Xem mẫu
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ
---------o0o---------
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: Kiểm tra chất lượng hàn
NGHỀ: HÀN
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ- … ngày….tháng….năm .........
của……………………………….
Ninh Bình, năm 2019
Trang 1
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc được trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU
Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, lĩnh
vực dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm
thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã
hội.
Chương trình khung nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở chương trình khung
quốc gia và trên cơ sở dữ liệu phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu
theo các môđun. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình
thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo các môđun đào tạo
nghề là cấp thiết hiện nay.
Mô đun 23: Kiểm tra chất lượng hàn là mô đun đào tạo nghề được biên soạn
theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, tác giả
đã tham khảo nhiều tài liệu liên quan của nhiều trong và ngoài nước, kết hợp với
kinh nghiệm trong thực tế đào tạo và sản xuất.
Mặc dầu có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết,
rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện
hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Ninh Bình, ngày tháng 6 năm 2019
Biên soạn
Nguyễn Văn Thanh
Trang 1
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU .................................................................................................. 1
MỤC LỤC ............................................................................................................. 2
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN ...................................................................................... 4
Bài 1. Khái niệm chung ......................................................................................... 6
Giới thiệu: ............................................................................................................ 6
Mục tiêu của bài: ................................................................................................. 6
Nội dung chính ..................................................................................................... 6
1. Khái niệm chung về chất lượng hàn.................................................................. 6
1.1. Chỉ tiêu chất lượng ......................................................................................... 6
1.2. Đảm bảo chất lượng trong lĩnh vực sản xuất thuộc nghề hàn........................ 6
2. Khuyết tật hàn. .................................................................................................. 7
2.1. Khái niệm về khuyết tật hàn........................................................................... 7
2.2. Khuyết tật bên ngoài ...................................................................................... 8
2.3. Khuyết tật bên trong ....................................................................................... 8
3. Ảnh hưởng của khuyết tật đến khả năng làm việc của kết cấu hàn. ................. 9
3.1. Ảnh hưởng chung ........................................................................................... 9
3.2. Ảnh hưởng của một số khuyết tật phổ biến trong mối hàn. ........................... 9
4. Phân loại phương pháp kiểm tra hàn............................................................... 10
4.1. Phương pháp kiểm tra không phá huỷ ......................................................... 10
4.2. Phương pháp kiểm tra phá huỷ .................................................................... 10
Bài 2: Kiểm tra bằng phương pháp không phá huỷ ............................................ 11
Giới thiệu: .......................................................................................................... 11
Mục tiêu của bài: ............................................................................................... 11
Nội dung chính. .................................................................................................. 11
1. Kiểm tra chất lượng hàn bằng phương pháp ngoại dạng (VT). ...................... 11
1.1. Nguyên lý kiểm tra ....................................................................................... 11
1.2. Thiết bị, dụng cụ kiểm tra ............................................................................ 11
1.3. Kỹ thuật kiểm tra .......................................................................................... 13
1.4. Tiêu chuẩn đánh giá ..................................................................................... 14
1.5. Bài tập ứng dụng .......................................................................................... 16
2. Kiểm tra chất lượng hàn bằng phương pháp chụp ảnh phóng xạ (RT)........... 17
2.1. Nguyên lý kiểm tra ....................................................................................... 17
2.2. Thiết bị kiểm tra ........................................................................................... 18
2.3. Kỹ thuật kiểm tra .......................................................................................... 20
2.4 Tiêu chuẩn đánh giá ...................................................................................... 21
3. Kiểm tra chất lượng hàn bằng phương pháp từ tính (MT).............................. 21
3.1. Nguyên lý kiểm tra ....................................................................................... 22
3.2. Thiết bị kiểm tra ........................................................................................... 22
3.3. Vật liệu kiểm tra ........................................................................................... 24
3.4. Kỹ thuật kiểm tra .......................................................................................... 25
3.4 Tiêu chuẩn đánh giá ...................................................................................... 27
3.5. Bài tập ứng dụng .......................................................................................... 28
4. Kiểm tra chất lượng hàn bằng phương pháp thẩm thấu (PT).......................... 30
Trang 2
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
4.1. Nguyên lý kiểm tra ....................................................................................... 30
4.2. Thiết bị kiểm tra ........................................................................................... 31
4.3. Vật liệu kiểm tra ........................................................................................... 31
