Nghiên cứu ứng dụng phương pháp sóng âm thanh (acoustic emission) trong quan trắc và kiểm định chất lượng kết cấu công trình - Đại học Thuỷ lợi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢIKHOA CÔNG TRÌNH TS LƯƠNG MINH CHÍNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP SÓNG ÂM THANH (ACOUSTIC EMISSION) TRONG QUAN TRẦC VÀ KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG KẾT CÃU CÔNG TRÌNH NHÃ XUẤT BẢN BÁC[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TRONG QUAN TRẦC VÀ KIỂM ĐỊNH

CHẤT LƯỢNG KẾT CÃU CÔNG TRÌNH

NHÃ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI

LỜI NÓI ĐẦU

Cuốn sách “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp sóng âm thanh (Acoustic

Emission) trong quan trắc và kiếm định chất lượng kết cấu công trình ” được tác

giả giới thiệu các khái niệm, phương pháp trong kiếm định công trình dựa trên các phương pháp không phá hủy (NDT) và một trong những phương pháp mới, đang được phát triến cũng như được quan tâm nhiều tới trong thời gian qua là phương pháp tán xạ sóng âm thanh (Acoustic Emission) Phương pháp tản xạ sóng âm thanh

-một loại sóng đàn hồi mất dần, được hình thành bởi hiện tượng giải phóng đột ngột năng lượng dôn ứ trong vật liệu bởi sự quy tụ và mở rộng các hư hại siêu nhỏ trong

nhiệt năng của vật liệu Vì thế việc xuất hiện các tín hiệu sóng âm thanh AE là dắu

câp của kêt câu làm từ vật liệu đó Có thê nói, môi hiện tượng xảy ra trong vật liệu

sẽ gây ra sự thay đôi năng lượng bên trong vật liệu và hình thành tín hiệu sóng âm thanh Các thông tin về hư hại (nứt) và các hiện tượng khác tạo ra tín hiệu AE, đặc biệt là vị trỉ tạo ra tín hiệu, hướng phát triên của hư hại đêu có thê áp dụng phương pháp sóng âm thanh.

Cuôn sách là tài liệu chuyên sâu nhăm phục vụ cho các học viên cao học, sinh

tâm đến lĩnh vực kiêm tra, kiếm định công trình.

thảo cuôn sách này đê cuôn sách sớm được ra măt bạn đọc.

Sách được biên soạn lần đầu, tuy đã có nhiều cố gắng, song khó tránh khỏi những

đông nghiệp, sinh viên, học viên và bạn đọc đê cuốn sách được hoàn thiện hơn trong lần xuất bản sau Mọi ỷ kiến đóng góp xỉn gửi về địa chỉ email: chỉnhlm@tlu.edu.vn.

Tác giả

3

đinh, quan trãcvà báo tri các còng trinhcâu yêu là hêt sức cân thick Hộthôngquantrãcloại này cân phai lập trung vào hai yểu tô:

•Sự biền đỏi cùa lai trọng trong quá trinh khai thác

•Sự tíchlùycủa các hư hại bén trong kết cấu

Việc quan trãcvà kiêm định hợp lý các côngtrìnhcâusẽhỏtrọ các cơquan chức

nâng quán lý và khai thác công trình hiệu quá hơn kéo dài tuỏi thọ cuacõng trinh, tối ưu hỏa các cõng lác duy tu bao dườngvàsữa chừa, sữ dụng nguồn vốn bão tri

một cách hụplý

II HIỆN TRẠNG CÁCCÀUYẾU TRÊN HỆ THỚNGCÁCQUỐC LộTheo số liệuquán lý vã thốngkêcũaTồngcục Đường bộ, dền thời diem năm

2014 trên các tuycnquòc lộ trong cã nước van tòn tại 343 vị trícâu yêu trongtông

sỏ4239 vị tri câu Hâu hẽt các câu dược xây dựng trước năm 1975 két câuthượng

bộ hạbộđà bị xuống cap, rung lắc mạnh vàđộ vòng lớn một sốcầu không đáp ứng

nhu cầu thoải lù, khỗ cầuhẹp Một số cẩuđược dầu tư sau năm 1975, tuynhiêncó

tài trọng thict kê thâp và bãt đâu cỏ dâu hiệu xuõngcàp hoặc không dam bão thoát lù

do diễn biên bâl thưởngcua khí hậu.Các vị tricâu này dèu có tai trọng khai thác không đồng bộvớituyển Dựa trên mậtđộ giao thõng, tinh chẩt tuyếnđường (độc đạo hoặc cốđườngsonghành), hiện trạng cũa lũng cầu,BộGiao thòng Vận lái phàndanh mục câu yêu thành 2 nhỏm cụ thê nhưsau(theo Báo cáo nãm 2012):

•Nhóm ưutiên I: Baogồm 79 cầu yếu nằm trẽn các tuyếncómậtdộ giao thông

lờn, đường độc dạo, các giãiphápsứa chừa không khá thi

•Nhóm ưutiên 2: Baogốm 264 cầu yếu nằm trẽnquốc lộ cómật độ giao thông

thâp hơn hoặccó đường song hành Trong trườnghợpnguồn lực khó khăncỏ thê

sứa chừa đê duy tri tinh trạng khai thác nhu hiện nay

duy tu bao tri một cách hợp lý nhâm kéo dài tuôi thọ cùacòng trinh.

Trcncơsờ các sô liệu kicm tra (chân đoán kỹ thuật công trinh) ta có thê dánh

giá dược:

-Hiện trụng chài Itrụng công trinh;

- Xác định khả năng chịu lãi cùacòngtrinh;

-Khánângtièptụcsirdụngcùa công trinh;

-Đề xuất các giãi pháp kỹ thuật nhảm nâng caođộ tin cậyvà tuổi thụ côngtrinh;

- Đưa ra những chếđộ thay đối trong khai thác công trinh

Nội dung kiểm định vềcơ băn gồm 4 phần; quản lỷ cầu thừ nghiệm cầu sữa

chừa và lâng cường cầu

1.1.1 Quản lýcầu

Quán lý cầunghiêncứu nội dungvảphương pháp quánlý.Nội dung quán lý baogồm quàn lý hồ sơ cầuvãquan trọng hơn là quán lý tinh trạng kỳ thuật cùacầu

Người quan lý cằn năm được đầy đu các thõng tin về cầu, nhừng hư hóng hiện có,

nguyên nhâncùa cảc hưhóng tửđóđềrachếđộ khai thác (chàng hạn quy định

khoáng cách tối thiểu giừa các xe, tốc độ tối đacùa xetrên cầu, ), chế độ báodường,tiền hành các sứa chừa nhó ngaykhi hư hóng mới xuất hiện theo kinh phi

quán lý hàngnăm.hoặc lập kế hoạch xin sưa chừa lởn tăng cường cầu

Phươngphápquán lý đềcập đến các hình thức kiểm trađe năm được đầy đúvà

kip thời tình trạng kỳ thuật cùa cầu trẽn cơsởđótiếnhànhphânloạicẩuvàđểra

được trình tựưutiênsứa chừa, tăng cường hoặc thay the băngcâu mới đênângcao

hiệu qua kinh tê vả dám bao tuôi thọ cùacâu

1.1.2 Thìrnghiệmcâu

Thử nghiệm câu nghiêncứuvà đánh giá kha nâng chịu lực cuacâubâng thục

nghiện» VỚI các nội dungchinhnhưsau:

-Đoứngsuất,độvõng, dao động cùacácbộphận cầu, xú lỷ số liệuđovà dùng kêt quả đodê đánh giá khả năng chịu lực cùa càu

-Thi nghiệm vặt liệudêxác dinh các dặctrưngcơ học cua vật liệucầunhư thép,

bê tông

- Kiểm loan cầu theo các đặctrưngcơ học vảhĩnh học thựccùa cãc bộ phậncầu.Kêt hợp giữa kcl quà đovà kicm toán đêdành giá khà năng chiu lựccùa câu

