Với các bước cơ bản khi thiết kế một sản phẩm kết cấu thép với phương pháp hàn: chọn vật liệu cơ bản, vật liệu hàn, phương pháp hàn, trình tự cácnguyên công thực hiện, chế độ hàn và xử l
TỔNG QUAN VỀ DẦM CẦU TRỤC
Giới thiệu chung về kết cấu thép
Kết cấu thép là hệ thống chịu lực của công trình, được chế tạo chủ yếu từ thép hoặc các kim loại khác, mang lại độ bền cao và khả năng chịu lực tốt Nhờ những ưu điểm nổi bật như thiết kế tinh gọn, dễ lắp đặt và vận chuyển, kết cấu thép ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong ngành xây dựng hiện đại Ngoài ra, kết cấu thép còn có tính công nghiệp hóa cao, phù hợp với các công trình quy mô lớn Khi làm việc trong môi trường ẩm ướt hoặc nhiệt độ cao, cần phủ lớp sơn chống gỉ, chống cháy hoặc sử dụng lớp bê-tông bảo vệ bên ngoài để tăng độ bền và an toàn cho kết cấu.
Kết cấu thép có phạm vi sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm xây dựng nhà cửa, cầu đường, và các công trình kết cấu khung tháp cao Nó còn được ứng dụng trong các bể chứa, khung sàn, cùng bệ đỡ cho các máy nâng chuyển và cấu trúc dầm trụ Nhờ tính linh hoạt và độ bền cao, kết cấu thép là giải pháp tối ưu cho các công trình lớn và phức tạp.
Khi tính toán và thiết kế kết cấu thép, cần đảm bảo các yêu cầu về độ bền, độ cứng của vật liệu chế tạo và khả năng chịu lực của kết cấu Hình dạng kết cấu phải hợp lý để tiết kiệm vật liệu, nâng cao tính công nghệ trong quá trình chế tạo và đảm bảo tính lắp ráp cơ động, góp phần tạo ra các công trình hiệu quả và bền vững.
Chính vì thế ta cần tính toán để so sánh để tìm ra kết cấu hợp lý và tiết kiệm nhất.
Dầm cầu trục
Cầu trục là thiết bị nâng hạ sử dụng hệ dầm đỡ với hai chuyển động chính là ngang và dọc để đảm bảo hiệu quả trong việc nâng, hạ và di chuyển tải trong không gian làm việc của nhà xưởng Thiết bị này giúp tối ưu hóa quá trình vận chuyển hàng hóa và nâng cấp năng suất sản xuất Cầu trục đóng vai trò quan trọng trong các nhà xưởng công nghiệp, giúp nâng và di chuyển tải một cách an toàn, linh hoạt và chính xác.
Cầu trục là thiết bị chủ yếu được sử dụng trong các phân xưởng, nhà kho để nâng hạ và vận chuyển hàng hóa với lưu lượng lớn Nhờ vào khả năng nâng hạ và di chuyển theo yêu cầu tại bất kỳ vị trí nào trong không gian nhà xưởng, cầu trục giúp tối ưu hóa quá trình thao tác và nâng cao hiệu quả làm việc Cầu trục được phân loại chính gồm cầu trục dầm đơn, phù hợp cho các công trình có yêu cầu vận chuyển hàng hóa nhỏ gọn và linh hoạt.
Là cấu trúc tời nâng chạy trên một dầm chính Cầu trục này đáp ứng cho các tải trọng nâng nhẹ đến trung bình(< T)
- Ưu điểm của cầu trục dầm đơn:
Có thiết kế gọn nhẹ, chế tạo nhanh, không tốn nhiều thời gian cho quá trình lắp ráp.
Lắp ráp được cả những nơi hạn chế về không gian (chiều dài, chiều rộng)
Giá thành tương đối rẻ
- Nhược điểm của cầu trục dầm đơn:
Chiều cao nâng thấp hơn so với cầu trục dầm đôi
Tải trọng nâng hạ thấp (tối đa chỉ đạt tới 20 tấn).
Trên thị trường, cầu trục dầm đơn thường có màu vàng và kích thước nhỏ gọn, phù hợp cho các nhà máy và xí nghiệp nhỏ Loại cầu trục này có giá thành rẻ hơn so với các loại khác, giúp các công ty tiết kiệm chi phí vận hành và nâng cao hiệu quả sản xuất Trong khi đó, cầu trục dầm đôi phù hợp cho các ứng dụng cần tải trọng lớn và hoạt động trong các nhà xưởng lớn, mang lại khả năng nâng hàng vượt trội.
Cầu trục có tời nâng chạy trên hai dầm chính, đảm bảo khả năng vận hành mạnh mẽ và ổn định Thiết kế vững chắc của kết cấu giúp nó phù hợp với các tải trọng lớn, nâng cao hiệu suất làm việc trong nhà xưởng Nhờ có kết cấu chắc chắn, cầu trục có thể phù hợp với các nhà xưởng có chiều rộng lớn, đáp ứng mọi yêu cầu kỹ thuật và sản xuất.
- Ưu điểm cầu trục dầm đôi
Tiết kiệm không gian: Dầm chạy trên cao nên sử dụng được toàn bộ không gian bên dưới
Cầu trục dầm đôi gọn nhẹ, kết cấu vững chắc, hoạt động ổn định và đáng tin cậy trong việc nâng hạ các vật có tải trọng lớn Với khả năng nâng từ 2 tấn trở lên, loại cầu trục này phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp vận chuyển hàng hóa nặng, giúp nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất Cầu trục dầm đôi là giải pháp tối ưu cho doanh nghiệp cần hệ thống nâng hiện đại, bền bỉ và dễ vận hành.
100 tấn, khẩu độ từ 5m đến 50m.
Cầu trục dầm đôi cũng có nhược điểm dễ xảy ra xô lệch dầm khi di chuyển do lực cản hai bên ray không đều.
Cầu trục dầm đôi ngày càng phổ biến trong các nhà máy sản xuất như nhiệt điện, gang thép để nâng và vận chuyển vật liệu xây dựng hiệu quả Với khả năng tải trọng lớn và kết cấu vững chắc, cầu trục dầm đôi giúp nâng cao năng suất lao động và tối ưu hóa quá trình vận chuyển hàng hóa trong các khu công nghiệp Việc sử dụng cầu trục dầm đôi không chỉ đảm bảo an toàn mà còn giảm thiểu thời gian vận chuyển, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm chi phí vận hành.
Hiện tại, cầu trục dầm đôi được ứng dụng trên nhiều lĩnh vực kinh doanh khác nhau, trong đó:
Cầu trục dầm đôi là thiết bị phổ biến trong các ngành sản xuất và kinh doanh hàng hóa, hỗ trợ nâng hạ, di chuyển và sắp xếp hàng hóa một cách hiệu quả Việc sử dụng cầu trục dầm đôi giúp tối ưu hóa quá trình vận chuyển hàng hóa, tiết kiệm thời gian và giảm thiểu chi phí sản xuất Với khả năng chịu tải lớn và độ bền cao, loại cầu trục này góp phần nâng cao năng suất và hiệu quả hoạt động của doanh nghiệp.
Ứng dụng của cầu trục dầm đôi trong ngành xây dựng đóng vai trò thiết yếu trong việc nâng hạ vật liệu xây dựng một cách hiệu quả Thiết bị này giúp hạn chế tối đa việc sử dụng sức lao động thủ công, tăng năng suất lao động và đảm bảo an toàn cho công nhân Nhờ đó, quá trình thi công được đẩy nhanh, tiết kiệm thời gian và chi phí, góp phần nâng cao hiệu quả tổng thể của dự án xây dựng.
