Nghiên cứu tiêu chuẩn ASME áp dụng cho hệ thống gom hơi trong kỹ thuật kiểm tra không phá hủy mẫu tại nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
Danh mục các từ viết tắt............................................................................................ 3
Danh mục các thuật ngữ............................................................................................ 4
LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 8
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................... 10
1.

Phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) .............................................10

1.1 Sơ lược về kiểm tra không phá hủy (NDT) .................................................10
1.2 Giới thiệu chung về các phương pháp trong kiểm tra không phá hủy
(NDT)…………………………………………………………………………...13
2.

Tiêu chuẩn Liên đoàn Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ (ASME) ...............................30

2.1

Sơ lược về ASME .......................................................................................30

2.2

Áp dụng quy chuẩn ASME.........................................................................34

3.

Cơ sở lý thuyết chụp ảnh phóng xạ .............................................................35

3.1

Nguyên lý của phương pháp chụp ảnh bằng nguồn phóng xạ (RT)...........35

3.2

Tính chất tia gamma ...................................................................................36

3.3

Thiết bị chụp ảnh bức xạ.............................................................................40

3.4

Chất lượng ảnh và liều chiếu ......................................................................45

3.5

Các kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ.................................................................50

3.6

Các lỗi mối hàn thường gặp........................................................................53

3.7

Báo cáo kết quả kiểm tra ............................................................................54

CHƯƠNG 2: THỰC HÀNH ÁP DỤNG TIÊU CHUẨN ASME ...................... 56
1.
1.1

Xây dựng phương án kiểm tra……………………………………………58
Đặt vấn đề ................................................................................................. 56

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 1


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.2
2.

Khó khăn ................................................................................................... 57
Thực hành ...................................................................................................57

2.1

Kiểm tra mối hàn ống gom hơi bằng phương pháp thẩm thấu (PT)...........57

2.2

Áp dụng tiêu chuẩn ASME cho phương pháp PT ......................................62

2.3

Chụp ảnh phóng xạ mối hàn đường ống gom hơi ......................................64

2.4

Áp dụng tiêu chuẩn ASME đánh giá chất lượng mối hàn ..........................78

2.5

Đánh giá xứ lý phim ...................................................................................86

3.

Đánh giá và nhận xét kết quả………………………………..………..…108

3.1

Đánh giá kết quả ........................................................................................106

3.2

Nhận xét và đề xuất ..................................................................................107

KẾT LUẬN .......................................................................................................... 108
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 109

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 2


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Danh mục các từ viết tắt
Viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

ACC

Accept

Chấp nhận

ASME
ASME
B.P.V

American Society of
Mechanical Engineers

Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ

ASME Boiling and Pressure Quy phạm ASME về nồi hơi và bình
Vessel

áp lực

HVL

Half value length

Bề dày làm yếu một nửa

IQI

Image Quality Indicatos

Chỉ thị chất lượng ảnh

MT

Magnetic particle Testing

Phương pháp kiểm tra bột từ

NDE

Non-Destructive Evaluation

Đánh giá không phá hủy

NDT

Nondestructive testing

Kiểm tra không phá huỷ

PT

Penetrant Testing (liquid)

REJ

Reject

Loại bỏ

RT

Radiographic testing

Phương pháp chụp ảnh bức xạ

SWSI

Single wall single image

Một thành một ảnh

DWDI

Doule wall double image

Hai thành hai ảnh

UT

Ultrasonic Testing

Phương pháp kiểm tra siêu âm

Code

Phương pháp kiểm tra thẩm thấu

lỏng

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 3


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Danh mục các thuật ngữ
Kỹ thuật: Là một phương pháp cụ thể trong đó sử dụng một phương pháp
NDT đặc thù. Mỗi kỹ thuật kiểm tra được nhận dạng bởi ít nhất một tham số thay
đổi quan trọng đặc biệt từ một kỹ thuật khác trong phạm vi của phương pháp đó (Ví
dụ: Phương pháp chụp ảnh bức xạ (RT); có các kỹ thuật tia X/tia gamma).
Quy phạm: Là một dạng của tiêu chuẩn mà có sử dụng các động từ “phải”
hoặc “sẽ”, để chỉ ra sự bắt buộc phải sử dụng một vật liệu nhất định hoặc những
hoạt động nhất định hoặc cả hai. Việc sử dụng quy phạm được quy định bắt buộc
bởi một điều luật ban hành do quyền hạn của chính phủ. Việc sử dụng những yêu
cầu kỹ thuật trở nên bắt buộc chỉ khi chúng bị tham chiếu bởi các quy phạm hoặc
các tài liệu hợp đồng.
Quy trình: Trong kiểm tra không phá hủy, quy trình kiểm tra là một dãy thứ
tự các quy tắc hoặc các hướng dẫn được trình bày một cách rất chi tiết, ở đâu,như
thế nào và ở bước nào thì một phương pháp NDT nên được áp dụng vào một quá
trình sản xuất
Tiêu chuẩn: Là các tài liệu quy định và hướng dẫn các cách thực hiện khác
nhau diễn ra trong quá trình chế tạo một sản phẩm công nghiệp. Những tiêu chuẩn
mô tả những yêu cầu kỹ thuật đối với một vật liệu, quá trình gia công, sản phẩm, hệ
thống hoặc dịch vụ. Chúng cũng chỉ ra những quy trình, phương pháp, thiết bị hoặc
quá trình kiểm tra để xác định rằng những yêu cầu đó đã được thoả mãn