Trong thử nghiệm cáu cỏn có một nội dung chưa đecập dên trong tài liệu này là

nghiêncứusựlàm việc cuacầu hoặc một bộ phậncầu trong phỏng thi nghiệm dưới

dạng mô hĩnh, bạn dọc có thế tim hiểu trong các tải liệu khác

1.1.3 Sứachữacầu

Sưa chữa càunhămkhãcphục những hư hóng xuât hiện trên câuđề dưa câutrơ

lại làn» việc nhưđà được thiểtkể mã không làn» thay đói chếđộlảm việc chung cua

toàn hộcông trình

Sửa chữa câucỏ thê lã nhũng công việc ràt nhò như trám vá chò vỡbẽ tông,

bơm kco vào vet nứt, nhưng cũng có thề là sưa chữa lớnnhư thay the một thanh,

một nút dàn

Trongsữa chừa cầuhêlông cốt thép, vật liệuđếsứa chừa có ảnh hường lớn đến chất lượng và giá thànhsữa chừa (ở đày códềcập đến vật liệu như vữa epoxy,

bê tông polymcv.v )

Cácsưa chừa được chia thànhnhùngsưachìra thôngthườngcó the thực hiện được ỡ công trường, hoặc những sứachùa dõi hói phái có trinh độ chuyên môn nhất

đinhnhư nản cong,vênh bâng gia còng nhiệt

1.1.4 Tăng cường cầu

Táng cườngcầu không phái là sứa chừa cầu mà là những còng việc dược tiếnhànhdế nâng cao khá năng chịu tái cuacẩu so VỚI hiện tại hoặc sovớithiếtkếbandâu Tăng cường càucó thẻ không hoặccólàm thay đỏi so dỏlàm việc cua câu vi

dụ một dàn gian dơn khi chi thèm vật liệu cho các thanh dàn thìsaukhi tàng cường van là dãn gian dơn nhung ncu them trụ dò thì tùy theo cách dặt gôi trên tại mà dàn

trơ thànhsicu tĩnh khi chịu hoạt tai hay khi chịu ca tình tái và hoạt tai Trên các cáu

dược tảng cườngcónhữnghưhỏng,trước khi tăng cưởng hoặc trong lúc tăng cường người ta thường kct hợpsửa chữa các hư hông đó

Kiêm địnhcâu là công tác có tinh thục nghiệm, ngoái việc nghicn cứu, năm vũng

lý thuyêt thông qua các tải liệu chuyên môn người học cũng cân được tham gia thực

hành trong phòngthinghiêmđêbict sú dụng các thict bị đo tôt nhàt là đượctham

gia thứ nghiệm tại hiện tnrởng, ởđõ ngưởi học còn học tập được cách bốtriđiếm

đo cách tô chức đođục lây sô liệu, thu thập sôliệuvàxứ lý sô liệu

Cuối cúng cũng cầnlưu ý rằng kiếm địnhcầuthực chất lả "khâm sứckhoe, khám

bệnh" cho câu nên người học chi nãm dược dây du kiên thứccùa công tác này ncutnrởcđóhọđăcỏ cãc kiến thứcvềthiếtkếvã thi công cầu

1.2 MỌT SÒ KHẢI NIỆM TRONG KIÊM ĐỊNH CÔNG TRÌNH

1.2.1 Phân loạichấtlượngcầu

Phân loại chài lượng câu là một còng việc ràlcânthiêlđêphục vụ cho việc khai thác duy tu.sứa chừa cầu Việcphânloạicầu cỏn giúp cho các co quan quán lý có

kè hoạch dũng dãn VCsửachữa, tãng cưởng hoặc xây dựngcâu mới thay thè cho câu

cùđàhư hỏng, nhâm dam bào khai thác có hiệu quá một tuyển đường hoặc cá mạng lưới giao thông nói chưng

Đềphânloạicảucần phái cótiêu chuẩn phân loại Hiện nay ở nước ta chưa có

một quy định và hướng dan thòng nhât vê phàn loại chát lượng câu ớ dây xin giới thiệu cách phânloại cũa ESCAP (ủy ban Kinh tế vãXà hội Châu Á - Thái Bình Dương) Theo lài liệu nãy tiêu chuân dê phàn loạicâu lả:

- Biên độ biến dạng;

-Mứcdộ ánh hường đen an toàn vận tai;

- Sự cấp thiết phái tiến hãnh các biện phápđế duy trì chức nâng làm việc bình

thưởngcùacõng trinh

Theo tiêu chuẩn nãy người ta phân cầulãm 4 loạichinhnhưsau:

- Loại A: Bao gồm nhừng cầucó chất lượng còn lót không có khuyết tật hay hư

hỏng hoặc có nhưng không đáng kẽ.khôngcânsứa chữa Cáckhuyêt lậl hay hư

hóng nêu có chưa anh hương đen chức náng làm việc cua các bộ phận ket cau cầu

khai thác an toàn với tài trọng thièt ke;

- Loại B: Bao gồm các cầucỏhư hỏng hay khuyết tật nhungởmứcđộnhẹ, sự phát triêncùahư hông hay khuyêt tật chưa rõ ràng và không đáng lo ngại Cáchư

hóng hay khuyêt tật không ánh hưởng đen an toàn trong khai thàc nên cỏ thè sứa

chữa hoặc không, nêu sưa chữa thi cỏ thê tiên hành vào thời diêm nào tùy ý;

-LoạiC: Trên cảccầu thuộc loạinãycỏnhừngkhuyết lật hay hư hóng mà hiện tại

chưa anh hương hoặc ánh hương không đãngkê dếnkhá năng chịu lực cùacầu tuy nhiên nếu hu hóng, khuyết tật phát triển thi sôlãmsuygiám khá năng chịu lực cùa cầu;

-Loại D:Công trình thuộc loại D lã công trìnhcó những hư hóng đáng ke,đà

hoặc sỗlàmsuy giám chức nâng chiu lựccùacầu Người ta cỏn phân loại D thành 3

loại nhó làDl.ÒÍ, D3:

Báng i.l Phân loại câu

Loại Tinh trạng câu Ánhhươngđen

cảu còn tốt hu hònghay khuyết

tật nhẹ sự phái triển cua hu hóng

c

Mức độ hư hong vãkhuyết lật cua

cõngtrinhtrong tương laisèphát

triền, cầu trờ thánh loại DI, do đó

phái phông ngừa đédiều đõ không

xãyra

Hiện tựi chưa ánhhương nhưng trong tương lai có thề

anhhương

Hư hóng vã

khuyết tật cỏ the phát triẽn

Sứa chừa vàothời điếm thíchhợp,nếu không

biện phápngân ngừa để

khòng anhhướngđềnantoàn

cùa côngtrìnhtrong tương lai

Dedợađenanloànvặn lai trongtươnglai

Hư hòng vâ khuyết tật đang

phát triểncóthểdầnđền suy yếu

chức năng cùa cầu

Sùa chừa vàothờiđiếmthíchhợp

D2

Hư hòngvảkhuyct tỏi đá ánh

hường đền chức nànglàm

việc cùa cảu.khanângchiu

tai cùa cầu cùng bị anhhương

De dọađèn an toànvận tát trongtươnglai gan, nguy hiếm

kh)có ngoại lực

không binh thướng

Hư hòng, khuyết

lit và sưsuygiam

chức năng cùa cầuđang phát triển

Cẩn liền hành

sứa chữa sớm

D3

Hưhóng,khuyếttitlienquan

tới chức nàngchúyểucùa

công trình, anhhưởngđến an

toàn cùa cấu

Nguy hiểm

sắpxảyra

Nghiêmtrong Cẩn liền hành

sứa chữa ngay

' Loại DI: Công trinhthuộcloại D2 lã khi côngtrinhđàcónhừnghưhóng,tuy

nhiên hiện lụi công trinh không có vân đêvêan loàn nhưng chức nănglàm việc cứa

chúngcỏ thê bị ành hường bat lợi trong tương lai vi vậy phài ticnhànhsưa chữa các

hư hỏng ở thời điềm thích hợp.chủng hạn sưachìra mõ trụ vào múa khỏ :

+ Loại D2: Công trinhthuộcloại D2 khi trẽn cõng trinh cónhữnghưhóng, hiện tại công trinh chưa có vân devêan loàn nhưng chức năng làm việc của chúng dãbãt