Ứng dụng trong lĩnh vực quốc phòng, an ninh, giúp nâng đỡ các hệ thống máy móc có trọng lượng lớn
Việc sử dụng cầu trục dầm đôi trong các lĩnh vực giúp quá trình nâng hạ diễn ra dễ dàng, nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và chi phí cho người sử dụng Nhờ có cầu trục, công việc vận chuyển hàng hóa trong nhà xưởng lớn trở nên nhẹ nhàng hơn, giảm bớt sức lao động cực nhọc của con người Các cần trục này còn được ứng dụng phổ biến trong các nhà máy sản xuất công nghiệp và các ngành luyện kim, mang lại hiệu quả cao trong quá trình vận hành.
Là cầu trục có thể xoay quanh 1 trục cố định, nhằm phục vụ nâng hạ trong 1 bán kính cố định
Cầu trục quay là một trong những loại cầu trục phổ biến hiện nay, chuyên dùng để nâng hạ hàng hóa và vật liệu tải đặc biệt Thiết kế của cầu trục quay gồm một trụ đứng và một khẩu cần tạo thành góc vuông 90 độ với trụ đứng, cùng cơ cấu quay giúp nâng hạ và di chuyển hàng hóa một cách linh hoạt Với tính năng đặc biệt và cấu tạo chắc chắn, cầu trục quay đáp ứng hiệu quả mọi yêu cầu nâng hạ trong các công trình xây dựng và nhà máy sản xuất.
- Ưu điểm cầu trục quay
Trụ đứng được liên kết với hệ móng nhờ vào bu lông cường độ cao, đảm bảo độ chắc chắn và ổn định cho công trình Các thành phần này giúp tăng khả năng chịu lực, cho phép nâng hạ hàng hóa, vật liệu có trọng lượng lớn và kích thước cồng kềnh một cách an toàn và hiệu quả.
Hệ thống quay và hệ thống tay kết hợp với Palăng di động giúp bốc xếp hàng hóa trong nhà xưởng một cách nhanh chóng và hiệu quả Thiết bị linh hoạt, dễ dàng điều chỉnh phù hợp với nhiều loại hàng hóa khác nhau Nhờ đó, quá trình vận chuyển được diễn ra an toàn, không gây hư hỏng hay rơi vỡ hàng hóa Giải pháp này nâng cao năng suất làm việc, tối ưu hóa quá trình lưu kho và giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận chuyển nội bộ nhà xưởng.
Thiết bị yêu cầu cao trong quá trình lắp đặt, tổ hợp nhưng dễ bảo trì, dễ bảo dưỡng.
Mức chi phí đầu tư không quá cao nên phù hợp với khả năng kinh tế của nhiều doanh nghiệp.
Đa dạng lựa chọn về tải trọng đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nâng hạ hàng hóa của nhà xưởng.
Thiết bị này cho phép nâng, hạ và di chuyển các hàng hóa, vật dụng có kích thước lớn một cách linh hoạt từ vị trí này sang vị trí khác Sản phẩm vượt trội trong khả năng xử lý các vật dụng lớn mà các thiết bị cùng loại khó có thể thực hiện, giúp nâng cao hiệu quả công việc và tiết kiệm thời gian trong quá trình vận chuyển và sắp xếp hàng hóa.
Khả năng định vị hàng hóa, vật liệu cần nâng đỡ chính xác giúp giảm sai số trong quá trình di chuyển xuống mức thấp nhất.
An toàn hơn trong quá trình vận chuyển, nâng hạ hàng hóa có trọng lượng lớn.
Tiết kiệm nhân công, nâng cao hiệu suất làm việc cho doanh nghiệp.
Cầu trục quay hoạt động theo nguyên lý xoay với góc quay đa dạng như
180 độ, 270 độ hoặc trong điều kiện cài đặt nhất định có thể quay một vòng tròn
Cầu trục có vai trò quan trọng trong việc xếp hàng hóa, nâng hạ và di chuyển các loại vật liệu trong kho bãi, cảng biển, nhà xưởng và bến cảng Ứng dụng phổ biến nhất của thiết bị này là tại các khu vực yêu cầu vận chuyển hàng hóa đặc biệt, đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình vận chuyển Một loại cầu trục đặc biệt là cầu trục dựa tường, phù hợp cho các không gian hẹp và tối ưu hóa không gian làm việc.
Cầu trục dọc là loại cầu trục chạy dọc một bên nhà xưởng, thường được lắp đặt ở tầng dưới của hệ thống cầu trục trên cao để nâng hạ hàng hóa một phía của nhà xưởng một cách hiệu quả.
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CẦU TRỤC DẦM ĐÔI DẠNG HỘP
Lựa chọn vật liệu cơ bản
Nguyên tắc chung lựa chọn vật liệu cơ bản cho kết cấu hàn
Vật liệu cơ bản phải thỏa mãn các yêu cầu sử dụng của kết cấu, như điều kiện bền, điều kiện ổn định, cứng vững, chịu mỏi.
Vật liệu phải có tính công nghệ (đặc biệt là tính hàn) rõ ràng
Việc chọn vật liệu hàn phải dựa trên điều kiện làm việc cụ thể của kết cấu
Việc lựa chọn vật liệu phải làm sao cho sản phẩm có giá thành nhỏ nhất có thể (chỉ tiêu về kinh tế)
Chủng loại vật liệu, bao gồm kích thước, hình dáng và tiết diện ngang, cần phải phù hợp với điều kiện chịu lực và lắp ghép để đảm bảo độ bền vững của công trình Việc lựa chọn vật liệu đúng tiêu chuẩn giúp tối đa hóa hiệu quả sử dụng, giảm thiểu lãng phí và nâng cao khả năng chịu lực của cấu kiện Đảm bảo tính phù hợp của vật liệu cũng góp phần tối ưu hóa quá trình thi công, giảm thiểu các rủi ro về sau.
Chọn vật liệu cơ bản
Vì kết cấu có kích thước lớn, chịu tải trọng lớn và có khả năng di động, nên tác giả đề xuất một số loại vật liệu phù hợp để chế tạo dầm hàn, đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền cao Việc lựa chọn vật liệu phù hợp giúp tối ưu hiệu quả kết cấu, nâng cao tuổi thọ công trình và đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng Các vật liệu này cần có đặc tính chịu lực tốt, dễ gia công và phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của kết cấu lớn, di động.
Mác thép theo TCVN: CT38
CT38 Độ bền kéo(N/mm 2 ) 380-490
250 Độ giãn dài tương đối(%)
Mác thép theo tiêu chuẩn ASME II A của Mỹ: SA-36
- Thành phần hóa học Độ dày C% Mn% P% S% Si% Cu%
Mác thép Độ bền Giới hạn Độ giãn dài kéo(N/mm 2 ) chảy(N/mm 2 ) tương đối(%)
Các mác thép đều đảm bảo yêu cầu về chất lượng như điều kiện bền, điều kiện ổn định, cứng vững của dầm.
Với các mác thép của Mỹ có giá thành khá cao, tính hàn trung bình.
Các loại thép C theo TCVN được sử dụng phổ biến hơn, đảm bảo chỉ tiêu về kinh tế do giá thành thấp.
Tùy thuộc vào khả năng kinh tế của doanh nghiệp và điều kiện làm việc của kết cấu để lựa chọn vật liệu phù hợp.