4.4. Chuẩn bị mẫu kiểm ...................................................................................... 32
4.5. Kỹ thuật kiểm tra .......................................................................................... 33
4.6. Tiêu chuẩn đánh giá ..................................................................................... 36
4.7. Bài tập ứng dụng .......................................................................................... 36
5. Kiểm tra chất lượng hàn bằng phương pháp siêu âm(UT). ............................ 38
5.1. Nguyên lý kiểm tra ....................................................................................... 38
5.2. Thiết bị kiểm tra ........................................................................................... 38
5.3. Kỹ thuật kiểm tra............................................................................................ 41
5.4. Tiêu chuẩn đánh giá ..................................................................................... 42
Bài 3: Kiểm tra bằng phương pháp phá huỷ ....................................................... 42
Giới thiệu: .......................................................................................................... 42
Mục tiêu của bài: ............................................................................................... 42
Nội dung chính ................................................................................................... 42
1. Thử kéo............................................................................................................ 42
1.1. Khái niệm về thử kéo ................................................................................... 42
1.2. Mục đích kiểm tra thử kéo ........................................................................... 43
1.3. Thiết bị kiểm tra thử kéo .............................................................................. 43
1.4. Kỹ thuật kiểm tra thử kéo............................................................................. 43
1.5 Bài tập ứng dụng ........................................................................................... 45
2. Thử nén............................................................................................................ 47
2.1. Khái niệm về thử nén ................................................................................... 47
2.2. Mục đích kiểm tra thử nén ........................................................................... 47
2.3. Kỹ thuật kiểm tra thử nén............................................................................. 47
2.4. Bài tập ứng dụng .......................................................................................... 47
3. Thử uốn. .......................................................................................................... 49
3.1. Khái niệm về thử uốn ................................................................................... 49
3.2. Mục đích kiểm tra thử uốn ........................................................................... 49
3.3. Kỹ thuật kiểm tra thử uốn ............................................................................ 49
3.4. Bài tập ứng dụng .......................................................................................... 50
4. Thử va đập. ...................................................................................................... 51
5. Thử độ cứng. ................................................................................................... 53
5.1. Khái niệm về độ cứng .................................................................................. 53
5.2. Mục đích kiểm tra độ cứng .......................................................................... 53
5.3. Thiết bị kiểm tra độ cứng ............................................................................. 53
5.4. Kỹ thuật kiểm tra độ cứng ............................................................................ 56
5.5. Bài tập ứng dụng .......................................................................................... 57
6. Kiểm tra ........................................................................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 60
Trang 3
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN
Tên mô đun: Kiểm tra chất lượng hàn
Mã mô đun: MĐ 23
I. Vị trí, tính chất của mô đun:
- Vị trí: Mô đun này được bố trí sau các môn học MH08 đến MH13 và mô đun
MĐ14 đến MH 22
- Tính chất: Là mô đun chuyên môn
II. Mục tiêu mô đun:
- Kiến thức:
+ Giải thích được khái niệm chung về kiểm tra chất lượng hàn;
+ Giải thích được một số tiêu chuẩn đánh giá chất lượng hàn đối với phương
pháp kiểm tra không phá huỷ;
+ Trình bày được kỹ thuật kiểm tra chất lượng mối hàn theo phương pháp
kiểm tra không phá huỷ và phương pháp kiểm tra phá huỷ;
- Kỹ năng:
+ Chuẩn bị đầy đủ các mẫu thử, vật liệu kiểm tra chất lượng mối hàn;
+ Vận hành và sử dụng thành thạo dụng cụ, thiết bị kiểm tra;
+ Thực hiện kiểm tra phá huỷ, không phá huỷ đạt yêu cầu kỹ thuật;
+ Đánh giá được kết quả kiểm tra đầy đủ, chính xác;
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Tuân thủ quy định, quy phạm trong quy trình kiểm tra chất lượng hàn;
+ Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác, có khả năng làm
việc độc lập và theo nhóm tốt;
III. Nội dung mô đun:
1.Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:
Thời gian (giờ)
Số Trong đó
Tên các bài trong mô đun Tổng
TT Lý Thực Kiểm
số
thuyết hành tra
1 Bài 1: Khái niệm chung 4 4
1. Khái niệm chung về chất lượng hàn 0,5
2. Khuyết tật hàn 1
3. Ảnh hưởng của khuyết tật đến khả năng
2
làm việc của kết cấu hàn
4. Phân loại các phương pháp kiểm tra chất
0,5
lượng hàn
2 Bài 2: Kiểm tra bằng phương pháp
28 9 17 2
không phá huỷ
1. Kiểm tra chất lượng hàn bằng phương
1 6
pháp ngoại dạng (VT)
2. Kiểm tra chất lượng hàn bằng phương
1
pháp chụp ảnh phóng xạ (RT)
Trang 4
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
3. Kiểm tra chất lượng hàn bằng phương
3 5
pháp từ tính (MT)
4. Kiểm tra chất lượng hàn bằng phương
2 6
pháp thẩm thấu (PT)
5. Kiểm tra chất lượng hàn bằng phương
2
pháp siêu âm(UT)
3 Bài 3: Kiểm tra bằng phương pháp phá
28 7 19 2
huỷ
1. Thử kéo 2 6
2. Thử nén 1 3
3. Thử uốn 1 5
4. Thử va đập 1
5. Thử độ cứng 2 5
Cộng 60 20 36 4
Trang 5
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
Bài 1. Khái niệm chung
Mã bài: MĐ 23.1
Giới thiệu:
Để hiểu được bản chất, phạm vi ứng dụng của phương các pháp kiểm tra
chất lượng hàn, người học cần hiểu khái niệm, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của
phương pháp kiểm tra chất lượng hàn, phân loại các phương pháp kiểm tra chất
lượng hàn, từ đó lựa chọn được phương pháp kiểm tra chất lượng hàn phù hợp
với mục đích công việc.