đầu bị ánh hưởng,dođỏcầnlienhànhsưa chừa sớm

+ Loại D3: Thuộc loại này là các côngtrìnhcóhu hóng lớn, không cỏn khã nãng khai thác binh thường, phái tiền hãnhsửa chừa hay tâng cưởng ngay lập tức, khi

chưa sửa chữa kịp phải giảm tài trụng khai thác cùacâu

Việcphânloạicầunhưđătrinh hãy ớ trên được tóm tắt trên bâng 1.1

• Kiêm tra công trình là việc xem xct băng trục quan hoặc băngthièt bị chuyên dụng đề đánh giá hiện trạng cõng trinh nhằm phát hiện các dấu hiệu hư hông cùacòng trinh Cõng tác kiêm tracông trinh nhăm mục đích đánh giá hiện trạng cuacông trinh đang được khai thác.Trêncơsờđó xây dựng các khuyêncáo (đè nghị) vê

việc tiếp tục sú dụngvà khai thác công trinh

• Báo trì công trình là tâp hợp các hoạt động nhàm duy tri hoạt động bình thường

và đàm bảo an toàn SŨdụng còng trình Cõng tác bão trì đường bộ bao gồm công tác bào dường thườngxuyên;sửa chữa dinh kỳ vàsưa chữa đột xuất

• Bão dường thường xuyên lả các thao tác kỳ thuật dượctiếnhànhthưởngxuyênnhămphỏng ngừa và khác phục kịp thời những hư hóng nho cùa các bộ phận cóngtrinhvàthictbị Bào dưỡng thường xuyên đè hụn chê tôi đasự phát triền từhư hóng nhó trở thảnh hu hóng lớn Các công việc này được thục hiện thường xuyên liêntục

de dam báo giao thõng vận lái dược an toàn, thông SUÔIvà em thuận.Công tác báo

dưỡng thườngxuyên bao gồm việc phông ngừavàsữa chừa nhõ

• Sứa chữa nha là khăc phục những hư hông nho cùa các bộ phậncõngtrinhvàthiếtbị

• Sira chừa định kỳ lả khác phục nhùnghuhóngcóng trình theo thời hạn quy định, kct hợpkhãcphục một sỏkhuycl lật cuacông trinh xuât hiện trong quá trinh

khai thác,nhằmkhôi phục lình trạng kỳ thuật ban đầu vả cãi thiện điều kiện khai

thác cua công trinh (nèu cânthiểt) Công tác sứa chữa định kỳ bao gồm công tác strachùavữavà công tác sửa chừa lớn

• Sứa chữa vừa là sưa chữa nhùnghưhóng,khắc phực nhừng biêu hiện xuống

câpcùa bộ phận, kêt càu công trình có thê ánh hường đen chàt lượng khai thác vàgảymấtan toàn khai thác

• Sứa chữa lớn là công việc sưa chữa tiền hành khicóhư hông hoặcxuôngcâpơnhiềubộ phận công trinh nhằmkhôiphục chất lượng ban đầu cùa công trinh

• Sứa chữa đột xuất là cõng việc sừa chừa còng trinh chịu các tác động đột xuắt

như giỏ bão lù lụt động đâl,vadập.cháy hoặc những tác dộng dột xuát khácdãdan

tới nhừng hưhông, xuống cấpcầnđượcsữa chừa kịp thời đế đám báo giao thônglientục

• Quan trắc cồng trình là sự quan sát, đođạccác thòng số kỳ thuật củacôngtrinh theo yêu cầucủathiếtkếtrong quá (rinh sù dụng.

Tấtcã các công trinh nói chung đều khácnhau về: sơ đồ kết cấu,sơđồ nhịp, vặt

liệu, điều kiện cụ thế như thời tiết, khi hậu , thời gian thi công, chếđộ khai thác, sự lỏn lại các loạihưhong Cácdạngtổn tại này phụ thuộcrátnhiều vảo các you tô khác nhau

Đẽ thuận tiện cho việc quàn lý và khai thác, xu thê chung cùa tât cácác nước trcn

thế giới hiện nay (đặcbiệt là các nước đang phát triền) là xây dựnghoànchinh một

hộ thống tiêu chuẩn đềphânloại chất lượng kỳ thuật cùa còng trinh, nhằmquán lý

và đánh giá còng trinh một cách thống nhất

Đánh giá phânloại chất lượngkỹthuật công trinh theo tiêuchuấn Mỹ:

Tùy theo mứcdộhư hóng và tinh trạng suy giam các chúc nâng làm việc cuacông trinh mà chât lượng kỹ thuật còng trìnhđượcsãp xcp vào một trong các loại cơ bàn nhưsau:

- Loại A:Cáccôngtrinh bị ảnh hường bầt lợi do những hư hỏng, khuyết tật gàyra:

-LoạiC:Các công trình không bị suy ycu về chức nủng làm việc nhưngcỏcác

hư hại nhẹ;

- Loại B:Các công trinh có các hư hóng vàkhuyết tật mã mức dộsuy giám chức

nângcùanó nám giữa A vàC;

-Loại S: Các công trinh thuộcloại s nói chung không cóhư hỏng hoặckhuyết

tật khônglãm ánh hướng tới chức nânglãm việc cua kết cấu Mức độhư hóng vảkhuyết tật không đáng ke

Vãndẻ quan trọng dặt ra lã phai phânloại những công trinh thuộcloạiA Công

trinhloại này chia thành 3 loại:AA Al A2 nhảm xem xét kỹsựsuy yêu chức nãng

làm việc và thời diem tiênhành biện pháp sửa chữa cùa kcl câu một cách phù hụp.+ AA: Công trinh khôngcó khá nâng sữ dụng binhthưởng và phải lập tứctiếnhành các biện phápsữa chừa hoặc tảng cường

+ Al: Là cóng trinh hiện tại chưa có vấn đe gi vềan toàn nhưng đòi hỏi một số

biện pháp nhât dinh thục hiện sưa chữa sớm

+ A2: Làcòng trình hiện tại khôngcỏ vân de gi VCan toàn, nócó the bị ánh

hườngnhưng chưa càpthicl, chức năng an toàn vận tài có thê bj ánh hưởng trong tương lai Đòi hói phải lập kế hoạch, chuẩn bị các biện pháp sửachừaỡ nhừng thời điểm thích hợp

Vecơ bán thi cách phân loại công trinh cuaMỹ khá tương đòng với cáchphảnloại công trinh cùa ESCAP

1.2.2 Phân loại công tác kiêm tra

Công tác kiêm ira công trinh dược chia thành 3 loại:

- Cóng lác kiểm tratống quát (kiếmtra đinh kỳ): Đecập đốn loàn bộ còng trinh,

thưởngtiếnhãnhkhoáng 2 nám một lằn;

-Còng tác kiêm tra chi tiêt(khôngđịnhkỳ):Được liên hành khi cỏ những dâu

hiệu không bìnhthường hoặc tủy theo diêu kiện thục tề cua công trình;

- Cõng tác kiêm tra toàn diện: Xem xét cá công trinhvà môi trường xung quanh

Báng 1.2 Mục dich vàloạikiêmtra

- -— _ Loại kiềm tra

Mụcđích kiém tra ~ -—

Tồngquát

3 Đechọn lựa vềphươngpháp,thôi gian tiênhãnhsữachừa X

4 Đó diêu tra nhamphát hiện những thay dôichuyểutừnendãl và de

5 Đeđiêu tra nhâm phát hiện những điều kiệnmõitrưởngchủyếu

bàngviệckháosãttrẽn không vã đẽxácnhậncõngtrinhthuộcloại A X X X

1.3 TIÈM NĂNG PHÁT TRIÉN CỦAPHƯƠNG PHÁP SÓNG ÂM THANH

Ờ VIỆT NAM

Trong lình vực xây dựng cơsởhạ tầng, ngoài kết cấubêtòng cốt thép thi kết cấu

thép cùng là loại kct câu phô bicn dượcáp dụng rộngrãi trong nhicu lỉnh vực từhàngchục năm nay So với các kết cẩu BTCT có tuổi thọvềcơ ban lờnhơn các loại

kết cẩu thép dề bị ánh hương nhiều hơn từsự biến đôi mõi trường xung quanh,đặcbiệt trong điều kiện thời tiết nóng ấm cùa Việt Nam Trong thôi gian qua, nhiều

công trình dãcó tuôi thọ khai thãc caovàxuôngcâp Đê dam báo an toàn khai thác

cãc cõng trinh nêu trên, hàngloạt các công tãc kiêm định, sứa chữa và gia côcân

phái đượctriển khai thực hiện Hiện nay trên thể giói cô nhiều giãipháp nhăm kiểmđịnh chắt lượng kết cấu thép một cách hiệu quà mà không ãnh hường đén kết cấu,