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 4


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
-

Hình 1.1: Nguyên lý chụp ảnh phóng xạ

-

Hình 1.2: Các loại nguồn bức xạ

-

Hình 1.3: Phương pháp UT

-

Hình 1.4: Nguyên lý của phương pháp UT

-

Hình 1.5: Làm sạch bề mặt (PT)

-

Hình 1.6: Sử dụng chất thẩm thấu (PT)

-

Hình 1.7: Làm sạch bề mặt (PT)

-

Hình 1.8: Sử dụng chất hiện (PT)

-

Hình 1.9: Kiểm tra bề mặt (PT)

-

Hình 1.10: Làm sạch bề mặt

-

Hình 1.11: Chuẩn bị thuốc phản quang (MT)

-

Hình 1.12: Gông từ (MT)

-

Hình 1.13: Khuyết tật phát hiện trên mối hàn (MT)

-

Hình 1.14: Phun sơn phản quang (MT)

-

Hình 1.15: Mặt bích ASME B16.5

-

Hình 2.1: Công trình nhà máy Nhiệt Điện Sông Hậu 1

-

Hình 2.2: Nguyên lý của phương pháp chụp ảnh bức xạ

-

Hình 2.3: Cơ chế của hiệu ứng quang điện

-

Hình 2.4: Cơ chế của hiệu ứng Compton

-

Hình 2.5: Định luật hấp thụ

-

Hình 2.6: Cấu tạo một đầu phát gamma đặc trưng

-

Hình 2.7: Cấu tạo phim chụp ảnh bức xạ

-

Hình 2.8: Các loại IQI thường sử dụng

-

Hình 2.9: Yêu cầu kiểm tra mối hàn

-

Hình 2.10: Làm sạch mối hàn (PT)

-

Hình 2.11: Phun thuốc thẩm thấu lên mối hàn (PT)

-

Hình 2.12: Lau thuốc thẩm thấu (PT)

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 5


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-

Hình 2.13: Phun thuốc hiện (PT)

-

Hình 2.14: Hệ thống đường ống gom hơi

-

Hình 2.15: Yêu cầu kiểm tra mối hàn (RT)

-

Hình 2.16: Xác định yêu cầu (RT)

-

Hình 2.17: Đóng thông tin mối hàn (RT)

-

Hình 2.18: Lắp cáp quay (RT)

-

Hình 2.19: Lắp trực chuẩn (RT)

-

Hình 2.20: Gá phim (RT)

-

Hình 2.21: Phim được gá trên mối hàn (RT)

-

Hình 2.22: Bảng hệ số tôn (RT)

-

Hình 2.23: Bố trí hình học (RT)

-

Hình 2.24: Tính toán thời gian chiếu (RT)

-

Hình 2.25: Điều khiển nguồn chiếu (RT)

-

Hình 2.26: Buồn tối (RT)

-

Hình 2.27: Điều hòa ổn định nhiệt độ (RT)

-

Hình 2.28: Các loại giá treo phim (RT)

-

Hình 2.29: Thuốc hiện ảnh và trung gian (RT)

-

Hình 2.30: Thuốc hãm và trung gian (RT)

-

Hình 2.31: Máy sấy phim (RT)

-

Hình 2.32: Vết xước trong khi xử lý phim (RT)

-

Hình 2.33: Vết bẩn dư lượng hóa chất (RT)

-

Hình 2.34: Vết gãy phim nằm trong vùng quan tâm (RT)

-

Hình 2.35: Vết loang giá rửa phim (RT)

-

Hình 2.36: Ký hiệu nhận dạng số nổi (RT)

-

Hình 2.37: Ký hiệu nhận dạng số chìm (RT)

-

Hình 2.38: Ký hiệu xuất hiện trong vùng quan tâm (RT)

