.2)
Trang 4


Với:

E1 là liều chiếu tại C1
E2 là liều chiếu tại C2

Từ việc áp dụng định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách ta có thể
đảm bảo an toàn bằng cách đứng càng xa nguồn phát bức xạ nhằm giảm lượng liều
chiếu tới người.
1.2.2.3 Sự suy giảm cường độ bức xạ trong vật chất [5]
Một chùm bức xạ tia gamma khi đi qua vật chất thì cường độ của chúng bị
suy giảm dưới ba dạng chủ yếu là:
- Hiệu ứng quang điện,

- Tán xạ compton
Lượng bức xạ bị suy giảm phụ thuộc vào năng lượng của chùm bức xạ, vật
liệu, mật độ của mẫu vật và bề dày của mẫu vật mà chùm tia bức xạ đi qua. Do đó
nếu có một khuyết tật nằm bên trong cấu trúc của một mẫu vật nghĩa là có sự thay
đổi về bề dày (chẳng hạn như lỗ rỗng) hoặc sự thay đổi theo mật độ (chẳng hạn như
các tạp chất của các vật liệu khác ở bên ngoài). Sự hiện diện của những khuyết tật
này sẽ tạo ra những thay đổi tương ứng với cường độ của chùm bức xạ truyền qua
và được ghi nhận trên phim tạo ra được một ảnh chụp bức xạ trên phim.

Hình 1.4 Sự suy giảm tuyến tính theo độ dài
Nếu gọi cường độ của chùm bức xạ tới là I0 và cường độ của chùm bức xạ
truyền qua là I thì ta có:
I = I0 e-.X

(1.3)
Trang 5


Trong đó  được gọi là hệ số hấp thụ tuyến tính, hệ số này phụ thuộc vào năng
lượng của chùm bức xạ tới và vật liệu hay mật độ của mẫu vật. Hệ số hấp thụ tuyến
tính là phần cường độ bức xạ bị suy giảm trên một đơn vị bề dày của vật hấp thụ, có
đơn vị là (cm-1). Khoảng cách 1/ được gọi là quảng đường tự do trung bình của
bức xạ, đặt x = 1/ ; x = 1 được gọi là một chiều dài hồi phục. Đôi khi, ta có thể
dùng:
m = /

(1.4)

Để thay thế cho  trong đó  là mật độ của vật liệu hấp thụ (che chắn), m
được gọi là hệ số hấp thụ khối và có đơn vị là cm2/g. Khi chiếu chùm tia qua vật

liệu có bề dày lớn, hiện tượng tán xạ nhiều lần xảy ra và cường độ bức xạ đo được
sẽ cao hơn so với tính toán gọi là hiện tượng tích luỹ bức xạ và phương trình hấp
thụ sẽ là:
I = I0.B.e-.x

(1.5)

Trong thực tế, ta sẽ nhận thấy rằng liều chiếu thực tế lớn hơn đáng kể so với
liều chiếu được tính toán khi sử dụng định luật hàm số mũ đơn giản. Điều này có
một tầm quan trọng đáng kể trong việc tính toán độ nhạy cho việc chụp ảnh bức xạ.
1.2.2.4 Ghi nhận bức xạ bằng phim [5]
Giống như ánh sáng nhìn thấy, bức xạ tia gamma gây ra những thay đổi quang
hóa trong lớp nhũ tương chụp ảnh của phim, vì thế chúng tạo ra những thay đổi về
mật độ quang học (độ đen) của phim..
Lớp nhũ tương chụp ảnh của phim có chứa những tinh thể bạc bromua nhỏ li
-

ti. Dưới tác động của bức xạ có năng lượng h thì một ion âm bromua (Br ) giải
phóng bớt một electron của nó để trở về trạng thái trung hoà.
-

Br + h

Br + e

-

Trang 6

Electron được giải phóng trung hoà ion dương bạc (Ag+) để trở thành nguyên
tử Ag bằng phản ứng:
Ag+ + e