den diêu kiện làm việc cua kèt càudó là sứ dụng phương pháp không phá huy Một trong những phương pháp dược sử dụng nhiêu nhát chinh là phương phápsóng âm thanh hay côn gọi là phương pháp phát xạ âm thanh(AcousticEmission).Khácvới

phương pháp siêuâm, trong đó nguôn âm thanh là do một thiẽt bi tạo ra sauđótin

hiệu âm thanh sỗ đi qua môi tnrởng vật liệuvà các hư hại trong vật liệusẽlàmthayđòi tin hiệu âm thanh đỏ Trong phương phápsóng âm thanh thì không có nguồn tin

hiệu âm thanh nhân tạo não được tạo ra, mã nguồn ảm thanh chính lả nhũnghuhại

hoặc những biên đôi trong vật liệucàu thành dưới tác động cùacác tô hựp tái trọng khai thác tác dộng lên công trình Phương pháp này không phái là mới nó dược pháttriểntừnhừng năm 80cua thế kýXX nhưng khiđó công nghệthõngtincũngnhưsự

phát triểncùa máy tính chưa đáp ứng được nhu câucúaphương pháp, khi mà nguồn

âm thanh trong két càu tạo ra là rải nhó cân phái cónhững biện phápđođạcvà phân

tíchhữu hiệu Ngày nay, trong một vài thập niên vừa qua.cùngvớisự phát triên cua

công nghệ thông tin.phươngpháp nảy trớ lại thành một cóng cụrấthừuich.Nócóthe

được ápdụngnhư một hiện pháp kiểm trađịnhkỳ hoặc quan trắc liên lục trong thời

gian thực cùakêt câu, tùy thuộc vào nhu càuvà tính chài cùacông trinh

Trong những năm vữaqua.dượcsự quan tâmcùa Chinh phu.hệ thòng cơsớhạ

tầng đường bộ đàtừng bước được nângcáp các cầu yểu đả từng bước được đẩu tưxây dựng bàng các dựán riêng hoặclồng ghép trong câc dựán đầu tưnângcẩpinớrộngđường Tuy nhiên, do điêu kiện nguồn lực hạn hẹp đen nay vần còn nhiều tuyên chua dược nâng câphoặc chi mới dượcnângcãpphântuyên nen trcn hộ thôngquốc lộ trongcá nước vần tồn tại các cẩu yểu lãm anh hướng đến hiệu quá khai thác

cuacảc tuyếnđường, liem ấn nguy cơ mat an loàn giao thòng,có khá năng ánh

hưởng đen linh mạngvã lài sàncùa người dãn

Đê giám thiêu các nguy cơ nêu trên,nhiêuphươngphápkhông phá huy hiện dang

được áp dụng rộngrãitrẽn thế giời vàViệt Nam mồi phương pháp đều cóưu nhược điếm vàphạm vi ứngdụngkhác nhau Trong phần nãy cùng sê giới thiệu ve úng dụng cùa phương pháp kiêm trabảngsóng âm thanh đang được ápdụng hiện nayIren thê giới.Dông thời qua dó xây dựng dê xuâl giái phápvà các bước triênkhaithực hiện công tác kiêm định và quan trăc kel cấu công trình băngphương pháp

sóng ảm thanh(acousticemission).Dethực hiện được các nội dung nãy cầnthiết

phái có một hộ thông kiêm đinh khách quan kêt câu thép ápdụng phương phápsóng

âm thanh AE cho phép đánh giã mứcdộ hư hại (xuông câp) cùa lừng câu kiện cũngnhư toàn bộ kết cấu Hệ thông này sỗ được dựa trên cosơphân tích, xác định và

phát hiện các hiện tượng hư hại cũng vơi việc xuắt hiện các tin hiệu sõng âm thanh

Diều này cho phcp giám sát vàquantrắc các quá trìnhhìnhthànhvà diễn biên cùa

hư hại trong toàn kct câu dưới tác dộng cùa tô hợp tai trọng khai thác mà không cân

đen việc phânlích đánh giá các trạng thàiứng suất và biến dạng hay tác động liênhoàncũa các hư hại dười sự ánh hưởng cua yểu tố mõi trương xung quanh lẽn toàn

kêt cấunhư: tái trọng khai thác, tài trọng khác từsự biên đòi cùa nhiệt độ, độ âm.

gió hay các yêu lô mỏi trườngkhác

Hệ thõng nãy sồ bao gôm các họpphân sau: phươngphápđođạcsư dụng sóng

âm thanh cúng với việc phântíchsố liệu, cơsỡ dừ liệu cho phép xác định vàphànloại các hiện tưựnghư hại cùng với quy trình thực hiện cho phép xácđịnh các hư hạidang xày ratrong kết câu Việc lựa chọn phương pháp không phá hủy sử dụng sóng

âm thanh được dựa trên các ưu diem vượt trộicùagiaiphápnày bao gồm:

-Phươngphápsóng âm thanh AE chơ phép xác định vị trí các hư hại mang tính

"động” khó cỏ thê phát hiện bảng các phương pháp tniyên thông;

-Phương pháp sóng âm thanhAE thu nhận các tin hiệu hư hại dưới tác động cuanhiều yếu tố trong quá trình khai thác thục te đòi hỏi phái quan trác lâu dài mới phát hiện được;

-Công tác đođạcvàquan trác có thê thục hiện trong nhiêu điêu kiện khácnhau

Đặc biệtcó thê áp dụng trong quá trinh khai thác cua công trình, thư tai côngtrình

và ket qua nhặn được trục tiếpngaytrong quá trinh thựchiện:

- Phương pháp sóng âm thanhAE chơ phépxác định nhiềudạng hư hại khảc nhau

vớinhiêuloại kẽt càu với vật liệukhác nhau, trong khi các phươngpháp truyènthòng chi tập trung vào một vãi dạng h» hại:

- Phương pháp sóng âm thanhAE cho phép theo dỏi vàđánh giá mứcđộ phát

triểncuahư hại nhầm đưara các quyết định kịp thời vã hợp lý vớicõng lảc duy lu báo tricòngtrinhđè khai thác còng trinh một cách hiệu quâ;

-Phươngphápsóng âm thanhAE cho phépxácđịnh nguôn gôc cùacáctin hiệu

âm thanhdo dâu gây ra

Ch iron» 2CÁC PHƯƠNG PHÁP KIẾM ĐỊNH KHÔNG PHÁ HŨY

Kiềm tra không phá húy hoặc kiêm tra không tôn hại (liêngAnh: Non-Destructive

Testing - NDTt. hay còn gọi lã đánh giá không phá huy (Non-Destructive Evaluation

- NDE), kiểm định không phả hủy (Non-Deslruclive Inspection - NDÍ), hoặcdờkhuyèt tật lã việc sir dụng các phươngpháp vật lý dê kiêm tra phát hiện cáckhuyẽt

tật bên tronghoặcởbémặt vật kicm tra mà không làm tôn hại đen kha nângsử dụng

cuachúng Trong kỹ thuật sưa chừa co khi có một so phương pháp kiêm tra không phá hủy nhằmtimra cảc khuyết lật hoặctiềm nâng hư hóng cứa chi liet mảy hoặc

thiếtbị,mắtthườngnhiều khi không thấy được mả không ảnh hướng den chi liet,thiếtbị

Hình ĩ I Kiêm ưa chất lượng mồi hàn kef cầu

hàng phương pháp kiêm tra siêu âm (UT)

Khái niệm kiềm tra không phá huy lự nỏ đãgiainghĩachínhxác NDT theo đúng

nghĩa đcn là kiêm tra một vật mà không phá huy nỏ Nói theo cách khác, chúng ta có

thê tim thấy các khuyết tật trong nhiều vật băng kim loạibăng cách sứ dụng dõng điện xoáy mà không bao giở lãm hư hại đên vật mà chúng ta đang kiêm tra Điều

này rât quan trọng vi nêu chúng ta phá húy vật mà chúng ta dang kiêm tra.nỏ sè không còn tinh trạng tốt đêcó thê kiềmtraởcủng một vị tri NDT rât quan trọng bơi hâu het các khiiyêl tật mà chúng ta tìm không thê nhìn thây bãng mãtthưởng vi nó bị

bao bục bởi lóp sonhoặc một lớp mạ kim loại Hoặccùngcó the khuyết tật đóquá

nhô không the nhìn thấy bằngmắtthườnghoặc bắt cứphươngpháp kiêm tra bàng

quan sát não khác Vi vậy các phương pháp kiêm tranhư phương pháp kiểm tra

bằng dõng điện xoáyđà được phát triểnđe theo dõi khuyết tật

Kiểm trakhông phá hũy dùngđe phát hiện các khuyết tật như vết nứt rồ khi,

ngậmxi, tách lớp, không ngấu, không thấu trong các mối hàn, kiếm traăn môn cùa

kim loại, tách lớp cùa vật liệu composit, do độ cứng của vật liệu, kiểm trađộ ầm

củabê tông, đobề dãy vặt liệu, xác định kích thước và định vị cốt thép trongbêtông v.v