-

Hình 2.39: Mất ký hiệu nhận dạng vị trí (RT)

-

Hình 2.40: ASTM IQI dây và lỗ

-

Hình 2.41: Đèn đọc phim LED HHS-NDE do NDE chế tạo

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 6

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

Hình 2.42: Máy đo độ đen và phim bậc so sánh

-

Hình 2.43: Giải đoán ảnh chụp bức xạ

-

Hình 2.44: Các kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ

-

Hình 2.45: Khuyết tật thiếu ngấu chân

-

Hình 2.46: Khuyết tật ngậm xỉ

-

Hình 2.47: Khuyết tật thiếu ngấu chân

-

Hình 2.48: Khuyết tật thiếu ngấu vách

-

Hình 2.49: Khuyết tật thiếu thấu chân

-

Hình 2.50: Quá thấu chân

-

Hình 2.51: Khuyết tật nứt

-

Hình 2.52: Khuyết tật rỗ khí

-

Hình 2.53: Bộ ảnh mẫu khuyết tật hàn ASTM

-

Hình 2.54: Mối hàn lỗi vật liệu cơ bản (BI)

-

Hình 2.55: Thông tin mối hàn

-

Hình 2.56: Mối hàn bị rỗ

-

Hình 2.57: Mối hàn không ngấu

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 7


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI MỞ ĐẦU
Dự án Nhà máy Nhiệt Điện Sông Hậu 1 có quy mô công suất 2 x 600MW, sử
dụng công nghệ ngưng hơi truyền thống, nhiên liệu than nhập khẩu, được thiết kế
theo sơ đồ khối gồm 02 tổ máy cùng các hệ thống thiết bị đồng bộ như hệ thống
cung cấp xử lý và tồn chứa nhiên liệu than, dầu, đá vôi-thạch cao, hệ thống xử lý
nước, xử lý tro xỉ, khử lưu huỳnh, hệ thống thiết bị tự dung, v.v… đạt các yêu cầu
hiện đại, hiệu suất cao, bảo đảm các điều kiện phát thải theo tiêu chuẩn Việt Nam
và quốc tế hiện hành, thân thiện với môi trường. Lò hơi và tua bin hơi nước của
NMNĐ Sông Hậu 1 sử dụng thuộc loại công nghệ thông số siêu tới hạn tiên tiến
của thế giới hiện nay và được vận hành bằng than nhập khẩu dự kiến từ Indonesia
và Australia. Khi hoàn thành, Nhà máy Nhiệt Điện Sông Hậu 1 sẽ cung cấp lên lưới
điện quốc gia khoảng 7,8 tỷ KWh/năm.
Hệ thống các phương pháp kiểm tra không phá hủy là giải pháp hữu hiệu để
đánh giá chính xác mức độ an toàn và tin cậy của từng giai đoạn lắp đặt chế tạo, mà
không làm ảnh hưởng đến tiến độ thi công và đảm bảo an toàn lao động.
Kể từ khi được phát hiện và ra đời, kỹ thuật kiểm tra đánh giá không phá hủy
đã chứng tỏ sự hữu ích với ưu thế vượt trội với ngành công nghiệp nói riêng. Với
bề dày lịch sử hơn 100 năm, được kiểm chứng và áp dụng tại hơn 100 quốc gia,

ASME là một quy phạm được đề xuất để áp dụng cho dự án thi công nhà máy
Nhiệt điện Sông Hậu 1.
Với đề tài “Nghiên cứu tiêu chuẩn ASME áp dụng cho hệ thống gom hơi
trong kỹ thuật kiểm tra không phá hủy mẫu tại nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1”,đồ
án này trình bày những lý thuyết căn bản về các phương pháp kiểm tra không phá
hủy mẫu, nội dung quy phạm, các tiêu chuẩn ASME được áp dụng trong kỹ thuật
kiểm tra không phá hủy (NDT) và các phương pháp kiểm tra thực tế tại công trình.
Cụ thể, là làm thế nào để kiểm tra được các mối hàn trong hệ thống gom hơi; các
phương pháp nào sẽ được áp dụng; đồng thời đề cập đến các tiêu chuẩn phù hợp để

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 8


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
đánh giá các kết quả ghi nhận được trong quá trình kiểm tra phát hiện các khuyết
tật.
Xin chân thành cảm ơn ThS. Lê Văn Miễn (người hướng dẫn) về kiến thức
chuyên môn, KS. Lê Minh Tiến, Công ty Cổ Phần Lắp máy và Thí nghiệm Cơ
điện (EMETC) đã tạo điều kiện cho em được thực tập tại công trình nhà máy Nhiệt
Điện Sông Hậu 1, có nhiều cơ hội để thực hành và củng cố lý thuyết cơ bản.
Bài báo cáo còn nhiều thiếu sót, kính mong KS. Lê Minh Tiến cùng toàn thể
thầy cô trong viện xem xét góp ý để kiến thức được chắc chắn và hoàn thiện hơn.