Xác định các kích thước tiết diện ngang của dầm
- Chọn sơ bộ các kích thước của dầm.
- Tính toán và kiểm nghiệm các kích thước đã chọn dựa trên các thông số về lực đặt trên dầm.
- Kiểm tra tiết diện dầm.
- Bố trí hệ thống gân tăng cứng cho dầm nếu dầm không đủ ổn định.
- Kiểm tra ổn định cục bộ vách dầm.
- Tính độ võng cho phép.
LỰA CHỌN QUÁ TRÌNH HÀN, VẬT LIỆU HÀN VÀ THIẾT BỊ HÀN
Lựa chọn quá trình hàn
Dầm cầu trục được chế tạo từ các phôi thép dạng tấm qua quá trình hàn, gồm nhiều mối hàn như mối hàn giáp mối và mối hàn góc để đảm bảo độ chắc chắn Kết cấu dầm hàn chịu tải trọng lớn, do đó yêu cầu liên kết hàn phải có độ kín khít cao và đảm bảo cơ tính gần với vật liệu VLCB, nhằm nâng cao độ bền và an toàn trong quá trình hoạt động.
Việc lựa chọn quy trình hàn phù hợp khi thi công kết cấu dầm là yếu tố quan trọng giúp tăng năng suất lao động và giảm chi phí chế tạo Quy trình hàn phù hợp giúp thi công các mối hàn dễ dàng hơn, nâng cao hiệu quả công việc và đảm bảo chất lượng liên kết hàn theo yêu cầu Đồng thời, lựa chọn quy trình hàn thích hợp còn giúp công nhân dễ dàng thao tác, tiết kiệm thời gian và duy trì tiêu chuẩn kỹ thuật trong quá trình thi công.
Từ những nhận định đó, tác giả đưa gia một số lựa chọn về quá trình hàn cho các mối hàn:
Trong các dự án hàn có chiều dài đường hàn lớn và tấm thép dày, việc đảm bảo chất lượng mối hàn là rất quan trọng Mối hàn ở vị trí sấp thường dễ đưa về trạng thái phù hợp hơn, giúp tăng độ bền và độ chính xác của kết cấu Vì vậy, tác giả lựa chọn phương pháp hàn SAW (Hàn tự động hồ quang chìm) để đảm bảo hiệu quả và độ bền cao trong quá trình hàn.
Các liên kết ở vị trí hàn góc đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc, bao gồm mối hàn giữa biên với vách, giữa gân với vách, và giữa gân với biên Phương pháp hàn được chọn phải đảm bảo tính chắc chắn và độ bền cao cho các liên kết này, góp phần nâng cao khả năng chịu lực và tuổi thọ của kết cấu Chọn đúng phương pháp hàn ở vị trí góc giúp tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo an toàn trong thi công.
Lựa chọn vật liệu hàn và thiết bị hàn
Dựa vào phương pháp hàn đã chọn và vật liệu cơ bản, cần kết hợp các tiêu chuẩn về vật liệu hàn phù hợp với từng loại thép để đảm bảo chất lượng mối hàn Việc lựa chọn vật liệu hàn phù hợp là yếu tố quyết định đến độ bền và độ an toàn của kết cấu thép Các tiêu chuẩn về vật liệu hàn giúp xác định loại thép và phương pháp hàn phù hợp, từ đó nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của quá trình hàn Chọn đúng vật liệu hàn dựa trên các tiêu chuẩn có thể giảm thiểu rủi ro về nứt, nở hay các lỗi kỹ thuật trong quá trình hàn Vì vậy, việc nghiên cứu và áp dụng các tiêu chuẩn này là bước quan trọng để đạt được kết quả hàn tối ưu cho từng loại thép cụ thể.
- Quá trình hàn SAW(với vật liệu cơ bản là thép các-bon thấp)
Kim loại cơ bản chủ yếu là thép cacbon thấp, phù hợp với quá trình hàn hồ quang tay Để đảm bảo chất lượng và độ bền của mối hàn, ta áp dụng tiêu chuẩn AWS A5.17-80 để chọn loại thuốc hàn và dây hàn phù hợp Việc tuân thủ tiêu chuẩn này giúp đảm bảo quá trình hàn đạt hiệu quả cao, an toàn và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của dự án.
Vì là những đường hàn nối các bản lại với nhau nên yêu cầu chất lượng cao
Do đó yêu cầu cao độ dai va đập, nhiệt độ thử độ dai va đập.
Tính hàn tốt do vậy không yêu cầu nhiệt luyện sau hàn.
Dây hàn cần chọn loại có tính khử oxi tốt
Dựa trên những phân tích này, tác giả chọn thuốc và dây hàn:
Chọn sản phẩm của nhà sản xuất Kim Tín với mã sản phẩm CM185 (Thuốc F7A2), dây EM-12K
- Quá trình hàn MAG(với vật liệu cơ bản là thép các-bon thấp)
Kim loại cơ bản là thép cacbon thấp, phù hợp với quá trình hàn hồ quang tay Để đảm bảo chất lượng và độ bền của các mối hàn, ta sử dụng tiêu chuẩn AWS A5.18 để chọn loại dây hàn điện phù hợp cho thép cacbon Việc tuân thủ tiêu chuẩn này giúp đảm bảo khả năng hàn tốt và độ kín của mối nối, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật trong xây dựng và sản xuất.
Thép CT38 có ứng suất kéo tối thiểu đạt 380 MPa, do đó, cần chọn loại que hàn có độ bền (chịu lực) lớn hơn 380 MPa để đảm bảo sự liên kết chắc chắn Đối với các kết cấu không yêu cầu chịu tải trọng va đập nhiều, que hàn không cần phải có độ dai va đập cao hoặc khả năng chịu nhiệt độ thử nghiệm độ dai va đập cao.
Dựa trên những phân tích này, tác giả chọn loại que hàn AWS A5.18
ER70S-6 Chọn nhà sản xuất Kim Tín với mác sản phẩm: GM-70S b) Thiết bị hàn
Ta lựa chọn máy hàn GTF 752 của hãng KJELLBERG, Đức với các thông số sau:
Thông số kỹ thuật Giá Trị
Công suất cực đại 49 kVA
Chu kì tải 100% 630A Điện áp mở máy (OCV) 82/72A
Ngoài ra còn các chức năng sau như:
Thiết kế để hàn tự động dưới lớp thuốc cho năng suất cao
Có tính năng chống quá tải quá nhiệt, khi đó đèn báo lỗi màu vàng tự bật sáng Thiết kế sử dụng cả trong nhà và ngoài trời
Hệ số công suất cao tiêu thụ điện thấp. Điện áp điều khiển an toàn.
Ta lựa chọn máy hàn MAG Weldcom VMAG 200 Plus
Thông số kỹ thuật Giá trị
Dải dòng điện 50A-200A Điện áp không tải 50V
- Các thiết bị phụ trợ
TT Loại dụng cụ, Thông số Ghi chú Hình ảnh minh họa thiết bị bảo hộ yêu cầu
Chọn đúng số yêu cầu
1 Mặt nạ hàn Kính lọc
Loại để hàn MMA, SAW
Loại 5kg Điều chỉnh nhiệt độ vô cấp
CHẾ TẠO PHÔI
Lựa chọn phôi
- Chất lượng phôi nhập phải đảm bảo yêu cầu:
Yêu cầu về thành phần hóa học phải đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn đề ra, đảm bảo sự đồng đều trong thành phần và tổ chức Sản phẩm cần phải không bị gỉ sét để đảm bảo độ bền và hiệu quả sử dụng lâu dài.