Mục đích cùa việc dòkhuyết tật đối với công trinh, thiết bị nhằm đánh giá linh chất vật liệu trước khi chúng bị hư hóng, dựa vào các chi tiêukỳ thuật quy định

được công nhận hoặc biến dạng suy biến xãcđịnh qua nhiều năm, dề báo đám đũng chất lượng sánphẩmvã tính nâng lãm việc cùa công trinh, thiết bị vã cũng nhâm khai thác het kha năngcủa các kết cắu kỳ thuật Hạncherúi ro hoặc các khuyết tật

nhăm tăng cường tính toàn vẹn trong khai thác và tinh an toàn trong xây lúp tiết

SrenO^tư»-Hình 2.2 Một sổ các phương pháp kiêm tra không phủ húy

Kiêm tra không phá huy gồm rấtnhiều phương pháp khác nhauvàthường dược chia thành hai nhómchinh theo khá năng phát hiện khuyết tật cũachúng,dỏ là:

-Các phương pháp có khá nàng phát hiện các khuyết tật nằm sâu bên (rong (và càtrênbèmặt)cùa dôi tượng kiêm tra:

+Phương pháp chụp ánh phóng xạ (Radiographic Testing -RT):

+Phương pháp kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Testing - UT);

+Phương pháp sóng àm thanh (AcousticEmission Testing -AE)

-Cácphương pháp cỏ khâ năng phát hiện các khuyết tật bềmặt (và gần bề mặt)

130,331

- Phương pháp kiêm tratrực quan (Visualtesting-VI )

Phương pháp kiềm tra thẩm thấu chấtlóng (Liquid Penetrant Testing - PT);

- Phương pháp kiêmtra bột từ(MagneticParticle Testing -MT);

+Phương pháp kiêm tra dỏng xoáy (Eddy Current Testing ■ET);

-i- Kiêm traròri(LeakTesting - LT)

u‘u (liemciia cảc phươngpháp không phá hùy

Ưu diêm cùa phương pháp kiêm tra không phá huy (NDT) này so với các phương

phãp phá hủy (DT) dó là NDT không làm anh hướng dên kha năngsử dụng cuavật

kiếm saunày.Ngoải ra, phương pháp NDT có the kiếm tra 100% vật kiềm, trongkhi

đó phương pháp DT chi có the kiểm traxác suất Phương pháp NDT có thề kiểm tra

ngaykhi vật kiêm nãm trên dây chuyên sân xuãt mả không phái ngưng dày chuyên

san xuất lại Ưu diêm của các phươngpháp kiêm tra khỏng phá huy (NDT)sovớicácphươngpháp phá húy (DT):

- NDT không lãm ánh hướng đen kha nủng sú dụng cùa vật kiềm saunãy

- NDT có thê kiêm tra 100% vật kiêm, và đám bão 100% sănphàm xuât xưởng đạt chat lượng

Trong khi đó các phươngpháp phá húy lại cỏưu diem là cho kết quá trực tiềp,

còn NDT chi cho được các kết qua gián tiếp (thòng qua so sảnh với mầu chuẩn)mảthôi Trong chếtạo, khi áp dụng kiêm tra không phá huy, ta có thê dedàng phát hiện những khuyêt tật từdócó thè loạibocác bán sánphâm tiểt kiệm chi phí sửa chữa khâc phục saisót

Hình 2 ỉa Cảc phtrưng pháp kiêm tra không phá hãy chã yểu

Trong các phương pháp NDT đã nên trên, môi phương pháp đêu cóưu diêm

riêng, không phươngpháp nào có thê thay thế đượcphương pháp nào.úng vởi mồi

hưởnghựp cụ thê mà ta lựa chọn những phương pháp kiểm tra phũ hụp KJ1Ĩ áp

dụng kiếm trakhông phá hủy ta có thé dễdàng phát hiện những khuyết tật, từ đó

sữa chữa khấcphục sai sót Dođó công trinh khi hoàn thành sècó các chi tiếtsai

hông thấp nhắt

ứng dụng cúa cácphươngpháp không phá hủy

Kiểm tra không phá hủy cùng được Sừ dụng rộng răi đế đánh giá độ loàn vẹn cùacácsănphẩm, công trình công nghiệp đang hoạt dộng Nhờ sớm phát hiện đượccác

hỏng hóc kịp thời thay the khấc phục, nên ta cóliet kiệm được chi phi sừa chừa, trảnh được các thám họa có thế xây ra NDT côn là côngcụquantrọngtrongnghiêncứachế tạo vật liệumới tối ưu hóa cãc quy trinh sản xuất, quy trinh hãn thõng qua

các thừ nghiệm, phát hiện các sai sót trong thiẽt kế, vật liệu, sám phâm NDT lã

côngcụ quantrọng đê giám giá thành, nâng cao sức cạnh tranh cùa các doanhnghiệpchế tạo, sán xuất

Hình 2.3b ửng phuơng pháp kiếm ưa không phả hùy dế kiếm ưa còng trình cầu

Kiêm trakhông phá huy dùngđê phát hiện các khuyêt lật như là nứt,rỏ.xi tách lớp hàn không ngấu, không thấu trong các mối hãn , Kiếm trađộcứngcua vật liệu, kiêm trađộ ảm cuabé tỏng (trong cọckhoannhôi),đobẻ dày vật liệutrongtrường

hợp không tiêp xúc được hai mặt (thưởng ímg dụng trong càuthủy),do còt thép

(trong các công trinh xây dựng ), v.v Ví dụ: trong nhả máy lọc dâu hóa chât,

nhiệt diện, các kỹ thuật kiêm tra không phã húy dược sứ dụng trong chương trinh

bào dường phòngngừa cho các thiết bị tĩnh như bôn bê tháp phànứng nỏi hơi trao

dôi nhiệt v.v (hình 2.4)

Hình 2.4 ưng dụng các kỹ thuật kièrn tra NDT cho việc kiềm tra các thièl bị trao dôi nhiệt,

õng tube nôi hơi lò phàn ứng tháp bon bi' và dường ông.

(Ghl chú: SM - Strain Measurement: Sump - Replica Method:

EVA - Extreame Value Analysis)

2.1 CẢC PHUONG PHÁP KIÊM TRA BÈ MẠT

2.1.1 Phương pháp kiêm tratrựcquan (Visual testing-VT)

Phươngphápkiêmtratrục quan hay còn gọi là kiêmtrabăng thị giác vàquang

học (VT) liênquan đến việc sir dụng đỏi mắtcùanhân viên kiềm trađểtimkhuyết

lặt Nhân viên kiềm tra cùng có the sử dụng các công cụđặc biệt nhưkính lúp,

gương,hoặcborescopes (dụng cụ quang hục cỏ đèn dùng đè kiêm tra bên trong ông)

đêtièpcận gân hơn diêm kiêmtra (hình 2.5)

Hình 2.5 Óng ngắm nội soi "Borescope " sữ dụng trong kiềm tra true quan /VT)

Kiêm tra băng thị giác có thê kiêm tramứcđộtừđon gián đên ràl phức tụp theo

các quy trinh khác nhau:

- Kiếm tra điều kiện bềmặtcùa vật thê kiêm tra;

• Kiêm tra sụ liên kết cùa các vật liệu o trênbê mật;

- Kiềm trahĩnhdạngcủa chi liet;

- Kiềm tra các dấu hiệu rỏ ri;

- Kiêm tra các khuycl tật ở những nơi con người không thê liêpcận được (chảng

hạn những nơicómứcđộ phóng xạ cao bêmặt bên trong các đường óng )

Hình 2.6 Thiẽt bị nội soi có gán màn hình kỳ ihmit sò

—

Hình 2.7 Ví dụ sử dụng ông ngâm nội soi "Borescope " trong kiêm tra trực quan (VT)

Dụngcụsứ dụng trong phương pháp kiêm tratrực quan gômcó:

- Nội soi kinh lúp kinh khuếch đại ánh sảng;

-Thiết bị ghi nhận hĩnh ãnh cóđộ phóng đụi cho phép kiêm tracác binh áplựcvà

bon lớn ;

- Thiêt bị dạng robot cho phépquan sát được những nơi nguy hiẽm vànhững

vũng hẹp không tiếpcậnđưọc.như là các ống dần dầu và khi, lò phánứng hạt nhân;

Hình 2.8 Một sổ thiết hi (tược sử dụng trong kiêm trư trực quan (Visual testing - VT)

Hình 2.9 Thiét bị soi ghi nhặn, xú lý và lưu hình ánh độ nét cao

sứ dụng mày vi tính có gan camera chõng phông xạ,vừ hình linh

ghi nhận dược lừ camera ở đáy lò phan ứng hạt nhãn.