-

Ag

Toàn bộ quá trình có thể được biểu diễn:
Ag+ + Br-

Ag + Br

Các nguyên tử bromua trung hòa sẽ kết hợp lại với nhau để hình thành nên
các hạt brom (Br) và thoát ra khỏi những tinh thể bạc bromua (AgBr), ngược lại
những nguyên tử bạc tự do sẽ được lắng xuống. Sau khi xử lý tráng rữa phim thì
“ảnh ẩn” sẽ trở nên nhìn thấy được.
Phim được sử dụng phổ biến nhất trong phương pháp phát hiện và ghi nhận
bức xạ tia gamma trong chụp ảnh bức xạ. Phim ghi nhận bức xạ tia gamma cho kết
quả ghi nhận lưu giữ được lâu dài.
Khi ghi nhận, ta cần chú ý đến bức xạ tán xạ sẽ đi đến phim theo mọi hướng
khác với hướng truyền chùm tia bức xạ trực tiếp (hướng truyền chùm tia bức xạ
theo đường thẳng từ nguồn đến phim).
Do đó, bức xạ tán xạ không thể tạo ra một hình ảnh của một khuyết tật ở một
vị trí chính xác trên phim và khi bức xạ tán xạ đi đến bất kỳ điểm nào trên phim
được tập trung bao phủ bởi một góc rộng những chùm bức xạ. Vì sự tác động của
bức xạ tán xạ này mà toàn bộ hình ảnh ghi nhận được trên phim bị mờ.
Như vậy việc xác định tỷ lệ bức xạ (không tạo ảnh/tạo ảnh) đi đến phim sẽ là
một đại lượng hữu dụng để điều chỉnh vì nếu giảm được cường độ bức xạ phát ra sẽ
cho độ nhạy bề dày tốt hơn.

Trang 7


Hình 1.5 Độ nhòe hình học
Độ nhòe hình học được tính toán theo công thức:

Ug =
Trong đó:

.

d là khoảng cách từ vật kiểm tra đến phim.

(1.6)

D là khoảng cách từ nguồn đến mối hàn hay vật kiểm.
F là kích thước nguồn dự kiến chiếu theo phương vuông góc
với khoảng cách D của mối hàn.
1.2.3 Kỹ thuật chụp
Đối với mỗi đối tượng chụp có kích thước cũng như khả năng bố trí không
giống nhau, yêu cầu về kỹ thuật chụp cũng khác nhau. Có 3 kỹ thuật thường được
dùng trong chụp ảnh phóng xạ là:
- Kỹ thuật chụp một thành một ảnh
- Kỹ thuật chụp hai thành một ảnh
- Kỹ thuật chụp hai thành hai ảnh
1.2.3.1 Kỹ thuật chụp một thành một ảnh [5]
Kỹ thuật chụp một thành một ảnh bố trí nguồn cho đi qua mối hàn quan tâm
và phim ghi nhận được đặt ngay phía sau mối hàn. Kỹ thuật có thể đặt bên trong
hoặc ngoài đối tượng kiểm tra tùy thuộc khả năng bố trí. Kỹ thuật có đặc điểm là

Trang 8


đơn giản, dễ bố trí hình học và có tính hiệu quả cao khi mối hàn hiện trên phim cho
đầy đủ thông tin cần đánh giá.

Hình 1.6 Kỹ thuật chụp một thành một ảnh
1.2.3.2 Kỹ thuật chụp hai thành một ảnh [5]
Kỹ thuật chụp hai thành một ảnh bố trí nguồn đặt sát thành thứ nhất và ghi
nhận bằng phim ở sau thành thứ 2. Kỹ thuật có thể hiểu là dùng nguồn bức xạ đặt
sát thành thứ nhất để làm nhòe, nhờ đó mà hình ảnh trên phim của thành thứ hai
hiện rõ và không bị ghi đè lên ảnh của thành thứ nhất. Phim được ghi nhận nếu
không đủ thông tin thì sẽ được yêu cầu chụp cùng một vị trí với góc lệch 1200

Hình 1.7 Kỹ thuật chụp hai thành một ảnh

1.2.3.3 Kỹ thuật chụp hai thành hai ảnh [5]
Kỹ thuật chụp hai thành hai ảnh bố trí nguồn nằm xa với đối tượng một góc và
cho đi qua 2 thành. Phim được đặt ngay phía sau thành thứ hai và ghi nhận ảnh hiện
cả hai thành. Phim được ghi nhận nếu không đủ thông tin thì sẽ được yêu cầu chụp
cùng một vị trí với góc lệch 900 .

