Kiểm tra không phá hủy (Non destructive testing – NDT)

Trong kỹ thuật sửa chữa cơ khí, có một số phương pháp kiểm tra không phá hủy nhằm tìm ra các khuyết tật hoặc tiềm năng hư hỏng của chi tiết máy hoặc thiết bị, mắt thường nhiều khi không thấy được mà không ảnh hưởng đến chi tiết, thiết bị. Ở nhà máy tôi thường dùng pp siêu âm để đo bề dày vỏ thiết bị bồn, tháp cao áp và pp chụp phim phóng xạ để kiểm tra mối hàn cao áp. Xin giới thiệu các pp NDT chủ yếu sau đây để các bạn tham khảo. 

Kiểm tra không phá hủy là việc sử dụng các phương pháp vật lý để kiểm tra phát hiện các khuyết tật bên trong hoặc ở bề mặt vật kiểm mà không làm tổn hại đến khả năng sử dụng của chúng. Viết tắt từ chữ tiếng Anh "Non - destructive Testing", hay mở rộng hơn là " Non - Destrictive Evaluation" (NDE - thiên về định lượng, kiểm tra) hay "Non - Destructive inspection" - NDI. 

Kiểm tra không phá hủy dùng để phát hiện các khuyết tật như là nứt, rỗ, xỉ, tách lớp, hàn không ngấu, không thấu trong các mối hàn..., kiểm tra độ cứng của vật liệu, kiểm tra độ ẩm của bê tông (trong cọc khoan nhồi), đo bề dày vật liệu trong trường hợp không tiếp xúc được hai mặt (thường ứng dụng trong tàu thủy), đo cốt thép (trong các công trình xây dựng... ),v.v...

Kiểm tra không phá hủy có rất nhiều phương pháp, có hai nhóm phương pháp đó là: 

Phương pháp kiểm tra thông thường: 

 1. Siêu âm kiểm tra (Ultrasonic test – UT) 

 2. Chụp ảnh bức xạ hay còn gọi là chụp phim (Radiographic test – RT) 

 3. Kiểm tra bằng chất lỏng thẩm thấu hay thấm màu (Penetrant test - PT) 

 4. Kiểm tra bằng bột từ (Magnetic particle test – MT) 

 5. Dòng xoáy điện (ET) Trong đó các biện pháp số 1 và 2 (UT và RT) được sử dụng để phát hiện các khuyết tật nằm sâu bên trong chiều dày kết cấu, còn biện pháp số 3 và 4 (PT và MT) sử dụng khi cần kiểm tra các khuyết tật nằm trên bề mặt. 

Ngoài ra có nhóm phương pháp đặc biệt như là 

 * Phương pháp chụp ảnh nơtron. 

 * Kỹ thuật vi sóng, bức xạ âm v.v... 

 Ưu điểm của phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) này so với các phương pháp phá hủy (DT) đó là NDT không làm ảnh hưởng đến khả năng sử dụng của vật kiểm sau này. Ngoài ra phương pháp NDT có thể kiểm tra 100% vật kiểm, trong khi đó phương pháp DT chỉ có thể kiểm tra xác suất. Phương pháp NDT có thể kiểm tra ngay khi vật kiểm nằm trên dây chuyền sản xuất mà không phải ngưng dây chuyền sản xuất lại. 

Trong các phương pháp NDT đã nêu trên, mỗi phương pháp đều có ưu điểm riêng, không phương pháp nào có thể thay thế được phương pháp nào. Ứng với mỗi trường hợp cụ thể mà ta lựa chọn những phương pháp kiểm tra phù hợp. Khi áp dụng kiểm tra không phá hủy, ta có thể dể dàng phát hiện những khuyết tật, từ đó sửa chữa khắc phục sai sót. Do đó, công trình khi hòan thành sẽ có các chi tiết sai hỏng thấp nhất. 