2.1.2 Phirưng pháp kiêm tra thấm thấu chấtlõng (Liquid PenetrantTesting-PT)

Một trong những phương pháp hay sư dụng nhàt dê phát hiện các vet nứttrênbêmật kim loại, môi hàn sau khi gia công,dặcbiệt là cãc vật liệu không nhiêm từnhư

thép không gi Trong phương pháp này người ta phun một chât lôngcỏ khá nãng

thâm thâu caovàcó màu sãcdephân biột (thường lã màu đò) lên bẽmặt vật cânkiêmtra Nêu trênbẽmặtcó các vet nứtdù là râtnhò chât thâm thâu sẽngâmvào

vàđọng lại ờ các khe nứt.Saukhi chờ cho quá trinhngấm kết thúc, người la loại bó hết phần chất thắm (hấu thừatrênbềmặtvàtiếp tục phun lèn bềmặt kiêm tra một chất khác gụi lã “chất hiện màu"làm cho phần chắt thầm thấu đàngấm vảo các vétnứt nồi rò lên cho phép ghi nhận các vet nứtrấtnhô,mắt thường không phát hiện

được.Tuynhiên,đểcỏ the ápdụngphươngphápnảy,bềmặt vật kiểm tra phái rất

sạchvà khô, vì vậy nó không thích hợpvới các bề inặl bị băm bấn vàcỏđộ nhám

cao Mặtkhác, mặc dù không đòi hòi phái đầu tưthiếtbị việc kiểm traPT đỏi hói

người kicm tra phái thựcsựcókinhnghiệmvà được đâo tạo đây dứ

Phương pháp thâm thau chất lóngđượcdựatrẽn hiện tượng mao dần.Dây lã một phương pháp đượcáp dụng đê phát hiện nhừng vị trí bất liên tục hờratrênbềmặt

vật liệu, cúa bất cứsân phẩm công nghiệp nào được che tạo lữnhùng vật liệu không xốp Phương pháp này dượcSŨdụng phồ biến đề kiểm tra những vật liệukhôngtừtinh Trong phươngphápnãy.chất thấm lõng được phun lèn bềmậtcủasán phẩm trong một thời gian nhất định, sauđóphầnchát thấm côn dư được loạibókhóibề

mặt Bề mặtsauđõ được lãm khô vã phu chất hiện lên nó Nhùng chắt thắm năm trong vị tri bẩt liên tục sò bị chắt hiện hấp thụ tạo thành chi thị kiểm tra phán ánh vị

trivà ban chắt cùa vị trí bất lientục Triển khai phươngpháp nãy gồm các bước:

- Làm sạch bềmặt vật kiêm, khiđó các châl bân sè đượcloạibovà không chclápnhững khuyết tật hớrabê mặt;

- Xịt một lớp chât thầm thâu len bê mặt lóp chât thâm thâu này sẽ di vào và năm trong các khuyct tật hơbề mặt Có hailoạichat thâm thâu,dó là chảt thâm thâu khá

kiên (có màu nhìn thây dược dưới ánh sáng thường)vàchất thâm thâu huỳnh quang(chinhìn thây khi chiêu ánh sáng den);

-Chờ một thời gian de chat thâm thâu di sâu vào khuyêttật;

- Làm sạch chât thâm dirtrênbèmặt băng chât tây rùa Trong bước này không được xịt trực ticp chât tây rủa lên bẽmặt vật kiêm tránh trườnghụp chát thâm thâu trong khuyết tật cùng bị lau sạch;

- Áp dụng chất hiện lẽn bềmặt vật kiềm Chất hiện có tác dụng hút chất thẩm

thấu đọng lại ữ trong khuyết tật lên bemặt vật kiêm nhở hiện tượng mao dẫn ngược;

- Dựa trên các hiển thị (nhuộm màu hay dưới ánh sáng cựctim) thi người la có

the phát hiện vãđảnh giả khuyếttật;

-Sau khi đảnh giả khuyết lật, ta sử dụng chất tây rửa lảm sạch vật kiếm

Hình 2.10 Thiêt bị và hỏa chát sừdụng trong quả trình kiểm tra thám thâu chát lòng.

Phương pháp thâm thâu lõng chi có thê áp dụng đê kicm tra những khuyèt tật

thôngrabê mặt Phương pháp có thê áp dụng cho tât cácácloại vật liệutrừ vật liệu

xốp Đây lã một trong những phương pháp kiềm tra không phá húy đơn gián, rétiền

và hiệu quá

1) Làm sạch và sắy khô 4) Lảm sạch chất thắm dư 5) Kièm tra trực quan

Hình 2.11 Các bước cơ bân trung 1/tiá trinh thưc hiện kiêm tra thâm thầu chất lỏng.

• ƯU diêm cua phương pháp kiêm tra thâm thâu chất long:

-Rắtnhạy VỚI nhừngkhuyết tật năm trênbề mặt, nếu đượcsứdụng phủ họp;

- Thiết bị và vật tư dược dùng trong phương pháp này tương đối rẽ lien;

-Quátrinh thấm lòng tương dối dơn giàn và không gây ra vấn đề rắc rối;

- Hình dạng cua chi tièt kiêm tra không là vãn dê quan trọng

•Một sô hụn chècùaphương pháp kiêmtrabăng chât thâm lóng:

-Cáckhuyẽt tật phái hờratrẽnbêmật;

-Vậtliệu được kiểm tra phai không xốp;

-Quảtrinh kiem tra bang chátthấmlõng khả bấn;

- Giá thành kicm tra tương đôi cao;

- Trong phương pháp này các ket qua khôngde dàng giữ dượclâu

2.13 Phương pháp kiềm trabảng hột tù tinh (MagneticParticle Testing - MT)

Phương pháp kiềm tra bằng bộttừ lính được dũng đề kiềm tra cảc vật liệu dễ

nhiêm từ Phương pháp này cỏ khã nâng phát hiện những khuyêt tật hởratrên bê

mặt vảngay sát dưới bê mặt Trong phương pháp này vật thê kiêm tra trước het dược cho nhiễm từbăng cách dùng một nam châm vĩnh cưu hoặc nam châm diện, hoặc cho dòng điện di qua trực liêp hoặc chạy xung quanh vật the kiêm tra Từ

trường căm ứng vào trong vật the kiếm tragồmcó các đường súc lữ Noi nào cókhuyêt tật sèlàm ròi loạn đtrờng sức, một vài đườngsức này phái đi ravàquayvào

vật thê.Những diêm di ravà di vào này tạo thành nhữngcựctừtrái ngược nhau.Phương pháp kiềm tra bàng tir tinh (kiểmtra bột từ) dược áp dụng cho các vậtliệulừ tinh có thế phát hiện các rạn nứt bềmặtdủrấtnhô, các khuyết lật ở dưới bể

mặt Cáckhuyèt lật có thê phát hiện bao gỏm: rạn nứtbèmặtở mòi hân và vùng ảnh

hường nhiệt, sự nóng chày không du các rạn nứt phía dưới be mặt, rồ xốp lần xi và

độ ngấu mối hàn không đầy đu

Hình 2 12 Nguyên lăc làm việc cùa phutmg pháp kiềm trư băng từ linh.