+ Yêu cầu về cơ tính: Độ giãn dài, giới hạn bền, giới hạn chảy…
Yêu cầu về kích thước của phôi là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm Phôi tấm cần có chiều dài, chiều rộng và chiều dày phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật, trong khi phôi tròn phải đảm bảo đường kính chuẩn và không bị méo mó theo phương hướng kính Ngoài ra, phôi tấm phải vuông phẳng, còn phôi tròn phải giữ hình dáng tròn đều, không biến dạng để đảm bảo tính chính xác trong quá trình gia công.
+ Đảm bảo các sai số: Độ phẳng, độ thẳng, độ song song…phải nằm trong giới hạn cho phép
- Phôi nhập phải đáp ứng các yêu cầu sau:
- Phương pháp kiểm tra phôi:
Ta kiểm tra phôi bằng mắt thường với việc sử dụng các dụng cụ như thước thẳng, thước góc, dưỡng hay đồng hồ đo, …vv
Nắn phôi trước khi lấy dấu và cắt
Với những phôi không đạt sai số (độ thẳng, phẳng, song song…) cần phải tiến hành nắn hoặc chỉnh sửa trước khi lấy dấu và cắt.
Độ phẳng của phôi tấm là yếu tố quan trọng hàng đầu để đảm bảo chất lượng sản phẩm Nếu phôi không đạt giới hạn dung sai về độ phẳng, cần thực hiện nắn phẳng bằng các phương pháp như sử dụng búa, dùng khí cháy để nắn cục bộ, hoặc dùng máy cán để chỉnh sửa toàn bộ phôi Trong đó, máy cán được lựa chọn là phương pháp tối ưu để nắn phôi một cách chính xác và hiệu quả.
+ Nguyên lý cán như sau:
Trên máy cán, các trục cán được xếp lệch nhau tạo thành hai bề mặt trên và dưới để giữ phôi trong quá trình gia công Khoảng cách giữa hai mặt bề có thể điều chỉnh linh hoạt, giúp phù hợp với chiều dày của phôi và đảm bảo quá trình cán đạt hiệu quả cao Việc điều chỉnh này giúp kiểm soát độ dày của sản phẩm cuối cùng, nâng cao chất lượng và năng suất của quá trình gia công.
Hình 4.1: Nguyên lý cán phôi
Máy cắt – nắn tôn Ameco CTL–1500–50 của Công ty cổ phần công nghiệp Ameco Việt Nam sản xuất.
Thông số kỹ thuật của máy Ameco CTL – 1500 – 50 được cho dưới bảng sau:
Thông số kỹ thuật Đơn vị Giá trị
Khổ thép gia công mm 3500 (0,16 ÷
Số lượng trục cán 9 Đường kính trục cán phẳng mm 280
Lấy dấu và cắt phôi
a) Lấy dấu và đánh dấu phôi
Lấy dấu và vạch dấu trên phôi tấm để cắt
Từ phôi nhập tác giả đề xuất lấy dấu vạch dấu để cắt lấy hệ số mạch nối a 5(mm)
Sơ đồ bố trí phôi như các hình trong phần lựa chọn phôi nhập
- Dùng thước thẳng đo kích thước trên phôi nhập, rồi dùng mũi đột để vạch dấu Sau khi vạch dấu, tiến hành pha phôi theo đường vạch dấu.
- Đo đạc, lấy dấu cho từng chi tiết đảm bảo trị số mạch nối.
- Để cắt được phôi hàn có kích thước như mong muốn cần chú ý một số điểm sau:
Để cắt một tấm phôi hiệu quả, cần xác định và đánh dấu chính xác các vị trí cần cắt, đảm bảo đủ số lượng chi tiết yêu cầu Sau đó, sử dụng máy cắt phù hợp để thực hiện cắt một lần duy nhất, giúp tiết kiệm thời gian và đảm bảo độ chính xác cao cho từng chi tiết trên tấm phôi.
+ Các thiết bị sử dụng phải có dung sai nhỏ hơn dung sai của chi tiết hàn cần cắt.
Khi tiến hành cắt, có thể để đầu mỏ cắt đi từ ngoài mép phôi theo một hướng nhất định hoặc khoan một lỗ dẫn trên phần phía trên của phôi, bên ngoài đường viền của chi tiết cần cắt Việc bố trí hợp lý vị trí đặt đầu mỏ cắt giúp tiết kiệm thời gian và giảm chi phí nguyên vật liệu Trong quá trình cắt phôi, cần xác định phương pháp phù hợp để đảm bảo hiệu quả và chính xác trong gia công.
Phân tích, lựa chọn phương pháp cắt phôi
- Phôi có kích thước lớn, yêu cầu độ chính xác khá.
Vật liệu chế tạo là thép CT38 có hàm lượng nguyên tố hợp kim thấp, hình dạng các miếng phôi đơn giản và chiều dày nhỏ từ 10-16 mm Vì kích thước không quá lớn, số lượng chi tiết sản xuất ít (chỉ 1 chiếc), nên việc chọn máy cắt sử dụng khí Gas đảm bảo hiệu quả về kỹ thuật cũng như khả năng tiết kiệm chi phí.
Trước khi bắt đầu cắt, cần lên dấu và đánh dấu chính xác các chi tiết trên phôi nhằm đảm bảo cắt đúng kích thước và vị trí Sử dụng phương pháp đánh dấu tối đa số lượng chi tiết có thể cắt trên một tấm phôi giúp tối ưu hóa vật liệu và tiết kiệm chi phí sản xuất Sau khi hoàn tất việc đánh dấu, sử dụng máy cắt chuyên dụng để thực hiện quy trình cắt chính xác và hiệu quả Đảm bảo việc đánh dấu rõ ràng và chính xác để tránh sai lệch trong quá trình cắt, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.
- Các thiết bị sử dụng phải có dung sai nhỏ hơn dung sai của chi tiết hàn cần cắt.
Trong quá trình cắt, có hai phương pháp để xác định vị trí đầu mỏ cắt, bao gồm đặt đầu mỏ từ ngoài mép phôi theo một hướng cố định hoặc khoan một lỗ dẫn ở phía trên phôi ngoài đường bao của chi tiết cần cắt Việc bố trí hợp lý vị trí đặt đầu mỏ hàn giúp tiết kiệm thời gian cắt và giảm thiểu chi phí nguyên vật liệu, đảm bảo quá trình gia công đạt hiệu quả cao.
Khi cắt hình chữ nhật đã được đánh dấu, cần chú ý đưa mỏ cắt từ mép ngoài của miếng phôi vào đến sát mép hình cần cắt Sau đó, bắt đầu cắt theo biên dạng của hình đã dựng để đảm bảo đường cắt chính xác và đẹp mắt.