Mục tiêu của bài:
- Trình bày được khái niệm chung về chất lượng hàn.
- Trình bày được các dạng khuyết tật hàn và ảnh hưởng của khuyết tật hàn đến cơ
tính của liên kết hàn.
- Trình bày được các phương pháp kiểm tra hàn.
- Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác.
Nội dung chính
1. Khái niệm chung về chất lượng hàn
1.1. Chỉ tiêu chất lượng
Giá trị sử dụng của một sản phẩm làm nên tính hữu ích của sản phẩm đó và nó
chính là chất lượng của sản phẩm.
- Chất lượng của sản phẩm hàn là toàn bộ các đặc tính quy định chức năng phù
hợp với những yêu cầu xác định tương ứng với công dụng của nó.
- Chất lượng hàn được đánh giá qua một hệ thống các chỉ tiêu cụ thể. Những
chỉ tiêu chất lượng đó chính là các thông số kinh tế - kỹ thuật và các đặc tính riêng
có của sản phẩm phản ánh tính hữu ích của nó. Những đặc tính này gồm:
+ Tính năng tác dụng của sản phẩm
+ Các tính chất cơ, lý, hóa như kích thước, kết cấu…
+ Chỉ tiêu thẩm mỹ.
+ Tuổi thọ.
+ Độ tin cậy.
+ Độ an toàn.
+ Tiết kiệm nguyên liệu, năng lượng.
+ Chi phí, giá cả
1.2. Đảm bảo chất lượng trong lĩnh vực sản xuất thuộc nghề hàn
Đảm bảo chất lượng là thực hiện các công việc đã được lập kế hoạch cà tác
động có hệ thống cần thiết nhằm đảm bảo rằng sản phẩm đạt tới mức chất lượng
tối ưu và nó sẽ hoạt động tốt với độ tin cậy vừa đủ.
Theo tiêu chuẩn ISO 9001 thì đối với các ‘quá trình đặc biệt’ trong đó có quá
trình hàn, tiêu chuẩn yêu cầu bắt buộc phải kiểm soát chặt trẽ, đồng thời phải phê
duyệt từng công đoạn, quá trình để đảm bảo nguyên tắc phòng ngừa sự không phù
hợp của sản phẩm.
Về cơ bản, chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào các yếu tố như máy móc, con
người, phương pháp, vật liệu đầu vào và môi trường sản, để đảm bảo kiểm soát
tốt các vấn đề này thì trong sản xuất bằng phương pháp hàn (đối với mọi tiêu
chuẩn quản lý chất lượng từ châu Âu, Mỹ và Nhật Bản đều giống nhau về nguyên
tắc) các tiêu chuẩn đều yêu cầu:
Trang 6
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
- Đối với máy hàn và các thiết bị có liên quan phải đảm được kiểm tra, kiểm
định trước khi đưa vào sử dụng: kiểm định về an toàn cơ, điện cũng như các đặc
tính về dòng, áp, nhiệt độ, tốc độ….
- Về con người thì phải được đào tạo và sát hạch cũng như đảm bảo năng lực
và kinh nghiệm: Thợ hàn phải được đào tạo, kiểm tra và sát hạch tay nghề, giám
sát hàn, kỹ sư hàn,… phải có kinh nghiệm, được đào tạo, đánh giá và sát hạch
kiến thức chuyên môn (personnel Certification/Qualification); nhân viên kiểm tra
chất lượng bằng phương pháp kiểm tra không phá hủy (Non Destructive Testing
– NDT) phải được đào tạo, đánh giá và sát hạch.
- Phương pháp, quy trình sản xuất phải được xây dựng, thử nghiệm và phê
duyệt trước khi đưa vào áp dụng (Quy trình hàn – Welding Procedure
Specification (WPS)) để đảm bảo chất lượng hàn theo đúng quy trình đặt ra đồng
thời phải cử giám sát/giám định hàn (Welding Inspector) theo dõi, kiểm tra việc
tuân thủ các quy định.
- Kiểm tra vật liệu đầu vào: chứng chỉ chất lượng của thép (vật liệu cơ bản),
chứng chỉ chất lượng của vật liệu hàn, kiểm tra mẫu (kéo, nén, phân tích thành
phần vật liệu,…) đảm bảo nguyên vật liệu đầu vào đáp ứng yêu cầu chất lượng
đặt ra.