Mặcdừ không sừ dụng dượcvới các vật liệukhông nhiêm từnhư thép không gi,

MT là phươngphápcódộ tin cậyvàđộnhạy cao không dòi hoi bêmặt kiêm tra phai quá sạchvà nhăn nhu khi kiểm tra thấm thấu.MTđượcáp dụng phô biến trong việc kiểm tra định kỷ các nồihơi vàbinhảp lực cỏ nguy cơnửtcaosau một thời

gian sưdụngnhư bôn chứa NH) hóa lóng, các nãp nôi hàp,binhkhứ khí, bao hơivà

bao bùn cùanôihơi nhà máy nhiệt diện,bê mặt ông lò cua nôi hoi ỏng lỏ ỏng lứa v.v Mặt khác, phương pháp nãy cũng thướngáp dụng như biện pháp kiềm tra bố

sung đối với cảc mối hàn, chi liet gia công sau khi xư lý nhiệt Trong phương pháp

này.vừngcân kiêm trasẽđượclữ hoá bảng cách cho ticp xúc với một nam châm diện dặcbiệtdược gọi là "gôngtir'’ Sau khi tirhóa.bê mặt vũng cán kiêm tra se được phun lên một lớp bột sít lừ(thường có màu đen) Nếu trên vùng kiềm tra không có các khuyết tật hay vết nứt, các hạt sát lữ này sẽphânbố một cảch đểu đặn

dọc theo cácđườngsứctừtrường.Neucỏ các vết nứt hay khuyết tật các đườngtửtrường bị gián đoạn sẽ làm cho các hạt sãt từ lập trung cụcbộ tại vùng cókhuyêt tật Báng việc xem xét kỳ sự phản hòcua các hạt săt từ trên vùng kiêm tra, người ta de

dàng phát hiện ra các vị tri bị nứt hay có các khuyết tật bề mặt Trong thực tè, đèdễphânbiệt vị tricókhuyêt tật người ta thưởng phun lên bêmặt vùng kicm một lớp

dung mòi màu trăng có tác dụng lãm nỗi bật màu đen cua các hạt săt từ.hoặc sư dụng đèn huỳnh quang lia cựctímtrongnhũngtrưởnghọp đòi hỏiđộnhạycao

tửvét nót tứ chạy trong

mỉu vật

Hình 2.13 Sơ đổ nam chãin điện DC sứ <l(ing đế kiêm trư ở hiên trường

Khi những bột từ tính nhó đượcrắc hoặc phun lên bềmặt vật the kiềm tra thi

nhùngcựclừ nảy se hút các bột từ tính đề tạo thành chi thị nhìn thấy được gần giốngnhư kích thướcvàhình dạng cùakhuyct tật Kiêm tra bột từđượcphảnbiệt qua hai

phương pháp theo dạng chài kiêm tra là bột từ.dólà:

- Kiềm tra ánh sáng ban ngàyhoặccó nguồn sáng vớicườngđộ sáng > 500 lux(kiểmtratưongphân-đen,'trắng);

- Kiêm tra bột từ phát quang (dưới ánh sáng đèn cựctim ƯV trong khi vật được

chc loi)

Trongcáhaiphương pháp, một vật liệucó tinh chất từ(vi dụ thép cacbon) phái được lừ hóa đầy đu Nóhìnhthành các đường sứclữ đòng đều vàchạysongsongdôi vói bemặt qua chi tiêt (dõng chày lực cùatừtrường), ơ các vị trí tách vật liệu/ bât binh thường, năm trên bêmật hoặc gân bê mặt và căt ngang dòng cháy từtrướng.Tạiđó xuất hiện từ thông phân tán ra bên ngoàibemặt (dòng từáo) Khu vực nãy có thế tạo ra khá nàngnhin thấy bang một chi báo bộtlữvới chất kiểm tra bột từ phù hợp

Phương pháp này có thè áp dụng vớicác khe nứt vàkhuycl tật códộrộngkhehờ

tối thiểu khoáng I mm khiđộsảu tối thiếu là 10 mm vàchiều dãi khe hơ tối thiểukhoáng0,2 - I mm

• Ưu diem cùa phương pháp:

- Là phương phápkiêmtra tương dôi dơn gian, nhanhvà chi phí hợp lý;

-Cỏ the chứng minhrõ ràng các bất bìnhthưởngrất nhó và mịn (độnhạy cám cao);

- Có the tim được các bất bìnhthường nằm sâu dưới bềmặt tới I mm;

Nódược xem như là phương pháprất hiệu qua đê kiêm tra các môi hàn góc trong kết cáu thép

Hình 2.14 Bộ thiết hị dùng trong quá trinh kiêm ưa háng lũ tinh

Hình 2.15 Các hước thực hiên kiêm ưa tữ

• Nhược điềm cùa phương pháp:

-Đượctiênhành với nhiêu trang thictbị;

- Luôn cản phai có nguỏn diện:

- Be mặt phai làm sạch không dầu, mờ, gi, các lớpsơn dày và lớp cắt cháy v.v ;

-Không thê chứng minh các lóivớichicusâu hơn I 1)111) trong thề líchcua chi liet;

- Người kiểm tra yêu cẩucầncókinh nghiệm cao;

-Không dùng được cho các vật liệu không nhiễm từ;

- Chi nhụy đòi vớicáckhuyct lật có góc nãm trongkhoángtừ 45" dên 90" sovới

hướng cua các dường sức từ;

- Thiết bị đát tiền;

Các điều kiện tiếnhãnh kiềm tra:

- Vật kiếm tra phài có tinh chắt từ tinh (có khả nàngdẫntừ), độ tửthấm mR > 300;

- Phái dạt dược sựtiêpcận một phía;

- Bẻ mặt phai khỏ không códầu mờ nước vã bân gi;

- Nhiệt độ kiểm tratrong các điều kiện đúc biệt tới 300°C;

-Cáclớp phù không được dày quá 150 mm;

- Đôi tượng kiêmtra phái đượctừhóa

Hình 2.16 Các chi thị điên hình trong quà trinh kiènt trư lừ

2.1.4 Phương pháp kiêm tra dòng xoáy (Eddy Current Testing-ET)

Phương pháp kiêm tradòngxoáy (Eddy Current Testing -ET) dược dựa Irenhiệuứng vecámứng điện lừ Đòng điện xoáyđược tạo ratrong vật the kiểm tra bủng

cáchdưanó lại gần cuộn câm có dông điện xoay chiều Từtrườngxoay chiều cùacuộn cám bi thay đôi dolừtrườngcùa dòng điện xoáy Sự thay đôi này phụ thuộc vào diêu kiện cuaphân chi liet năm gân cuộn cam nó dược biêu hiện như một diện

kế hoặc bicu dicn trên màn hình CRT

Hình 2.!7. Sơ đỏ phương pháp kiềm ưa dòng diện xoáy (Eddy Current Testing ■ ET)

Neu một vật dẫn điện đưa gần đến một cuộn dây cố dỏng điện xoaychiều chạy

qua, bèn trong vật dân này sè xuãt hiện một dòng diện khép kín (eddy current), biên thiên Dòng diện xoaychiêu này mạnh hay yêu phụ thuộc vào vật dan có khuyêt tật

hay không có khuyết tật Thiết b|dòngxoáycó thế đo dược dòng điện xoaychiều

này vãlữđó cho ta biếttrong vật kiêmtracõ vết nứt haykhông Phươngphápnảyràt nhạy đê phát hiện các vêt nứtbẽmặtvà gân bêmặt(rong các đòi tượng làmbàng

chất dan diện nhưnhỏm,dóng,titan v.v Phươngphápcũngcó thê dánh giá dược

độ dan điện,đođượcchiều dày lớp phú, đánh giá mứcđộản mòn Phương pháp này

được ứng dụng rộng răi trong ngành Hàng không

Hình 2 IS Thiêt bi dùng trong kiêm tra dòng diện xoáy

Ngoải ra, phươngpháp kiêm tra dòng điện xoáy còn được dùngđẽ:

-Phát hiện các khuyết tật trong các cấu kiện dạng óng;

- Phàn loại vặt liệu;

- Đo bề dày củathành móng chi từ một phía;

- Đo bề dãy lớp mạ mông

Một sốưu điềm cùa phương pháp kiểm tra băng dòng diện xoáy:

- Cho đãp ántức thời;

-Dềtự động hóa;

- Phương pháp này đa năng;

-Khôngcânlicpxúctrựctiêpgiữa đâu dôvà vật thê kiêm tra.