Cụ thể: Phương pháp thẩm thấu lỏng: Dùng ứng dụng của hiện tượng mao dẫn: 

- Trước tiên, ta phải làm sạch bề mặt vật kiểm, khi đó các chất bẩn sẽ được loại bỏ và không che lấp những khuyết tật hở ra bề mặt. 

- Sau đó người ta sẽ xịt một lớp chất thẩm thấu, lớp chất thẩm thấu này sẽ đi vào và nằm trong các khuyết tật hở bề mặt. Có hai loại chất thẩm thấu đó là chất thẩm thấu khả kiến (có màu nhìn thấy được dưới ánh sáng thường) và chất thẩm thấu huỳnh quang (chỉ nhìn thấy khi chiếu ánh sáng đen). 

- Chờ một thời gian để chất thẩm thấu đi sâu vào khuyết tật. 

- Sau đó, ta làm sạch chất thấm dư trên bề mặt bằng chất tẩy rửa. Cần lưu ý trong quá trình loại bỏ chất thấm dư trên bề mặt, không được xịt trực tiếp chất tẩy rửa lên bề mặt vật kiểm tránh trường hợp chất thẩm thấu trong khuyết tật cũng bị lau sạch.

- Sau đó, người ta áp chất hiện lên bề mặt vật kiểm. Chất hiện có tác dụng hút chất thẩm thấu đọng lại ở trong khuyết tật lên bề mặt vật kiểm nhờ hiện tượng mao dẫn ngược. 

- Lúc này nhờ tính chất nhìn thấy (nhuộm màu, hay nhìn thấy dưới ánh sáng cực tím) thì người ta có thể phát hiện và đánh giá khuyết tật. 

- Cuối cùng, sau khi đánh giá khuyết tật, ta sử dụng chất tẩy rửa làm sạch vật kiểm. Phương pháp thẩm thấu lỏng chỉ áp dụng để kiểm tra những khuyết tật mở ra bề mặt. Phương pháp có thể áp dụng cho tất cả các loại vật liệu trừ vật liệu xốp và vật liệu có bề mặt thô rám. Đây là một trong những phương pháp kiểm tra không phá hủy đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả. 

1.Kiểm tra siêu âm (Ultrasonic test) 

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. Với thế hệ máy siêu âm chương trình số vào loại hiện đại nhất Việt Nam hiện nay và đội ngũ kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm, công việc.

 

2.Chụp phim (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. Với khả năng hiện tại, Trung tâm hoàn toàn có thể đáp ứng các yêu cầu chụp phim các kết cấu kim loại, mối hàn với phương châm: chất lượng tốt nhất, tiến độ nhanh nhất và giá cả cạnh tranh nhất. 

3.Kiểm tra bằng chất lỏng thẩm thấu (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. 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. 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 này thường được Trung tâm kiểm định KTAT KV2 sử dụng như biện pháp kiểm tra bổ sung trong việc kiểm tra các mối hàn sau khi xử lý nhiệt, các mối hàn kết cấu cần trục, v.v. 

4.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 Trung tâm KTAT KV2 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 chúng tôi 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. 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 vùng kiểm tra không có các khuyết tật hay vết nứt, các hạt sắt từ này sẽ phân bố một cách đều đặn dọc theo các đường sức từ trường. Nếu có các vết nứt hay khuyết tật, các đường sức từ trường bị gián đoạn sẽ làm cho các hạt sắt từ tập trung cục bộ tại vùng có khuyết tật. Bằng việc xem xét kỹ sự phân bố của các hạt sắt từ trên vùng kiểm tra, người ta dễ dàng phát hiện ra các vị trí bị nứt hay có các khuyết tật bề mặt. Trong thực tế để dễ phân biệt vị trí có khuyết tật, người ta thường phun lên bề mặt vùng kiểm một lớp dung môi màu trắng có tác dụng làm nổi bật màu đen của các hạt sắt từ hoặc sử dụng đèn huỳnh quang tia cực tím trong những trường hợp đòi hỏi độ nhạy cao. 

Related Posts by Categories