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 9

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 1:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT)
1.1 Sơ lược về kiểm tra không phá hủy (NDT)
1.1.1 Định nghĩa
Kiểm tra không phá hủy (NDT) là sử dụng các phương pháp vật lý để kiểm tra
phát hiện các khuyết tật bên trong cấu trúc của các vật liệu, các sản phẩm, chi tiết
máy,… mà không làm tổn hại đến khả năng hoạt động sau này của chúng. NDT liên
quan tới việc phát hiện khuyết tật trong cấu trúc của các sản phẩm được kiểm tra,
tuy nhiên tự bản thân NDT không thể dự đoán những nơi nào khuyết tật sẽ hình
thành và phát triển.
Mục đích của việc dò khuyết tật đối với công trình, thiết bị nhằm đánh giá tính
chất vật liệu trước khi chúng bị hư hỏng, dựa vào các chỉ tiêu kỹ thuật quy định
được công nhận hoặc biến dạng suy biến xác định qua nhiều năm, để bảo đảm đúng
chất lượng sản phẩm và tính năng làm việc của công trình, thiết bị, và cũng nhằm
khai thác hết khả năng của các kết cấu kỹ thuật. Hạn chế rủi ro hoặc các khuyết tật
nhằm tăng cường tính toàn vẹn trong kinh doanh và tính an toàn trong xây lắp và
tiết kiệm chi phí.
1.1.2 Các lĩnh vực ứng dụng kiểm tra không phá hủy (NDT)
Kiểm tra không phá hủy (NDT) được dùng rộng rãi trong hầu hết các ngành
công nghiệp, dặc biệt là trong các ngành công nghiệp dầu khí, cơ khí, hàng không,
năng lượng (nhiệt điện, thuỷ điện, hạt nhân), đóng tàu, công nghiệp hoá chất và chế
biến thực phẩm. Trong ngành dầu khí, kiểm tra không phá hủy (NDT) dùng để kiểm
tra chất lượng, độ an toàn và toàn vẹn của các đường ống dẫn dầu, bồn chứa, dàn
khoan, hệ thống ống dẫn và bình áp lực của nhà máy lọc dầu, nhà máy khí hoá lỏng
v.v. Trong ngành cơ khí chế tạo, kiểm tra không phá hủy (NDT) dùng để kiểm soát

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 10


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
và đánh giá chất lượng của các sản phẩm đúc, nén, kéo và đặc biệt là chất lượng
mối hàn của các cấu kiện, thiết bị đòi hỏi cao về chất lượng và an toàn. Trong ngành
hàng không, kiểm tra không phá hủy (NDT) là công cụ không thể thiếu trong bảo trì
bảo dưỡng và đảm bảo an toàn cho máy bay dân dụng và quân sự. Hệ thống nồi hơi
áp lực trong nhà máy nhiệt điện, tuốc bin cánh quạt trong nhà máy thuỷ điện v.v là
các lĩnh vực ứng dụng quan trọng trong ngành năng lượng. Trong công nghiệp đóng
tàu, chỉ đối với mỗi một con tàu, ụ nổi mà đã có hàng trăm tấn thép, hàng trăm
đường hàn đòi hỏi phải kiểm tra chất lượng bằng các kỹ thuật không phá huỷ.
 Kiểm tra không phá hủy (NDT) áp dụng cho nhiều lĩnh vực:
 Kết cấu thép
 Khai thác, Hoá dầu, Năng lượng.
 Ôtô- tàu hoả.
 Hàng không.
 Đóng tàu…..
 Đặc biệt là trong ngành năng lượng nguyên tử (chẳng hạn như trong
nhà máy điện hạt nhân…)
 Kiểm tra không phá hủy (NDT) áp dụng cho tất cả các dạng sản phẩm :
 Đúc
 Rèn
 Hàn
 …
1.1.3 Phân loại
Kiểm tra không phá hủy gồm rất nhiều phương pháp khác nhau, và thường
được chia thành hai nhóm chính theo khả năng phát hiện khuyết tật của chúng, đó
là:
 Các phương pháp có khả năng phát hiện các khuyết tật nằm sâu bên

trong (và gần bề mặt) của đối tượng kiểm tra:

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 11


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
 Phương pháp chụp ảnh phóng xạ (Radiographic Testing- RT),
 Phương pháp kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Testing- UT).
 Các phương pháp có khả năng phát hiện các khuyết tật bề mặt (và gần
bề mặt):
 Phương pháp kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (Liquid Penetrant TestingPT)
 Phương pháp kiểm tra bột từ (Magnetic Particle Testing- MT)
1.1.4 Ưu điểm của các phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) so với các
phương pháp phá hủy (DT)
 Kiểm tra không phá hủy (NDT) không làm ảnh hưởng đến khả năng sử
dụng của vật kiểm sau này.
 Kiểm tra không phá hủy (NDT) có thể kiểm tra 100% vật kiểm, và
đảm bảo 100% sản phẩm xuất xưởng đạt chất lượng.
Trong khi đó các phương pháp phá hủy lại có ưu điểm là cho kết quả trực tiếp,
còn kiểm tra không phá hủy (NDT) chỉ cho được các kết quả gián tiếp (thông qua so
sánh với mẫu chuẩn).
Trong chế tạo, khi áp dụng kiểm tra không phá hủy, ta có thể dễ dàng phát
hiện những khuyết tật, từ đó có thể loại bổ các bán sản phẩm, tiệt kiệm chi phí, sửa
chữa khắc phục sai sót.
Kiểm tra không phá hủy cũng được sử dụng rộng rãi để đánh giá độ toàn vẹn
của các sản phẩm, công trình công nghiệp đang hoạt động. Nhờ sớm phát hiện được
các hỏng hóc, kịp thời thay thế khắc phục, nên ta có tiết kiệm được chi phí sửa
chữa, tránh được các thảm họa có thể xảy ra.

Kiểm tra không phá hủy (NDT) còn là công cụ quan trọng trong nghiên cứa
chế tạo vật liệu mới, tối ưu hóa các quy trình sản xuất, quy trình hàn thông quá các
thử nghiệm, phát hiện các sai sót trong thiết kế, vật liệu, sảm phẩm.

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 12


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Có thể nói, kiểm tra không phá hủy (NDT) là công cụ quan trọng để giảm giá
thành, nâng cao sức cạnh tranh của các doanh nghiệp chế tạo, sản xuất.
1.2

Giới thiệu chung về các phương pháp trong kiểm tra không phá hủy

(NDT)
1.2.1 Phương pháp chụp ảnh phóng xạ (RT)
Giống như tên gọi của nó, trong phương pháp này người ta dùng các chùm tia
X hoặc tia phóng xạ gamma để chụp ảnh vật cần kiểm tra. Trong khi việc chụp ảnh
thông thường chỉ cho hình ảnh về bề mặt vật chụp, chụp ảnh bức xạ cho phép ghi
nhận cả hình ảnh bên trong vật chụp do các chùm tia X, tia gamma có khả năng
xuyên thấu. Nếu phương pháp siêu âm đòi hỏi phải xử lý số liệu ngay trong quá
trình kiểm tra thì phương pháp chụp phim cho phép lưu lại phim chụp để đọc vào
bất kỳ lúc nào. Tuy nhiên chụp phim là công việc đòi hỏi nghiêm ngặt về an toàn do
liên quan đến việc sử dụng các nguồn phát tia phóng xạ.
Kiểm tra không phá hủy bằng phương pháp chụp ảnh phóng xạ là phương
pháp sử dụng tia bức xạ chiếu qua mẫu vật cần kiểm tra với khả năng xuyên thấu đủ
lớn để xuyên qua được toàn bộ chiều dày mẫu vật. Một phần bức xạ bị hấp thụ,
phần còn lại sẽ đi qua mẫu vật, lượng hấp thụ và lượng đi qua phụ thuộc theo chiều

dày của mẫu vật.

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 13


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nguồn phóng xạ

Mẫu vật
Phim

Phim sau khi đã rửa
Hình 1.1: Nguyên lý chụp ảnh phóng xạ
Sự chênh lệch về chiều dày khi có khuyết tật bên trong sẽ ảnh hưởng đến sự
hấp thụ và xuyên qua tạo nên các ảnh ẩn trên phim của phương pháp chụp, xử lý các
phim này để thu được ảnh nhìn thấy được để giải đoán các khuyết tật của vật kiểm
tra nếu có.
Nguồn bức xạ thường được sử dụng là nguồn gamma hoặc máy phát tia X.