Xác định các thông số chế độ cắt phôi
- Thông số cắt phôi bằng khí Oxy – Gas:
+ Lưu lượng khí khi cắt
Lựa chọn máy (thiết bị) cắt phôi
Máy cắt (rùa cắt) kim loại Huawei CG1-30H
- Thân máy được đúc bằng hợp kim nhôm độ bền cao
- Các phần giá đỡ được làm bằng đồng hợp kim, bền bỉ trong quá trình sử dụng
- Hệ thống điều chỉnh tốc độ vô cấp, dễ dàng sử dụng
- Rất thích hợp cho các ngành đóng tàu, dầu khí, hóa chất, kết cấu thép …
Nguồn cấp (V/Hz) AC200/50 Độ dày cắt (mm) 6-100
Tốc độ cắt (mm/min) 50-750 Đường kớnh cắt (mm) ỉ200-ỉ2000
Kích thước máy DxRxC (mm) 435x210x240
TRÌNH TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG
Trình tự các nguyên công
Nguyên công 1: hàn giáp mối biên trên, biên dưới của dầm ( N01)
- Chuẩn bị liên kết, vát mép theo bản vẽ
- Định vị 2 tấm biên, rồi tiến hành hàn đính các phôi của biên dầm với nhau
- Kiểm tra kích thước hình dạng.
- Sau đó, hàn hoàn thiện.
Nguyên công 2: hàn giáp mối vách dầm (N02)
- Các bước làm tương tự như hàn giáp mối biên trên, biên dưới.
Nguyên công 3: hàn các gân ngang với biên trên (N04)
- Đưa tấm biên nằm ngang trên sàn.
- Dựng tấm gân tăng cứng lên thẳng đứng, rồi dùng khối truyền từ tính để định vị các tấm gân ở vị trí vuông góc.
- Tiến hành hàn đính, kiểm tra kích thước góc, hình dạng.
Nguyên công 4: gá lắp và hàn hai vách với biên trên (N03)
- Định vị biên trên vào đúng vị trí.
Sử dụng xi-lanh thủy lực để tạo lực ép lên tấm vách dầm giúp giữ cố định vách dầm chắc chắn Trong quá trình thi công, lợi dụng gân để tạo mặt tì cho phía trong tăng tính ổn định của cấu kiện Để tránh hiện tượng cong vênh do lực ép gây ra, đặc biệt khi khoảng cách giữa các gân lớn (khoảng 3m), tác giả đã hàn thêm các thanh thép hộp vuông nhằm gia cố và tăng khả năng chống biến dạng của vách dầm.
50x50x2mm với chiều dài 1500mm vào biên trên tại vị trí giữa các gân ngang.
- Hàn đính biên dưới vào vách dầm, kiếm tra hình dạng, kích thước.
- Hàn hoàn thiện: hàn đồng thời hai phía.
Nguyên công 5: hàn các gân ngang với hai vách (N05)
- Giữ dầm ở vị trí như nguyên công 4, tiến hành hàn đồng thời gân với hai bên vách từ hai đầu dầm.
Nguyên công 6: hàn biên dưới với hai vách (N03)
- Dầm hàn đặt như nguyên công 4.
Tác giả đã hàn thêm các thanh chữ L 100x100x10mm tại các góc của biên trên nhằm tăng độ chính xác khi lắp đặt Sau đó, biên dưới được đặt vào đúng vị trí các thanh thép góc đã hàn, giúp đảm bảo tính chính xác của quá trình thi công Việc kiểm tra các kích thước góc và hình dạng sau cùng giúp đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật và độ chính xác của kết cấu.
- Gá đặt và tiến hành hàn đính Quá trình hàn đính thực hiện, trình tự, kích thước như hàn đính mối hàn chữ T giữa biên và gân.
- Lật dầm sao cho biên dưới ở vị trí phía dưới, tiến hành hàn hoàn thiện.
Các mối hàn không cần kẹp chặt do kích thước lớn của chi tiết và trọng lượng đóng vai trò giữ chặt, giúp đảm bảo hình dạng và kích thước của liên kết trong quá trình hàn Việc này giúp duy trì độ chính xác của mối hàn mà không cần tác dụng lực kẹp liên tục Chú ý này đảm bảo quá trình hàn diễn ra hiệu quả, an toàn và đạt chuẩn kỹ thuật mong muốn.
Kỹ thuật hàn đính
Các mối hàn đính được thực hiện để lắp ráp các chi tiết cần hàn, nhằm đảm bảo vị trí tương đối chính xác giữa các bộ phận Trong quá trình hàn đính, có nhiều phương pháp khác nhau, nhưng để đơn giản hóa và giảm chi phí sản xuất trong khuôn khổ dự án, tác giả chọn phương pháp hàn hồ quang tay Phương pháp này vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, phù hợp với mục tiêu chế tạo hiệu quả và tiết kiệm.
Hàn đính mối hàn giáp mối
hàn đính biên: hàn đính 2 đầu, sau đó ở giữa.
hàn đính vách: hàn đính 2 đầu, sau đó ở giữa, các mối hàn đính còn lại được đặt giữa chúng.
Hàn đính mối hàn chữ T được thực hiện bắt đầu bằng việc hàn từ giữa của mối nối Các mối hàn đính tiếp theo lần lượt đặt ở vị trí giữa của mối hàn đính trước và một đầu của liên kết, giúp đảm bảo độ chính xác và chắc chắn Quá trình hàn đính thứ 3 được thực hiện đối xứng với mối hàn thứ hai để cân đối và tăng cường độ bền của mối liên kết.
- Chiều dài và khoảng cách giữa các mối hàn đính:
Chiều dài các mồi hàn đính: đ = (3 ÷ 4)
Khoảng cách giữa các mối hàn đ = (40 ÷ 50)
KIỂM TRA PHÊ CHUẨN QUY TRÌNH HÀN
Các bước kiểm tra phê chuẩn pWPS
- Bước 1: Kỹ sư hàn soạn thảo bản thông số quá trình hàn sơ bộ (pWPS) cho từng mẫu hàn.
Trong bước 2, thợ hàn sử dụng phần mềm pWPS để thực hiện hàn trên các mẫu thử, đảm bảo quá trình hàn đạt tiêu chuẩn kỹ thuật Thanh tra hàn tiến hành ghi biên bản ghi lại tất cả các thông số và điều kiện sử dụng trong quá trình hàn mẫu để đảm bảo tính minh bạch và chính xác Việc thanh tra có thể được thực hiện độc lập để theo dõi và phê duyệt quy trình hàn, nhằm đảm bảo chất lượng và tuân thủ quy định về an toàn kỹ thuật trong quá trình hàn.
- Bước 3: Mẫu đã hàn được kiểm tra không phá hủy theo quy định của tiêu chuẩn (ví dụ: kiểm tra ngoại dạng và MT, hoặc PT& RT, hoặc UT,…).
- Bước 4: Mẫu hàn sau khi đã được kiểm tra không phá hủy (NDT) thì sẽ được cắt thành các mẫu kiểm tra phá hủy (DT).
- Bước 5: Kỹ sư hàn soạn biên bản phê chuẩn quy trình hàn (WPQR, PQR), trong đó ghi
+ Các điều kiện hàn đã sử dụng +
Kết quả kiểm tra không phá hủy +
Kết quả kiểm tra phá hủy.
+ Những điều kiện hàn cho phép áp dụng trong sản xuất.
+ Nếu có sự tham gia của thanh tra hàn độc lập, người đó phải ký tên vào WPQR.
Các tiêu chí phê chuẩn WPS
Dựa vào tiêu chuẩn AWS D1.1, tác giả đề xuất các tiêu chí chất lượng nhằm đánh giá và phê duyệt các quy trình hàn sơ bộ, đảm bảo tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật và an toàn Các tiêu chí này giúp xác định tính khả thi và độ tin cậy của quy trình hàn trước khi áp dụng chính thức, từ đó nâng cao chất lượng và độ bền của các kết cấu hàn Việc áp dụng tiêu chuẩn AWS D1.1 vào quá trình phê duyệt quy trình hàn sơ bộ góp phần giảm thiểu lỗi kỹ thuật và tối ưu hóa hiệu quả sản xuất.