- Môi trường sản xuất phải đảm bảo: có các biện pháp để đảm bảo an toàn,
chống ăn mòn, gió, mưa, sự ổn định của nguồn điện,…. nhằm tránh ảnh hưởng
đến chất lượng nguyên vật liệu, bán sản phẩm và sản phẩm cuối cùng.
Ngoài ra còn nhiều vấn đề khác được quy định trong nhiều các tiêu chuẩn có
liên quan như là xây dựng, áp dụng và duy trì một hệ thống quản lý chất lượng
hàn (Welding Management System – WMS): sổ tay chất lượng, các quy trình làm
việc, sản xuất, quy trình kiểm tra, kiểm soát; các hướng dẫn công việc; kiểm soát
tài liệu, hồ sơ, bản vẽ; thực hiện hoạt động cải tiến,…
2. Khuyết tật hàn.
2.1. Khái niệm về khuyết tật hàn
Khuyết tật hàn của sản phẩm là sự không đáp ứng được yêu cầu cụ thể nào đó,
mà đã được quy định trong các bộ tiêu chuẩn.
- Trên thực tế, không phải mối hàn nào cũng đều hoàn hảo. Mối hàn sau quá
trình nguội đi có thể sẽ để lại một số những khuyết tật hàn. Các khuyết tật hàn
thường có ảnh hưởng xấu đến khả năng làm việc cũng như tính thẩm mỹ của sản
phẩm.
- Khuyết tật hàn có thể tồn tại bên ngoài hoặc bên trong sản phẩm
Hình 1. Các dạng khuyết tật trong hàn
Trang 7
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
2.2. Khuyết tật bên ngoài
Hình dáng và kích thước mối hàn thường phụ thuộc vào chiều dày vật hàn.
Khi hàn thường cho các giá trị: chiều rộng mối hàn; chiều cao chịu lực; phần nhô
đối với hàn giáp mối (Hình 2). Đối với liên kết góc hoặc chồng thường cho cạnh
mối hàn và chiều cao làm việc của tiết diện.
Khuyết tật bên ngoài thường thấy nhất trong mối hàn đó là chiều rộng và cao
không đều trên suốt đường hàn, mấp mô, chảy loang (Hình 3), cạnh góc vuông
không bằng nhau...
Hình 2. Hình dáng chuẩn mối hàn Hình 3. Hình dáng mối hàn bị sai lệch
Hình dáng mối hàn không đúng làm mối hàn tách khỏi vật liệu cơ bản, gồ ghề
bề mặt dẫn đến việc giảm khả năng làm việc của kết cấu, đặc biệt khi chịu tải
trọng động. Các khuyết tật bên ngoài mối hàn thường thấy gồm:
- Rãnh cắt: là chỗ kim loại cơ bản bị lõm xuống nằm dọc theo mép hàn do kim
loại nóng chảy không được đưa vào đủ.
- Lõm: xảy ra khi hồ quang bị tắt đột ngột tạo nên “miệng núi lửa”, thường
gặp khi hàn gián đoạn.
- Cháy thủng: là các phần tử của kết cấu bị nóng chảy xuyên thủng một đoạn
hàn do sự quá nhiệt cục bộ trên một diện tích nhỏ.
- Rò rỗ kim: thường được phát triển từ nơi rỗ xuyên lên bề mặt kim loại mối
hàn. Rỗ có dạng hình trụ kéo dài lên bề mặt.
- Chảy loang và lắng đọng: là phần kim loại nóng chảy thừa ra quanh mép hàn,
tràn ra và kết tinh lên phần kim loại không nóng chảy trong quá trình hàn.
2.3. Khuyết tật bên trong
Khuyết tật bên trong của mối hàn được phát hiện nhờ các phương pháp kiểm
tra NDT (ngoại trừ phương pháp kiểm tra VT). Dạng, đặc trưng, định hướng và
kích thước các khuyết tật bên trong phụ thuộc vào phương pháp hàn, trong khuôn
khổ môđun này chỉ trình bày những khuyết tật chung nhất bao gồm.
- Nứt: Nứt là sự phá hủy cục bộ liên kết hàn dưới dạng đường, được xem là
nguy hiểm nhất. Chúng xuất hiện trong kim loại mối hàn và kim loại cơ bản do
sự phát triển của ứng suất riêng. Trong quá trình sử dụng kết cấu hàn, nếu mối
hàn có vết nứt thì vết nứt đó sẽ rộng dần ra làm cho kết cấu bị hỏng.
Trang 8
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
- Rỗ khí: Thường xuất hiện do những bọt khí có hình dáng khác nhau (thường
là hình cầu), Các bọt khí xuất hiện do các phản ứng sinh khí trong khối kim loại
và khi kim loại đông đặc nhanh nó “giam” các bọt khí lại.