Trang 9


Hình 1.8 Kỹ thuật chụp hai thành hai ảnh
1.2.4 Quy trình phương pháp
- Cố định phim nằm sau mối hàn sao cho mối hàn đặt dọc chính giữa phim.
- Đặt chỉ thị ảnh IQI phía trên chính giữa mép mối hàn đối với IQI dạng lỗ và
đặt nằm trên chính giữa mối hàn đối với IQI dạng dây. Đối với phim 30cm,

phải đặt thêm một IQI ở bên mép trái phim nhằm đo độ nhạy.
- Thực hiện đặt đầu phát phía trước mối hàn, đo đạc khoảng cách từ nguồn đến
mối hàn và độ dày mối hàn.

Hình 1.9 Phương pháp chụp ảnh bức xạ
1.2.5 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp
1.2.5.1 Ưu điểm [5]
- Có thể được dùng để kiểm tra những vật liệu có diện tích lớn chỉ trong một
lần.
Trang 10


- Hữu hiệu với đa phần vật liệu.
- Phương pháp này có thể được dùng để kiểm tra sự sai hỏng bên trong cấu
trúc vật liệu, sự lắp ráp sai các chi tiết, sự lệch hàng.
- Nó cho kết quả kiểm tra lưu trữ được lâu.
- Có các thiết bị để kiểm tra chất lượng phim chụp bức xạ.
- Quá trình giải đoán phim được thực hiện sau khi chụp rất lâu.
1.2.5.2 Nhược điểm [5]
- Chùm bức xạ tia  gây nguy hiểm cho sức khỏe con người.
- Phương pháp này không thể phát hiện được các khuyết tật dọc theo hướng
chiếu một cách dễ dàng.
- Cần phải tiếp xúc được cả hai mặt của vật thể kiểm tra, một số vị trí trong
một số chi tiết không thể chụp được do cấu tạo hình học.
- Bị giới hạn về bề dày kiểm tra và một số vật liệu.
- Độ nhạy kiểm tra giảm theo bề dày của vật thể kiểm tra.
- Phương pháp này không dễ tự động hóa
- Người thực hiện phương pháp này cần có nhiều kinh nghiệm trong việc giải
đoán ảnh chụp trên phim
1.3 Tiêu chuẩn ASME

1.3.1 Tổng quan [1] [2] [3]
ASME (American Society of Mechanical Engineers): Hiệp hội kỹ sư cơ khí
Hoa Kỳ được thành lập năm 1880 với mục đích thảo luận về các vấn đề liên quan
đến sự phát triển của nền công nghiệp và cơ khí chế tạo. Hiệp hội được thành lập
với mục tiêu thảo luận về các công cụ tiêu chuẩn cũng như thống nhất cách thức
làm việc của toàn ngành. Với sự cố nghiêm trọng về nồi hơi năm 1905, ASME
thành lập một ủy ban vào năm 1911 để đưa ra những quy định chuẩn cho cấu trúc
các nồi hơi và bình áp lực. Ủy ban này hiện nay được gọi là Ủy ban Nồi hơi và Bình
áp lực.
Trang 11


Chức năng của Ủy ban này là thiết lập những quy định an toàn liên quan đến
việc thiết kế, chế tạo và kiểm tra trong quá trình chế tạo các nồi hơi và các bình áp
lực không đốt nóng và để giải thích những quy định này khi nảy sinh những câu hỏi
liên quan đến mục đích của chúng. Ủy ban này đã xuất bản một quy phạm về nồi
hơi và bình áp lực (B.P.V Code) được coi như là tiêu chuẩn quốc gia của Hoa Kỳ.
Lần xuất bản đầu tiên là vào năm 1915 và từ đó chúng được tái bản, sửa lại và cập
nhật những thông tin mới được phát hành thường xuyên trong một khoảng thời gian
nhất định.
Hiện nay, ngoài các tiêu chuẩn về xây dựng và vận hành nồi hơi và bình áp
lực, Quy phạm ASME đã xây dựng nên các tiêu chuẩn cho nhiều lĩnh vực kỹ thuật
khác nhau: đường ống, thang máy và thang cuốn, xử lý vật liệu, tua bin khí, điện hạt
nhân. Với số lượng hơn 600 bộ mã và tiêu chuẩn có sẵn, ASME là một hệ thống
tiêu chuẩn đồ sộ và đầy đủ nhất về tiêu chuẩn thiết kế và vận hành an toàn các thiết
bị cơ khí. Quy phạm ASME hiện nay đã được kiểm chứng và áp dụng tại trên 100
quốc gia trong đó có Việt Nam.
1.3.2