- Các tiêu chí kĩ thuật dùng để đánh giá mối hàn giáp mối:
TT Các tiêu chí chất lượng Đạt Không đạt
A Bộ tiêu chí về cơ tính của liên kết hàn (theo AWS D1.1)
1 Giới hạn chảy Yield strength ≥ 250 (MPa) < 250 (MPa)
2 Giới hạn bền Tensile strength ≥ 380 (MPa) < 380 (MPa)
3 Độ dãn dài tương đối Elongation ≥ 26% < 26%
B Bộ tiêu chí về khuyết tận hàn (theo AWS D1.1)
4 Nứt Crack Không có Có
5 Hõm cuối mối hàn End crater pipe Không có Có
6 Lồi quá mức Excess weld ≤ 2 mm >2 mm metal
7 Cháy cạnh Undercut ≤ 1 mm >1 mm
8 Không ngấu Incomplete fusion Không có Có
9 Lõm đáy Root concavity ≤ 2 mm >2 mm
10 Chảy sệ chân mối hàn Excess ≤ 3 mm >3 mm penetration
11 Các mẫu thử uốn Face / Root bend +) Không có Không đáp vết nứt dài quá ứng được các 3mm theo mọi yêu cầu như hướng bên
+) Với các vết nứt >1mm và
1 mm
5 Hình dạng mối hàn Weld profile Theo yêu Không theo cầu yêu cầu
6 Kích thước mối hàn Weld size Theo yêu Không theo cầu yêu cầu
7 Ngấu hoàn toàn chân Complete fusion Ngấu hết Không ngấu mối hàn
ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG HÀN VÀ NGHIỆM THU SẢN PHẨM CHẾ TẠO
Bảo đảm chất lượng quá trình chế tạo sản phẩm
Thanh tra vấn đề an toàn sản xuất
Trước khi ra hiện trường làm việc, cần phải trang bị đầy đủ các thiết bị bảo hộ cá nhân như quần áo bảo hộ, giày bảo hộ, mắt kính, mũ bảo hộ và khẩu trang để đảm bảo an toàn cho người lao động Việc chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ bảo hộ giúp giảm thiểu rủi ro và phòng ngừa các tai nạn lao động, đảm bảo môi trường làm việc an toàn và hiệu quả.
Khi công nhân hay nhân viên ra ngoài công trường phải được học an toàn dự án và được dán tem an toàn lên mũ.
Làm việc trên cao (trên 2m) phải đeo dây an toàn, đầu móc an toàn phải đeo từ thắt lưng trở lên.
Làm việc trong hầm sâu, khép kín yêu cầu bố trí ít nhất hai người để đảm bảo an toàn; một người làm việc bên trong còn người khác ở ngoài để quan sát và cảnh báo kịp thời Việc lắp đặt hệ thống thông gió hiệu quả trong các khu vực hầm sâu, khép kín là rất cần thiết để duy trì không khí trong lành, giảm thiểu nguy cơ ngộ độc khí Chính sách làm việc và an toàn trong môi trường hầm cần tuân thủ nghiêm ngặt để đảm bảo an toàn cho nhân viên và nâng cao hiệu quả công việc.
Khi làm việc trên xe cẩu, người vận hành xe nâng bắt buộc phải đeo dây an toàn để đảm bảo an toàn Tuân thủ nghiêm ngặt hướng dẫn điều khiển của người điều khiển xe cẩu và người điều khiển tín hiệu là yếu tố quan trọng để đảm bảo hoạt động diễn ra an toàn và hiệu quả Việc tuân thủ các quy định này giúp giảm thiểu rủi ro tai nạn và bảo vệ tính mạng, tài sản trong quá trình vận hành.
Khi thực hiện hàn cắt sử dụng khí năng lượng, việc tuân thủ nghiêm ngặt quy trình sử dụng khí là điều kiện tối thiểu để đảm bảo an toàn Người thao tác cần mở van khí oxy trước, sau đó mới mở van khí cháy; khi kết thúc, phải đóng van khí cháy trước rồi mới đóng van khí oxy nhằm tránh nguy cơ tai nạn Tuân thủ đúng thứ tự này giúp kiểm soát nguồn khí, giảm thiểu rủi ro cháy nổ hoặc rò rỉ khí trong quá trình làm việc.
Khi sử dụng các thiết bị điện cầm tay như máy hàn, máy mài, máy cắt, cần kiểm tra điều kiện an toàn, bao gồm việc đảm bảo dây cấp nguồn đã cắm đúng vào nguồn điện phù hợp, dây cắm không bị hở hoặc hỏng, và tiếp mát đã được kẹp chắc chắn vào vị trí cần hàn để tránh nguy cơ chập cháy hoặc tai nạn điện.
Khi đi lại, cần đảm bảo an toàn bằng cách tránh những nơi có cạnh sắc, khu vực cấm, rào chắn hoặc những nơi có cần trục và hàng hóa đang được cẩu ở trên cao Chỉ đi lại trong những phần đường dành riêng cho người đã được vạch sẵn và luôn giữ thăng bằng khi lên xuống cầu thang bằng cách vịn tay vào lan can.
Khi làm việc trong các điều kiện dễ xảy ra cháy nổ như kho chứa khí cháy hoặc oxy, việc đăng ký trước với người có trách nhiệm trực chữa cháy là bắt buộc để đảm bảo an toàn Điều này giúp chuẩn bị sẵn sàng các biện pháp phòng cháy, chữa cháy kịp thời, giảm thiểu rủi ro và thiệt hại khi xảy ra sự cố Việc tuân thủ quy định này góp phần bảo vệ tính mạng con người và tài sản, đồng thời nâng cao ý thức phòng cháy chữa cháy trong môi trường làm việc nguy hiểm.
Trong môi trường làm việc có nguy cơ mất an toàn lao động, cần báo ngay cho người có trách nhiệm để được xử lý kịp thời Khi xảy ra tai nạn lao động, công nhân cần thực hiện sơ cứu ban đầu cho nạn nhân và thông báo ngay cho bộ phận y tế cũng như bộ phận an toàn để xử lý sự cố nhanh chóng và đảm bảo an toàn cho tất cả nhân viên.
Khi có đám cháy xuất hiện trong xưởng sản xuất cần thực hiện các bước sau: Cần nhanh chóng thông báo cho tất cả mọi người được biết
Tham gia chữa cháy, cứu tài sản, cháy lan diện rộng cần gọi chữa cháy
Thanh tra việc lựa chọn vật liệu, vật tư sử dụng
Nội dung thanh tra lựa chọn vật liệu và vật tư sử dụng bao gồm:
Việc xác định mác vật liệu cơ bản phù hợp với yêu cầu trong bản vẽ thiết kế là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và độ bền của công trình Truy xuất nguồn gốc vật liệu cơ bản trước khi đưa đi hàn cần tuân thủ đúng các chứng chỉ vật liệu, đặc biệt là số Heat-No và Plate-No., nhằm đảm bảo vật liệu đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn theo yêu cầu.
Kích thước phôi hàn phải đảm bảo đúng dung sai như trong các bản vẽ thiết kế và được đánh mã số phù hợp.
Vật liệu hàn phải phù hợp với yêu cầu trong từng WPS cụ thể.
Vật liệu hàn đang sử dụng phải phù hợp với dự án đang thực hiện.