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 14


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Máy phát

Nguồn phát bức xạ

Hình 1.2: Các loại nguồn bức xạ
Các lỗi có thể phát hiện ra:
 Không gian rỗng do co ngót khi đông cứng
 Rỗ khí
 Nứt
 Cháy cạnh
 Kênh khí
 Ngậm xỉ, tạp chất rắn (Đồng hoặc Wolfram)
 Không ngấu
 Hàn không thấu
 Lỗi về hình dạng hình học
 Bắn tóe hàn
Ưu điểm của phương pháp:
 Kiểm tra bức xạ có thể thực hiện với bất cứ loại vật liệu nào và không
có ngoại lệ.
 Là phương pháp kiểm tra rất đúng (độ tin cậy cao) và có khả năng tái
tạo, sao chép lại.

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 15


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
 Có thể lưu trữ hồ sơ hình ảnh lâu dài trong các điều kiện bảo quản nhất
định
Nhược điểm của phương pháp:

 Tất cả các trang thiết bị phải được các cơ quan có thầm quyền cấp
phép, chấp nhận và quản lý.
 Đảm bảo an toàn bức xạ phải nên phải cô lập không gian rộng khi thực
hiện công việc.
 Chỉ được phép thực hiện khi tuân thủ nghiêm ngặt các điều kiện an
toàn phóng xạ đối với con người.
 Thời gian thực hiện kéo dài với độ dày thành lớn thời gian chiếu tia
kéo dài.
 Khó thực hiện khi đối tượng kiểm tra có chiều dày thành khác nhau.
 Là phương pháp kiểm tra phức tạp và các thiết bị hầu như rất lớn và
nặng.
1.2.2 Phương pháp kiểm tra siêu âm (UT)
Là một trong những phương pháp dễ áp dụng và chi phí thấp nhất. Người ta
phát vào bên trong kim loại các chùm tia siêu âm và ghi nhận lại các tia siêu âm
phản xạ từ bề mặt kim loại cũng như từ các khuyết tật bên trong kim loại. Trên cơ
sở phân tích các tia phản xạ này, người ta có thể xác định được chiều dày kim loại
cũng như độ lớn và vị trí các khuyết tật bên trong kim loại.

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 16


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.3: Phương pháp UT
Sóng âm tần số cao được truyền vào vật liệu và chúng sẽ bị phản xạ do bề mặt
hay khuyết tật. Năng lượng sóng âm bị phản xạ được biểu diễn theo thời gian, người
kiểm tra có thể giải đoán được bề mặt phản xạ đáy hay khuyết tật được chỉ ra trên
màn hình hiển thị của thiết bị siêu âm cho biết độ sâu và vị trí của nó.

Hình 1.4: Nguyên lý của phương pháp UT

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 17


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trong kỹ thuật siêu âm có nhiều kỹ thuật khác nhau có thể được ứng dụng
như:
 Kỹ thuật xung – tiếng dội.
 Kỹ thuật dẫn siêu âm.
 Kỹ thuật cộng hưởng âm.
Các khuyết tật hàn có thể phát hiện:
 Nứt
 Lỗi không liên kết
 Hàn không thấu (hàn xuyên qua không đầy đủ)
 Không gian rỗng được hình thành khi đông cứng
 Cháy cạnh
 Lệch cạnh
 Lỗi lớp chân trong mối hàn
Ưu điểm của phương pháp UT:
 Nó có thể chứng minh tất cả các dạng của các bất bình thường.
 Nó hầu như có khả năng kiểm tra tất cả các vật liệu bằng siêu âm.
 Kết quả kiểm tra, hồ sơ/văn bản dữ liệu kiểm tra có thể số hóa.
 Kỹ thuật siêu âm được sử dụng trong tất cả các ngành công nghiệp.
 Dưới các điều kiện xác định cũng có khả năng áp dụng kiểm tra các hệ
thống trên không trung.
 Các thiết bị siêu âm đời mới là các thiết bị với bộ ắc quy, thời gian

kiểm tra có thể nhiều hơn 12h (không nạp lại).
 Có độ nhạy cao cho phép phát hiện được các khuyết tật nhỏ
 Có khả năng xuyên thấu cao (khoảng 6-7m sâu bên trog khối thép) cho
phép kiểm tra các tiết diện rất dày
 Có độ chính xác cao trong việc xác định vị trí và kích thước khuyết tật