- Lẫn xỉ: Thường xuất hiện do làm sạch vảy và gỉ không tốt trên mép hàn, chủ yếu
khi hàn nhiều lớp. Xỉ là các tạp chất phi kim loại không kịp nổi lên bề mặt mối hàn
khi đông đặc.
- Không ngấu: là những bất liên tục đáng kể (mở ra) không có sự liên kết cấu
trúc tại giao diện giữa kim loại cơ bản và kim loại mối hàn hoặc giữa các lượt hàn.
- Không thấu: là những bất liên tục do kim loại không được điền đầy vào
những khoang, ngách trong tiết diện hoặc chân mối hàn, hoặc khi chiều sâu chảy
không đủ. Tại chỗ đó sẽ có khoảng trống. Nguyên nhân là do khe hở đáy nhỏ, điện
cực quá lớn, cường độ dòng điện nhỏ, tốc độ hàn nhanh, vát mép không thích hợp.
Không thấu làm yếu tiết diện làm việc, gây tập trung ứng suất trong mối hàn.
3. Ảnh hưởng của khuyết tật đến khả năng làm việc của kết cấu hàn.
3.1. Ảnh hưởng chung
Sự xuất hiện của khuyết tật hàn sẽ dẫn tới việc mất khả năng làm việc của
kết cấu. Mức độ nguy hiểm của khuyết tật cùng với ảnh hưởng của nó phụ
thuộc chủ yếu vào dạng kết cấu và mục đích sử dụng.
3.2. Ảnh hưởng của một số khuyết tật phổ biến trong mối hàn.
3.2.1. Ảnh hưởng của khuyết tật nứt
Tất cả các liên kết hàn của
kim loại và hợp kim đều có
thể xảy ra khuyết tật nứt. Thực
tế nứt là khuyết tật nguy hiểm
nhất của liên kết hàn. Nứt làm
giảm mạnh độ bền mỏi hoặc
khả năng chịu tải trọng động.
Do đó nếu đã xuất hiện nứt thì
bắt buộc phải sửa.
Hình 4. Các dạng vết nứt xuất hiện trong mối hàn
3.2.2. Ảnh hưởng của không ngấu
Là khuyết tật nghiêm trọng trong liên kết hàn bởi nó có thể dẫn đến nứt. Hàn
không ngấu sinh ra ở góc mối hàn, mép hàn hoặc giữa các lớp hàn. Phần lớn kết
cấu bị phá huỷ đều do hàn không ngấu. Khuyết tật không ngấu ảnh hưởng rất lớn
đến Độ bền tĩnh, Độ bền khi chịu tải trọng thay đổi, Độ bền khi tải trọng tĩnh lặp
lại, Độ dai va đập…
3.2.3. Ảnh hưởng của rỗ
Rỗ và rỗ chùm là một trong những khuyết tật rất nguy hiểm trong mối hàn. Sự
ảnh hưởng của nó được chia ra như sau:
- Độ bền tĩnh:
Ảnh hưởng của rỗ đến cơ tính liên kết hàn được đánh giá phụ thuộc và kiểu
rỗ, kích thước hình học, đặc trưng phân bố và hệ số tập trung ứng suất trong mối
hàn. Rỗ được chia tương ứng thành rỗ đơn (khoảng cách giữa các rỗ lớn hơn 3 lần
đường kính khuyết tật rỗ lớn nhất), rỗ dạng chuỗi (các rỗ không lẫn với nhau với
Trang 9
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
khoảng cách nhỏ hơn đường kính khuyết tật rỗ lớn nhất), rỗ tập trung thường kèm
với màng oxide. Rỗ đơn hình cầu thường có hệ số tập trung ứng suất nhỏ nhất.
Như vậy khi chịu tải trọng tĩnh ảnh hưởng của rỗ đến độ bền thể hiện ở mức độ
nhỏ hơn nhiều so với khi chịu tải trọng thay đổi.
- Khi chịu tải trọng thay đổi.
Hệ số tập trung ứng suất gây ra bởi dạng của mối hàn là các yếu tố xác định.
Nếu hệ số tập trung ứng suất do dạng mối hàn lơn hơn hệ số tập trung ứng suất do
rỗ, thì rỗ không làm giảm khả năng tải của liên kết hàn và ngược lại.
3.2.4. Ảnh hưởng của lẫn xỉ
Lẫn xỉ ảnh hưởng ít hơn đến cơ tính. Lẫn volfram nếu không đi kèm với màng
oxide thì không gây ảnh hưởng đến độ bền.
3.2.5. Ảnh hưởng của lệch mép
Khi kéo, liên kết hàn giáp mối có lệch mép sẽ gây ra momen uốn do phương
của lực bị lệch tâm. Tại giao diện kim loại mối hàn với kim loại cơ bản xuất hiện
ứng suất vượt quá giá trị danh nghĩa.