Các loại tiêu chuẩn ASME [1] [2] [3]

Tiêu chuẩn ASME trong kiểm tra không phá hủy là công trình khoa học đồ sộ,

được sửa đổi và bổ sung để được hoàn thiện với 12 chương như hiện nay bao gồm:
- ASME chương I: Quy tắc trong việc thi công lò hơi.
- ASME chương II: Vật liệu.
- ASME chương IV: Quy tắc trong việc thi công lò đun.
- ASME chương V: Kiểm tra không phá huỷ.
- ASME chương VI: Đề nghị một số quy tắc cho việc vận hành và bảo dưỡng
heating boiler.
- ASME chương VII: Một số hướng dẫn được đề nghị cho việc bảo dưỡng
power boiler.
- ASME chương VIII: Quy tắc cho việc thi công bình, bồn, bể áp lực.
- ASME chương IX: Hàn và chứng chỉ hàn.
Trang 12


Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là tiêu chuẩn áp dụng cho kiểm tra không phá
hủy trong dự án nhà máy nhiệt điện sông Hậu. Trong đó, nội dung đồ án tiếp theo
của tôi sẽ thực hiện phân tích và nói rõ các tiêu chuẩn ASME được chủ đầu tư yêu
cầu trong dự án liên quan đến kiểm tra không phá hủy mẫu.
1.3.2.1 ASME chương V Mục 2 trang 7 quy định về yêu cầu loại dây IQI
và phim chụp bức xạ gồm:
a) Phim chụp bức xạ [2]
Mỗi tấm phim chụp bức xạ phải được lưu giữ bởi công ty chụp với các thông
tin:
- Loại vật liệu chụp và độ dày
- Loại nguồn phóng xạ đồng vị hoặc điện áp X-ray tối đa được sử dụng
- Khoảng cách từ nguồn đến vật thể
- Khoảng cách từ phía nguồn của vật thể đến phim
- Kích cỡ nguồn

- Loại phim và các chỉ định đi kèm
- Các màn sử dụng
Phía sau phim sẽ được đính kèm một chữ “B” bằng chì có chiều dài tối thiểu
0.5 inch (13mm) và độ dày tối thiểu 1/16 in để đảm bảo các tia tán xạ không tiếp
xúc phim.
DDộ nhòe hình học chỉ dùng để tham khảo, không dùng để loại bỏ phim trừ
trường hợp độ nhòe của phim vượt quá 1.8mm.
Độ dày vật liệu (mm)

Giá trị Ug lớn nhất (mm)

Dưới 50

0.51

Từ 50 - 75

0.76

Từ 75 - 100

1.02

Lớn hơn 100

1.78
Bảng 1.1 Bảng tra độ nhòe

Trang 13

b) IQI [2]
Việc lựa chọn IQI cần xem xét vật liệu của mẫu cần kiểm tra vì vật liệu làm
IQI cần có sự tương đương với vật liệu vật kiểm. Có 2 loại IQI đó là IQI dạng dây
và IQI dạng lỗ. Nhưng vì IQI dạng lỗ khó gắn lên vật thể nên thường dùng là IQI
dạng dây
IQI nói chung gồm có 1 nhóm vật liệu không kim loại, 3 nhóm vật liệu kim
loại nhẹ (magie, nhôm, titan) và 5 nhóm vật liệu nặng (hợp kim cacbon và sắt không
gỉ, nhôm đồng, crom sắt và niken, đồng đỏ và kền, đồng thiếc) . Chúng được phân
biệt nhau thông qua các vành khuyết.

Hình 1.10 Các dạng và vật liệu cấu tạo IQI dạng lỗ

IQI dạng dây gồm những sợi dây thẳng (dài hơn 25mm) bằng vật liệu
giống vật kiểm, đường kình của các dây được cho trong bảng 1, sai lệch đường
kính dây ±5%. Các dây song song được kẹp trong tấm polyethylene có tính năng
hấp thụ tia gamma thấp, số lượng IQI hiển thị sẽ thể hiện độ nhạy của kỹ thuật
chụp.

Trang 14