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 18


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
 Cho đáp ứng nhanh vì thế cho phép kiểm tra nhanh và tự động
 Chỉ cần tiếp xúc từ một phía của vật được kiểm tra
Nhược điểm của phương pháp UT:
 Hình dạng của vật thể có thể gây khó khăn cho công việc kiểm tra
 Khó kiểm tra các vật liệu có cấu tạo bên trong phức tạp
 Phương pháp này cần phải sử dụng chất tiếp âm
 Đầu dò phải được tiếp xúc phù hợp với bề mặt mẫu trong quá trình
kiểm tra
 Hướng của khuyết tật có ảnh hưởng đến khả năng phá hiện khuyết tật
 Thiết bị rất đắt tiền
 Nhân viên kiểm tra cần phải có rất nhiều kinh nghiệm
1.2.3 Phương pháp kiểm tra bằng thẩm thấu chất lỏng (PT)
Một trong những phương pháp hay sử dụng nhất để phát hiện các vết nứt trên
bề mặt kim loại, mối hàn sau khi gia công, đặc biệt là các vật liệu không nhiễm từ
như thép không rỉ. Trong phương pháp này người ta phun một chất lỏng có khả
năng thẩm thấu cao và có màu sắc dễ phân biệt (thường là màu đỏ) lên bề mặt vật
cần kiểm tra.
Nếu trên bề mặt có các vết nứt dù là rất nhỏ, chất thẩm thấu sẽ ngấm vào và

đọng lại ở các khe nứt. Chất thấm lỏng dưới tác dụng của lực mao dẫn, bị hút vào
các khoảng trống (khuyết tật hở) trên bề mặt vật liệu. Tương tác giữa các lực bám
dính và kết dính sẽ làm cho phần tử chất thấm lưu lại tại những vị trí đặc biệt mà
mắt thướng khó nhìn thấy được. Có nhiều cách để áp dụng chất thấm như: phun xịt,
nhúng, chải quét...Sau khi chờ cho quá trình ngấm kết thúc, người ta loại bỏ hết
phần chất thẩm thấu thừa trên bề mặt và tiếp tục phun lên bề mặt kiểm tra một chất
khác gọi là “chất hiện màu” làm cho phần chất thẩm thấu đã ngấm vào các vết nứt
nổi rõ lên cho phép ghi nhận các vết nứt rất nhỏ, mắt thường không phát hiện được.

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 19


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tuy nhiên để có thể áp dụng phương pháp này bề mặt vật kiểm tra phải rất
sạch và khô vì vậy nó không thích hợp với các bề mặt bị bám bẩn và có độ nhám
cao. Mặt khác mặc dù không đòi hỏi phải đầu tư thiết bị, việc kiểm tra PT đòi hỏi
người kiểm tra phải thực sự có kinh nghiệm và được đào tạo đầy đủ.
Phương pháp kiểm tra thẩm thấu là phương pháp đơn giản nhất được áp dụng
để phát hiện những khuyết tật hở ra trên bề mặt vật liệu của bất kì sản phẩm công
nghiệp nào được chế tạo từ những vật liệu không xốp, bằng cách sử dụng chất thấm
lỏng có độ thẩm thấu cao.
Phương pháp thẩm thấu có khả năng phát hiện và định vị các khuyết tật bề mặt
hoặc các khuyết tật thông ra trên bề mặt của vật liệu: như vết nứt, rỗ khí, nếp gấp
tách lớp của các loại vật liệu không xốp, kim loại hay phi kim loại, sắt từ hay không
sắt từ, plastic hay gốm sứ. Trong phương pháp này, chất thấm lỏng được phun (xịt)
lên bề mặt của sản phẩm trong một thời gian nhất định, sau đó phần chất thấm còn
dư được loại bỏ khỏi bề mặt.
Bề mặt sau đó được làm khô và phủ chất hiện hình lên nó, những chất thấm

nằm trong bất liên tục sẽ bị chất hiện hấp thụ tạo thành chỉ thị kiểm tra, phản ánh vị
trí và bản chất của bất liên tục. Các bước cơ bản của phương pháp thẩm thấu lỏng
Để thực hiện kiểm tra thẩm thấu lỏng đạt hiệu quả cao chúng ta cần thực hiện
đúng, đầy đủ và nghiêm túc 6 bước sau đây:
 Bước 1: Làm sạch bề mặt vật kiểm tra để loại bỏ hết bụi bẩn, dầu mỡ
và các chất gỉ sét bám trên bề mặt.
 Bước 2: Phun hoặc xịt chất thẩm thấu lỏng lên bề mặt vật kiểm (bề mặt
đã được làm sạch) chờ một thời gian nhất định cho chất thẩm thấu
thấm vào các bất liên tục trên bề mặt vật kiểm tra như lỗ rỗng, vết nứt,
nếp gấp…