Thanh tra việc lựa chọn và lắp ráp các thiết bị hàn, các dụng cụ sử dụng
Sử dụng thiết bị hàn phải phù hợp với dự án đang thực hiện.
Thiết bị hàn phải có chứng chỉ lưu trên máy hoặc đã được hiệu chỉnh nhưng còn thời hạn sử dụng.
Sử dụng máy hàn, thiết bị hàn phụ trợ phải đúng với từng quy trình hàn cụ thể, không được nhầm lẫn.
Kiểm tra thông số của máy hàn có đáp ứng được thông số quá trình hàn được ghi trên WPS hay không.
Thanh tra việc chuẩn bị phôi, mép hàn và gá lắp hàn
Mép hàn được chuẩn bị phải phù hợp với kích thước vát mép quy định trên bản vẽ thiết kế mối hàn.
Mép hàn có dung sai nằm trong miền dung sai cho phép như: độ phẳng phép hàn, độ lệch mép hàn…
Thanh tra việc lựa chọn nhân lực hàn
Thợ hàn hoặc thợ vận hành máy hàn phải có chứng chỉ phù hợp cho loại mối hàn cụ thể.
Thợ hàn hoặc thợ vận hành máy hàn phải có tên trong danh mục đăng ký thợ hàn của dự án để đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng Mỗi nhóm mối hàn đều sử dụng một WPS cụ thể, và thợ cần tránh nhầm lẫn khi chọn WPS phù hợp với từng loại mối hàn Trong trường hợp không xác định được WPS dùng cho nhóm mối hàn nào, thanh tra hàn phải ghi rõ tên WPS lên vị trí sát mối hàn để đảm bảo kiểm tra và theo dõi chính xác.
Giám sát việc cài đặt các thông số hàn
Thợ hàn cần đặt đúng các thông số hàn trên máy phù hợp với từng WPS cụ thể để đảm bảo chất lượng và tiêu chuẩn kỹ thuật Việc kiểm tra các thông số hàn bởi thanh tra hàn là bước quan trọng nhằm xác nhận xem việc hàn có được phép thực hiện hay không Kiểm tra này giúp đảm bảo rằng quá trình hàn tuân thủ các quy định an toàn, tiêu chuẩn và giảm thiểu nguy cơ lỗi kỹ thuật trong kết cấu.
Cài đặt các thông số hàn phải thực hiện đúng trình tự và phải phù hợp với hướng dẫn sử dụng của từng loại thiết bị.
Giám sát kỹ thuật thực hiện đường hàn
Trước khi thực hiện hàn cần phải tiến hành nung nóng sơ bộ trước khi hàn tuân thủ theo đúng nhiệt độ.
Trong quá trình hàn, cần duy trì nhiệt độ giữa các đường hàn không thấp hơn nhiệt độ nung nóng sơ bộ để đảm bảo chất lượng mối hàn, đồng thời giữ nhiệt độ này thấp hơn nhiệt độ giữa các đường hàn tối đa cho phép nhằm tránh biến dạng và hỏng hóc vật liệu.
Các thông số trong WPS cần phải tuân thủ đầy đủ, không được bỏ sót.
Thanh tra, giám sát việc bảo quản vật tư, thiết bị hàn
Vật tư ngay trước khi sử dụng mới được đưa ra khỏi kho chứa vật liệu hàn
Và phải phù hợp với dự án đang tiến hành.
Trong quá trình hàn, vật tư sử dụng cần được sử dụng phù hợp cho từng nhóm mối hàn cụ thể, không được nhầm lẫn.
Sau hàn, nếu vật tư sử dụng còn thừa thì cần phải chuyển về kho và được sấy lại(nếu cần) theo khuyến cáo của nhà sản xuất.
Thiết bị hàn cần phải có chứng chỉ còn thời hạn sử dụng trước khi đem đi sử dụng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình hàn Đồng thời, thiết bị phải được sử dụng đúng với mục đích và quy trình hàn, đảm bảo vận hành ổn định và chính xác trong suốt quá trình làm việc.
Sau khi hàn xong, cần đưa thiết bị hàn vào tủ chứa theo đúng yêu cầu của bảng hướng dẫn.
Thanh tra việc bảo vệ môi trường
Phải tiến hành dọn vệ sinh nơi làm việc sau khi hết ca, không vứt rác ra khu vực sản xuất.
Hút thuốc lá đúng nơi quy định. Đi vệ sinh phải đúng nơi quy định, không gây mất mỹ quan.
Nghiệm thu sản phẩm chế tạo
Phân tích lựa chọn các phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm
Khi thực hiện các bài kiểm tra theo yêu cầu, tác giả tiến hành kiểm tra ngoại dạng và NDT để đảm bảo chất lượng sản phẩm Quá trình kiểm tra đối chiếu với tiêu chí chấp nhận là bước quan trọng để xác định mức độ đạt yêu cầu Nếu sản phẩm đạt tiêu chuẩn, tác giả mới tiến hành chế tạo sản phẩm tiếp theo, đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật và chất lượng.
STT Mối hàn Phương pháp NDT
VT UT PT RT MT
Kiểm tra trực quan VT a) Nguyên lý và kĩ thuật thực hiện
Kiểm tra ngoại dạng VT là phương pháp được thực hiện trước tiên trong quá trình kiểm tra vật thể vì nó ít tốn thời gian và chi phí Phương pháp này giúp phát hiện các khuyết tật trên bề mặt có kích thước lớn, tuy nhiên không thể phát hiện các khuyết tật nhỏ hoặc bên trong vật thể Việc sử dụng kiểm tra VT phù hợp với mục đích kiểm tra nhanh và sơ bộ trước khi áp dụng các phương pháp kiểm tra NDT và DT chuyên sâu hơn.
Kỹ thuật kiểm tra VT thường giúp phát hiện các khuyết tật điển hình như cháy cạnh, rỗ khí, bắn tóe kim loại, cháy thủng, nứt, không ngấu, không thấu Những phương pháp này đảm bảo chất lượng vật liệu và linh kiện, giảm thiểu rủi ro trong quá trình sản xuất Việc xác định chính xác các khuyết tật giúp nâng cao độ tin cậy của sản phẩm và tối ưu hóa quy trình kiểm tra Đặc biệt, kỹ thuật kiểm tra VT góp phần duy trì tiêu chuẩn chất lượng trong ngành công nghiệp hiện đại.
Ngoài ra, khi kiểm tra VT có thể sử dụng các công cụ hỗ trợ để xác định độ phẳng, độ thẳng, đo góc hay độ lệch mép…
Kĩ thuật và các loại khuyết tật có thể phát hiện được khi sử dụng thước đo vạn năng (dạng mổ cò) như sau:
Kiểu đo Đo góc Đo lệch mép hàn
Hình vẽ Kĩ thuật Đo được góc từ
0÷60 0 Lấy một bề mặt làm chuẩn cho thước, sau đó tỳ sát phần phẳng của lá xoay vào mép hàn
Lấy một bề mặt làm chuẩn, sau đó đặt mũi tỳ quay vào mép còn lại Độ lồi
Trong quá trình kiểm tra fillet weld, cần xác định độ dày của actual throat bằng cách đặt mũi tỳ chạm vào đáy của cháy cạnh sau khi chuẩn hóa chiều dày Thước đo có thể đo từ 0 đến 7 mm, và mở rộng đến 25 mm để đo các khoảng cách lớn hơn Để đo đúng, chọn một bề mặt làm chuẩn, sau đó đặt mũi tỳ lên phần nhô của mối hàn, đảm bảo hai mặt của thước tiếp xúc chính xác với các phần tử liên kết Bằng cách trượt mũi tỳ thẳng xuống để chạm vào bề mặt mối hàn góc, ta có thể đo được chiều dài lên đến 20 mm, giúp đánh giá chính xác chất lượng của mối hàn fillet weld.