Khi hàn thép cacbon thấp chiều dày mỏng (
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
đôi khi trên chính sản phẩm. Mẫu đối chứng được hàn theo công nghệ và vật liệu
đúng theo liên kết hàn. Thông thường các thử nghiệm cho phép nhận được các số
liệu đặc trưng của độ bền, chất lượng và độ tin cậy của liên kết. Nếu hàn và thử
phá hủy mẫu trong phòng thí nghiệm thì những thử nghiệm này đặc trưng cho
chất lượng các mẫu không có khuyết tật sản xuất. Người ta thử nghiệm cơ tính
kim loại và liên kết hàn bằng kéo, uốn, va đập... Theo đặc trưng tải trọng tiến hành
thử tĩnh, động và mỏi.
Các phương pháp thử nghiệm “không mẫu” như kiểm tra độ cứng, phân tích
kim tương, phân tích hóa học, kiểm tra ăn mòn cũng được xếp vào nhóm này.
Câu hỏi ôn tập:
Câu 1: Trình bày khái niệm chung về chất lượng hàn.
Câu 2: Trình bày ảnh hưởng của một số khuyết tật hàn phổ biến trong mối hàn.
Câu 3: Phân loại các phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn.
Bài 2: Kiểm tra bằng phương pháp không phá huỷ
Mã bài: MĐ 23.2
Giới thiệu:
Để hiểu và thực hiện được phương pháp kiểm tra không phá hủy, người học
cần nắm vững được kỹ thuật kiểm tra, trình tự các bước thực hiện và phạm vi ứng
dụng của từng phương pháp, từ đó biết cách lựa chọn và thực hiện kiểm tra đảm
bảo đạt kết quả cao nhất với từng công việc cụ thể.
Mục tiêu của bài:
- Giải thích được nguyên lý của các phương pháp kiểm tra không phá huỷ.
- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị kiểm tra.
- Vận hành sử dụng được các thiết bị kiểm tra không phá huỷ.
- Trình bày được kỹ thuật kiểm tra chất lượng hàn bằng các phương pháp kiểm
tra VT, RT, MT, PT và UT.
- Thực hiện kiểm tra được chất lượng hàn bằng các phương pháp kiểm tra không
phá huỷ đúng trình tự, đạt yêu cầu kỹ thuật.
- Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác.
Nội dung chính.
1. Kiểm tra chất lượng hàn bằng phương pháp ngoại dạng (VT).
1.1. Nguyên lý kiểm tra
Kiểm tra ngoại dạng là phương pháp dùng mắt thường và các dụng cụ cầm tay
để kiểm tra bên ngoài mối hàn nhằm phát hiện các khuyết tật bên ngoài trong
phạm vi nhìn thấy của thị lực hoặc các sai lệch về kích thước, hình dáng.
1.2. Thiết bị, dụng cụ kiểm tra
Thiết bị, dụng cụ kiểm tra ngoại dạng được chọn lựa theo TCVN 7507:2005.
quy định cụ thể như sau:
- Cường độ chiếu sáng tối thiểu 350 lux, nên dùng 500 lux (mức độ bình
thường trong xưởng hoặc văn phòng).
- Không gian tiếp cận dành cho quan sát bằng mắt như sau:
Trang 11
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
Hình 5. Không gian tiếp cận của mắt
- Ống nội soi (có gương) hoặc hệ thống soi dùng cáp quang nối với camera và
màn hình.
- Chiếu sáng bổ sung nhằm tạo độ tương phản và hiệu ứng nhấp nhô bề mặt
cần thiết giữa khuyết tật và nền xung quanh.
- Các thước đo (thước lá).
- Kính lúp.
- Dưỡng đo mối hàn.
Hình 6. Dưỡng đo mối hàn góc Hình 7. Dưỡng đo mặt mối hàn
Đo độ cao mối hàn Đo góc vát phôi
Đo cạnh mối hàn góc Đo mặt mối hàn góc
Hình 8. Thước đo mối hàn đa năng
Trang 12
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
Khe hở và góc vát
Độ lệch đáy
Hình 9. Dưỡng đo
1.3. Kỹ thuật kiểm tra
- Làm sạch bề mặt liên kết hàn (bề mặt mối hàn và vùng kim loại cơ bản). Có nhiều
phương pháp là sạch mối hàn và vùng kim loại cơ bản như:
+ Dùng bàn chải sắt: phương pháp này tương đối dễ thực hiện và rất nhanh
chóng.
Hình 10. Làm sạch mối hàn bằng bàn chải sắt
+ Dùng dung môi (xà phòng, hay thuốc tẩy rửa..) loại bỏ tất cả các chất bẩn
hòa tan như dầu, bụi.. nhưng không thể loại bỏ lớp oxit tự nhiên.