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 20


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
 Bước 3: Loại bỏ chất thẩm thấu thừa trên bề mặt bằng cách dùng dung
môi kết hợp với dẻ ẩm, hoặc nước rửa sạch. Tuyệt đối không xùng
bình xịt dung môi trực tiếp lên bề mặt vật kiểm khi đã dùng chất thấm
vì nó có thể loại bỏ luôn chất thẩm thấu đã ngấm sâu vào trong các
khuyết tật dẫn đến bỏ sót khuyết tật.
 Bước 4: Phun xịt chất hiện hình lên bề mặt để chất hiện hình tác dụng
với chất thẩm thấu tạo ra ánh sáng phát quang chỉ báo khuyết tật.
 Bước 5: Kiểm tra đánh giá khuyết tật trong điều kiện ánh sáng thích
hợp hoặc dưới ánh đèn tia cực tím (nếu sử dụng chất thẩm thấu huỳnh
quang).
 Bước 6: Làm sạch bề mặt kiểm tra, nếu cần có thể dùng chất chống ăn
mòn để bảo vệ vật kiểm tra.
Quy trình nguyên lý kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (PT):

1. Làm sạch bề mặt đối tượng cần kiểm tra: sử dụng chất làm sạch bề mặt
(cleaner)

Hình 1.5: Làm sạch bề mặt
2. Trải chất thẩm thấu (Penetrant) lên bề mặt đối tượng cần kiểm tra

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 21


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.6: Sử dụng chất thẩm thấu
3. Lau bề mặt đối tượng kiểm tra sau khi một phần chất thẩm thấu đã đi vào
bên trong khuyết tật (nếu có)

Hình 1.7: Làm sạch bề mặt
4. Áp một lớp chất hiện lên trên bề mặt của đối tượng cần kiểm tra

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 22


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.8: Sử dụng chất hiện
5. Quan sát và đánh giá các chỉ thị trên đối tượng kiểm tra

Hình 1.9: Kiểm tra bề mặt
6. Làm sạch bề mặt vừa kiểm tra

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 23


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.10: Làm sạch bề mặt
Đặc điểm của phương pháp PT:
 Chất thấm phải vào được bất liên tục
 Chỉ phát hiện bất liên tục mở ra bề mặt
 Bề mặt kiểm tra phải sạch: dầu, mỡ, sơn, bụi, bẩn….
 Không áp dụng cho vật liệu xốp, thấm hút
 Khó áp dụng cho bề mặt rất xù xì
 Các thao tác cơ học như phun cát, bắn hạt, ...có thể làm đóng-khép bất
liên tục lại
 Thường cần làm sạch sau kiểm tra
Ưu điểm của phương pháp PT:
 Rất nhạy với những khuyết tật nằm trên bề mặt, nếu được sử dụng phù
hợp
 Thiết bị và vật tư được dùng trong phương pháp này tương đối rẻ tiền
 Quá trình thấm lỏng tương đối đơn giản và không gây ra vấn đề rắc rối
 Hình dạng của chi tiết kiểm tra không là vấn đề quan trọng
Nhược điểm của phương pháp PT:
 Các khuyết tật phải hở ra trên bề mặt

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 24


BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
 Vật liệu kiểm tra phải không xốp
 Quá trình kiểm tra bằng chất thấm lỏng khá bẩn
 Trong phương pháp này các kết quả không dễ dàng giữ được lâu
1.2.4 Phương pháp kiểm tra bằng bột từ (MT)
Mặc dù không sử dụng được với các vật liệu không nhiễm từ như thép không
rỉ, MT là phương pháp có độ tin cậy và độ nhạy cao hơn, không đòi hỏi bề mặt kiểm
tra phải quá sạch và nhẵn như khi kiểm tra thẩm thấu. MT được áp dụng phổ biến
trong việc kiểm tra định kỳ các nồi hơi và bình áp lực có nguy cơ nứt cao sau một
thời gian sử dụng như bồn chứa NH3 hóa lỏng, các nắp nồi hấp, bình khử khí, bao
hơi và bao bùn của nồi hơi nhà máy nhịêt điện, bề mặt ống lò của nồi hơi ống lò ống
lửa, v.v. Mặt khác cũng thường áp dụng MT như biện pháp kiểm tra bổ sung đối với
các mối hàn, chi tiết gia công sau khi xử lý nhiệt.

Hình 1.11: Chuẩn bị thuốc phản quang
Trong phương pháp này, vùng cần kiểm tra sẽ được từ hoá bằng cách cho tiếp
xúc với một nam châm điện đặc biệt được gọi là “gông từ”. Sau khi từ hóa, người ta
phun lên bề mặt vùng cần kiểm tra một lớp bột sắt từ (thường có màu đen). Nếu trên

NGUYỄN NÔNG NGỌC KHÁNH – KTHN & VLMT – K57

Page 25