Để kiểm tra mối hàn, bạn dùng một bề mặt làm tiêu chuẩn và đặt mũi tỳ quay lên phần chân mối hàn liên kết với phần tử còn lại, sau đó đo kích thước lên đến 25 mm Tiêu chí chấp nhận mối hàn dựa trên kết quả đo này phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật đề ra, đảm bảo độ bền vững và an toàn của kết cấu.
Tiêu chí chấp nhận khi kiểm tra VT được cho ở bảng “Table 7.6” của tiêu chuẩnASME Section VIII Div.2
Dựa trên bảng đã trình bày, tiêu chuẩn chấp nhận khi kiểm tra vi tuần hoàn (VT) yêu cầu thỏa mãn đầy đủ 13 tiêu chí đề ra Trong quá trình kiểm tra, bất kỳ mối hàn nào không đáp ứng các tiêu chuẩn về mặt trực quan đều sẽ bị xem là không đạt yêu cầu Việc đảm bảo tất cả các tiêu chí này là điều kiện cần để xác nhận chất lượng của mối hàn và đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.
Kiểm tra ngoai dạng VT cần được thực hiện trước khi hàn, trong khi hàn và sau khi hàn để đảm bảo chất lượng tốt nhất.
Kỹ thuật kiểm tra bằng siêu âm (UT-Ultrasonic Testing) a) Kĩ thuật thực hiện
Sóng âm có tần số cao (0,5 – 20MHz) được truyền vào vật liệu cần kiểm tra để phát hiện khuyết tật bên trong Cường độ sóng phản xạ tại các mặt phân cách hoặc trên bề mặt đối diện của vật kiểm tra giúp xác định sự tồn tại của các khuyết tật Phân tích chùm sóng âm phản xạ cho phép xác định chính xác vị trí, kích thước và mức độ của các khuyết tật trong vật liệu.
Kĩ thuật kiểm tra phản hồi
Trong kiểm tra xung phản hồi, bộ chuyển đổi sinh ra năng lượng xung tương tự hoặc bộ chuyển đổi thứ 2 phát hiện ra năng lượng được phản xạ.
Các phản xạ xảy ra do bất liên tục vì khuyết tật
Năng lượng âm phản xạ được hiển thị ngược với thời gian, giúp người kiểm tra dễ dàng xác định kích thước và vị trí của các thuộc tính phản xạ âm Hình thức hiển thị này cung cấp thông tin chính xác về cấu trúc và đặc điểm của môi trường âm thanh, hỗ trợ trong việc phân tích các phản xạ âm một cách hiệu quả Nhờ đó, công cụ này trở thành phần không thể thiếu trong các ứng dụng kiểm tra cấu trúc hoặc nghiên cứu âm học.
Thiết bị kiểm tra siêu âm
Thiết bị kiểm tra siêu âm bằng tay bao gồm:
Máy dò siêu âm bao gồm bộ phát xung, bộ phát điều chỉnh thời gian cơ bản có điều khiển trễ, ống tia cathode chỉnh lưu toàn phần và bộ khuếch đại chuẩn có điều khiển tăng dần, đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định Đầu dò siêu âm sử dụng tinh thể áp điện có khả năng biến đổi dao động điện thành dao động cơ và ngược lại, với đế đầu dò thường làm bằng khối perspex dán vào tinh thể điện áp bằng keo dính để tăng độ bền và chính xác Hệ thống cũng tích hợp bộ bật tắt dao động nhằm chống rung, giúp duy trì ổn định và độ chính xác của tín hiệu Tiêu chí chấp nhận các thiết bị này yêu cầu đạt các tiêu chuẩn về hiệu suất, độ chính xác và độ bền theo quy định kỹ thuật.
Tiêu chí chấp nhận cho bài kiểm tra siêu âm
Các khuyết tật được hiểu là những vết nứt, thiếu phản ứng tổng hợp hoặc sự xâm nhập không đầy đủ, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng và độ bền của sản phẩm Không thể chấp nhận các khuyết tật này bất kể chiều dài hay mức độ nông sâu của chúng Việc phát hiện và khắc phục các khuyết tật là bước quan trọng để đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật và nâng cao giá trị sản phẩm.
Các khiếm khuyết kiểu tuyến tính khác không thể chấp nhận nếu biên độ vượt quá mực tham chiếu và độ dài của khuyết tật vượt quá các giới hạn quy định Điều này đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của kết cấu hoặc sản phẩm Việc đánh giá chính xác các giới hạn này giúp duy trì độ bền và an toàn trong quá trình sử dụng.
Trong các tiêu chí đánh giá, t đại diện cho độ dày của mối hàn, trong đó với mối hàn giáp mối giữa hai vật liệu có chiều dày khác nhau, t được lấy là chiều dày của tấm mỏng hơn Đối với mối hàn điền đầy của mối hàn góc, chiều dày xác định là t trong để đảm bảo tính chính xác và độ bền của mối hàn.
Kiểm tra thấm mao dẫn (PT-Penentrant Testing) a) Kĩ thuật thực hiện
Phương pháp kiểm tra bằng thấm mao dẫn được sử dụng để phát hiện các khuyết tật thông lên bề mặt mà mắt thường không thấy được.
Dùng chất lỏng với đặc tính thấm ướt bề mặt cao đưa vào bề mặt vật kiểm.
Chất thấm vào các vị trí bất liên tục trên mối hàn nhờ hiện tượng thấm mao dẫn và các cơ chế khác.
Chất thấm thừa trên bề mặt sẽ được làm sạch và chất hiện được đưa vào hút chất thấm trên bề mặt
Với kĩ thuật kiểm tra tốt, các chỉ thị của bất liên tục được nhìn thấy bằng mắt thường.
Các bước thực hiện b) Các tiêu chí chấp nhận
Một chỉ thị của một khuyết tật có thể lớn hơn so với thực tế, tuy nhiên, kích thước của các chỉ thị là yếu tố quan trọng để đánh giá tiêu chuẩn chấp nhận Chỉ những chỉ thị có kích thước lớn hơn 1,5 mm mới được coi là khuyết tật, giúp phân biệt rõ ràng giữa các khuyết tật cần quan tâm và các khuyết tật nhỏ không ảnh hưởng đáng kể.
Chỉ thị đường (linear indication) là chỉ thị có chiều dài lớn hơn 3 lần chiều rộng mối hàn
Chỉ thị tròn (rounded indication) là chỉ thị với hình tròn hoặc hình elip với chiều dài bằng hoặc lớn hơn 3 lần chiều rộng của nó.
Các chỉ thị bị nghi ngờ sẽ được thẩm định lại để xem nó có phải là khuyết tật hay không.
Tiêu chí chấp nhận cho bài kiểm tra thẩm thấu Tất cả những bề mặt kiểm tra sẽ không được phép có:
Các khuyết tật tròn có đường kính lớn hơn 5 mm.
Bốn hoặc nhiều hơn khuyết tật tròn nằm trên đường thẳng cách nhau 1,5 mm hoặc ngắn hơn (tính từ mép).
Các chỉ thị được xem là vết nứt thì sẽ không được chấp nhận