+ Đánh cát hay cạo, hay bàn chải lông cứng, giấy ráp, búi thép dùng loại bỏ
các lớp gỉ lỏng lẻo, gỉ sắt, các màng sơn cũ, mối hàn chảy, hạt gỉ sắt trên mặt kim
loại. Làm sạch bằng dung môi trước chất bẩn dạng dầu mỡ.
+ Thổi cát ướt: là sẽ thổi vào bề mặt kim loại với hỗn hợp nước và cát sạch
với áp suất cao. Ưu điểm của phương pháp này là để xử lý màng gỉ sét lớn, cách
xử lý này tuy không gây bụi nhưng bề mặt kim loại sẽ bị ướt và cần phải làm khô
trước khi thực hiện kiểm tra.
Trang 13
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
Hình 11. Làm sạch mối hàn bằng phun cát ướt
- Quan sát kỹ bằng mắt thường hoặc bằng kính lúp.
Trong quá trình kiểm tra tùy và mục đích kiểm tra có thể sử dụng các thiết bị hỗ
trợ chiếu sáng bổ sung, ống nội soi…
- Kiểm tra kích thước của mối hàn so với bản vẽ thiết kế.
Khi thực hiện kiểm tra cần sử dụng thước, dưỡng chuyên dụng để đo các thông số
của mối hàn. Các thông số của mối hàn cần kiểm tra được thể hiện rõ trên (hình 12).
Hình 12. Các thông số của mối hàn
Sau khi thực hiện kiểm tra xong tiến hành so sánh kết quả kiểm tra với tiêu
chuẩn đánh giá để đưa ra kết luận về chất lượng mối hàn.
1.4. Tiêu chuẩn đánh giá
Có nhiều bộ tiêu chuẩn quy định về đánh giá chất lượng hàn bằng phương
pháp kiểm tra VT như: ASME, AWS, API, ISO... sau đây sẽ trình bày tiêu chuẩn
TCVN 7507:2005. Về đánh giá chất lượng hàn bằng phương pháp kiểm tra VT.
Bảng 1. Giá trị lớn nhất được phép có trong mối hàn khi tiến hành kiểm tra VT(tính cho
L=200mm)
Tối đa cho
TT Loại khuyết tật Hình ảnh và nhận xét
phép
Không cho
1 Nứt
phép
Rỗ, bọt khí, rãnh khí,
2 rỗ tổ sâu, rỗ co cuối 1 mm
cạnh rãnh co ngót)
Trang 14
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
3 Chảy tràn 20 mm trên
bề mặt
Tổng toàn bộ không quá 20mm
4
Không thấu 20 mm dưới
chân
Tổng toàn bộ không quá 20mm
L< 12 mm
5 Ngậm xỉ (oxit silic)
W< 3 mm
Tổng không quá 15 mm
Phụ thuộc vào chân/mặt
10% D
nhưng
6 Cháy cạnh
không quá 1
mm
7 Lõm đáy Dmax 1mm
Trang 15
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
Không điền đầy rãnh Không chấp
8
hoặc không ngấu nhận
Max =
9 Lệch cạnh
1÷1.5 mm
Không chấp
10 Vết hồ quang
nhận
Theo lời
11 Hư hỏng cơ học Phụ thuộc chiều sâu và hỗn hợp
khuyên
12 Lệch góc Chấp nhận
13 Kim loại hàn quá dày 2 mm Dmax
1,5 mm
14 Hàn quá thấu
Dmax
15 Không chấp
Cháy thủng
nhận
1.5. Bài tập ứng dụng
1.5.1. Trình tự thực hiện
Bảng trình tự thực kiểm tra chất lượng mối hàn bằng ngoại dạng (VT)
Dụng cụ Yêu cầu
TT Nội dung Hình vẽ minh họa
thiết bị đạt được
Làm
Búa gõ ghỉ,
Làm sạch sạch xỉ
1 máy mài
vật hàn hàn và
tay…
bụi bẩn
Trang 16
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
Thước lá,
Dưỡng, Bộ Đầy đủ
Chuẩn bị
2 kiểm tra dụng cụ,
dụng cụ
theo AWS thiết bị
hoặc CWI
Dụng cụ
3 Kiểm tra
kiểm tra
Báo cáo Đúng, đủ
4 Form VT
kết quả thông tin
So sánh, Bảng tiêu Kết luận
5
kết luận chuẩn đúng
1.5.2. Thực hành
Tiến hành kiểm tra và báo cáo kết quả kiểm tra ngoại dạng trên các mẫu thực
hành thực hiện ở vị trí 1G theo quy chuẩn được chuẩn bị sẵn gồm:
- Mẫu mối hàn được thực hiện bằng phương pháp hàn hồ quang tay.
- Mẫu mối hàn được thực hiện bằng phương pháp hàn MAG
- Mẫu mối hàn được thực hiện bằng phương pháp hàn TIG.
2. Kiểm tra chất lượng hàn bằng phương pháp chụp ảnh phóng xạ (RT)
2.1. Nguyên lý kiểm tra
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. Tia X và tia Gamma là sóng điện từ
có bước sóng rất ngắn, tần số dao động và năng lượng rất cao có thể đi xuyên qua
khối kim loại dày, Một phần bức xạ 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.
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). Giải đoán phim sẽ cho phép phát hiện các khuyết tật bên trong
vật hàn một cách chính xác. Phương pháp chụp ảnh phóng xạ cho phép phát hiện
được tất cả các loại khuyết tật trừ các vết nứt tế vi.
Nguồn bức xạ thường được sử dụng là nguồn gamma hoặc máy phát tia X.
Trang 17
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
Hình 13. Nguyên lý phương pháp chụp ảnh bức xạ mối hàn
2.2. Thiết bị kiểm tra
Hai trong số các nguồn bức xạ được sử dụng rộng rãi nhất trong chụp ảnh bức
xạ là máy phát tia X (Roentgen) và nguồn tia Gamma. Chụp ảnh bức xạ thường
được chia thành “Chụp tia X” và “Chụp tia Gamma”, phụ thuộc vào nguồn phóng
xạ được sử dụng.
Hình 14. Nguồn chụp tia X- Ray Hình 15. Nguồn chụp tia Gamma
2.2.1. Thiết bị phóng tia X.
Hình 16. Thiết bị phóng tia X-Ray
Chùm tia X được dùng để chụp ảnh phóng xạ khi hàn thường có năng lượng
photon từ 30 KeV đến 20 MeV. Máy phát tia X thông thường (ống) phát ra chùm
tia X có năng lượng dưới 400 KeV. Chúng có thể xách tay (di động) hoặc đặt cố
định. Khi năng lượng phát ra trên 400 KeV phải sử dụng thiết bị cố định như
betatron hay máy gia tốc.
Bản chất của bức xạ tia X: Bức xạ tia X là dạng bức xạ điện từ giống như ánh
sáng. Giữa bức xạ tia X và ánh sáng bình thường chỉ khác nhau về bước sóng.
Bước sóng của bức xạ tia X nhỏ hơn vài ngàn lần so với bước sóng của ánh sáng
bình thường.
Thiết bị phát bức xạ tia X:
Trang 18
- Trường cao đẳng cơ điện, xây dựng Việt Xô Giáo trình: Kiểm tra chất lượng hàn
Hình 17. Một số thiết bị phóng tia X-ray
Tuỳ theo điện thế giữa các cực ta có các loại máy tia X khác nhau. Nếu điện
thế giữa Anốt và Katốt là điện thế xoay chiều thì ta có loại máy tia X nửa sóng.
Nếu điện thế giữa Katốt và Anốt là không đổi thì ta có loại máy cả sóng.
Nếu điện thế giữa Katốt và Anốt càng cao thì năng lượng của tia X càng lớn. Các
máy tia X thường có điện thế từ 30, 45, 50, 70, 100, 150, 200KV và năng lượng
tia X cực đại tương ứng cũng đạt được là 30, 45, 50, 70, 100, 150, 200 KeV.
Các máy tia X thì điện thế giữa 2 cực (KV) là một trong những đặc trưng của máy
phát tia X.
Chỉ có một phần nhỏ của tia X đạt tới năng lượng tại đỉnh này còn đa số tia X
còn lại có năng lượng thấp hơn. Tia X năng lượng thấp là không cần thiết cho việc
chụp và rất có hại cho cơ thể, cũng như làm mờ nền phim ảnh trong xạ hình công
nghiệp. Vì vậy người ta phải tìm cách khử chúng đi bằng cách dùng các tấm lọc bằng
nhôm hoặc bằng đồng. Các tấm lọc này đã được nhà sản xuất gắn ngay trong máy.
2.2.3. Thiết bị phát tia Gamma
Máy phát tia gamma có 3 loại chính sau đây :
- Máy có bộ phận che chắn có thể tách ra để phóng tia gamma.
- Máy có nguồn có thế được dịch chuyển hoặc quay đến 1 nơi có bộ phận
che chắn mỏng, chế tạo trước, nhưng nguồn vẫn ở trong máy phóng tia gamma.
- Máy có mguồn được đấy ra khỏi máy phóng tia gamma.
Hình 18. Một số hình ảnh về thiết bị dùng nguồn gamma
- Hai loại đầu được gọi là Máy phóng tia gamma lá chắn (shutter),chúng tự
chuẩn trục (collimator) tia bức xạ để bức xạ thoát ra được sắc nét và hạn chế kích
thước của chùm tia. Cơ chế lá chắn có thể tự động hoặc bằng tay.
Đây là tính năng rất quan trọng. Nó giúp người thao tác có thể đứng sau máy
để giảm thiểu liều chiếu vào họ, ở những nơi mà 2 loại trên không có khả năng sử
Trang 19
nguon tai.lieu . vn