-Thiel bị dượcchê tạo de di chuyên

Một số hạn chếcuaphươngpháp kiềm trabăng dỏng điện xoáy:

- Người thực hiện cằn phái cónhiềukinh nghiệm

- Chi dùng được cho các vật liệu dân điện

-BỊ giới hạn ve kha năng xuyên sâu

-Khóápdụngtrònnhững vật liệu săt lừ

Hình 2.19 MỘ! sò ứng dụng (tiên hình chư phương pháp kiêm trư dòng diện xoãy

2.2 CÁC PHUONG PHÁP KIÊM TRA SÂU

2.2.1 Phương phápchụp ảnh phóng xạ(RadiographicTesting - RT)

Phương pháp kiêm tra băng chụp ánh bứcxạ được dùngđểxác định khuyết tật bèn trongcùanhiêuloợi vật liệuvàcócâuhình khác nhau Một phimchụp ành bức

xạ thích hợp dược dặt phía sau vật cân kiêm travà dược chiêubơi một chùm tia X

hoặc lia Y đi qua nó

Hình 2.20 Máy phứt tia X

Cưởng độcùachùm lia X hoặc lia Ỵ khi đi qua vật the bi thay đỗi tùy theo cấuIríic bên trong cùa vật thẻ vãnhư vậy sau khi rứa phimđàchụp sẽ hiện rahìnhánhbóng, dược biếtđó lã ánh chụp bứcxạcùasànphẩm, cỏ nghĩa lã khi đi qua vật,chùm tia phóng xạ bị suy yếu di,mứcđộsuy giâm cùachùm phụ thuộc vào loạivậtliệu(nhọ hay nặng) và chicu dày mã nó đi qua.

Hình 2.21 Nguồn phái bức xạ gamma

Hình 2.23 Phương pháp chụp ánh bức xợ (Radiographic Testing - R ĩ)

Khi đi qua các vùng cỏ khuyết lật, rổ khí cháng hạn.cưởngđộcuachùm tia bị

suy giảm ithơnkhi di qua vùng không cókhuyết lật Neu ta đủi tấmphimờ phía sau

vật kiêm tra(lươnglựnhư đặt phimX-quangsau lưng bộnh nhànkhi chụp phôi) la

sẽ thây trên ánh chụp dược,có các vùng hìnhtrôn đen sảm hơn ràtnhiêusovới vùng xung quanh Dó chính là hìnhchiếucua khuyết tật trên phim Tacũngcó thè xácđịnhđược kích thước củakhuyết lật qua ánh chụp được Sau dóphim dược giáiđoánđêcóđược những thòng tin vẽ khuyct tật bèn trongsăn phâm Phương pháp

này dược dũng rộngrãi cho tát cà các loạisánphâmnhư vật rèn dúc và hàn

/fifth 2.23 Quá trình thực hiện chụp ánh bức xa

• Một sốưu diem cùa phương pháp kiềm tia băng chụp ánh bứcxạ:

-Phươngpháp này có the được dũng để kiềm tra những vật liệucó diện tíchlớn

chi trong một lan;

- Có tác dụnghữu hiệu dôi với tảt ca các vật liệu;

-Phươngpháp nãy có thẻ được dùng dè kiêm trasự sai hóng bên trong câutrúc

vật liệu, sự lằp ráp sai các chi tiết,sự lệch hãng;

-Kct quà kicm tracó khá nănglưutrữđượclâu;

- Có các thiết bị dê kiềm tra chất lượng phim chụp bức xạ;

-Quã trinh giái đoán phim dược thực hiện trong nhừng điều kiện rấttiệnnghi

• Một số hạn chế của phươngpháp kiêm trabằng chụp ãnh bức xạ:

- Chùm bức xạ tia X hoặc tia Ỵ gây nguy hiem cho sứckhóc con người;

- Phương pháp nãy không the phát hiện được các khuyết lật dạng phàng một cách

dễ dâng;

- Cần phài tiếp xúc được cà hai mặtcủa vật the kiểm tra;

-Bị giới hạn vêbè dày kicm tra;

- Có một số vị tri trong một số chi tiết không the chụp dượcdocấu lạo hĩnhhọc;

-Độ nhạy kiểm ira giám theo bề dãy cùa vật the kiếm tra;

- Tính kinh tế thấp;

-Khôngdẻlựdộnghóa;

- Người thực hiện phương pháp này cầncónhiềukinh nghiệm trong việc giaiđoán ánh chụp trên phim

Hình 2.24 Một sổ hình ánh bức xụ kiểm tra mồi hàn.

Hình 2.25 Hình anh bức xạ kiêm ưa chất lượng bẽ tông cót thép

1.1.1. Phươngpháp kiểm trasiêuâm (Ultrasonic resting - UT)

Phươngphápsiêu âm là một nong 5 phương pháp được ứng dụng rộngràiđê đo

chiều dày vặt liệu, đánh giá àn môn, phát hiện tách lớp phát hiện khuyết tật trong mối hãn vàtrong các kết cấu kim loại, cùng như kềt cấucomposite Kiềm tra siêu

âm cũng dược sir dụng rộngrâidé đánh giã cưởngdộbê tòng, khuyết tật (lo rồng, vết nứt trong bêtông) Ưu điểm nói bật cùaphươngpháp lã nhanh,chinh xác, thiết

bị lương đối rẽvàcó thé cho ta biếtcã chiều sàucùakhuyết tật Tuynhiên, phương

phápcùngcỏnhiêu hạn chênhưbósótnhiêukhuyct tật cómặtphăngđịnh hướng

songsongvớichũm siêu âm kết qua kiêm tra phụ thuộcrâtnhiêu vào kỳ năng cua

kỳ thuật viên vàsốliệu không lưutrừ kiêm chứng được

Sóng âm tần số caođược truyền vào vật liệuvà chúng sè bị phànxạdobềmặt

hay khuyct tật Năng lượng sóng âm bị phànxạ được biêu diễn theo thời gian, người

kiêmIracó thế giãiđoán được bemặtphànxạ đáy hay khuyết tật được chi ratrên

màn hinh hiên thị cùathiểt bị sicu âm cho biètdộsâuvà vị trícua nỏ

Hình 2.26 Sơ đè kiêm trư bắng phương pháp siêu âm

Hình 2.27 Sơ dò kiêm trư khuyết lạt trong kèt cáu thép.

• Một sòưu diêm cùa phương pháp kiêm trasicuâm:

- Có dộ nhạy cao cho phép phát hiện dược các khuycl tật nhò;

- Có khá năng xuyên thau cao(khoáng tới 6-7 m sâu bên trongkhối thép) chophcp kiểm tra các tiết diện rắt day;

- Có độchinhxáccao trong việc xácđjnh vị trivà kích thước khuycttật;

- Cho đáp ánnhanh, vì thè cho phép kiêm tra nhanh và tụ dộng;

- Chi cằntiếp xúc từ một phía cúa vật được kiểm tra

•Các hạn che ciia phương pháp kiểm tra siêu âm:

-Hình dụng cùa vật thê kiêm tracỏ the gây khó khăn cho còng việc kiềmtra;

-Khó kiêm tra các vật liệucócâu tạo ben trong phức tạp;

-Phương pháp này cần phai sứ dụng chát tiếpảm;

-Đầudõ phái được liếpxúc phũ hợpvớihềmặt mẫu trong quá trinh kiềm tra;

-Hướngcủakhuyêttụtcó ánh hường đèn khã năng phát hiện khuyêtlật;

- Thiết bị dắt tiền;

- Nhân viên kiểm tracần phái córấtnhiềukinhnghiệm

Hình 2.28 Kiểm tra kết cưu bè từng cốt thép báng phương pháp siêu ám

Hình 2.29 Kiếm ưa nghiệm thu chất lượng

dầm bê tâng cốt thép dự ứng lực trước khi táp dật

Chương 3

SÓNG ÂM THANH AE TRONG KIÉM ĐỊNH KÉT CÁU THÉP

3.1 GIỜITHIỆUCHUNG

Dưới tác độngliên tục thay đồi củacảc điều kiện khai thác, điều kiện khí hậu thờitièt trong suôi quá trinh khai thác cùa công trình, các công trinh cầu ngày càng xuống cấp, vì vậy việc triển khai các công tác kiéin định vàquan trắc theo chu kỹ

đổivới các công trinh cầu yếu trong quá trinh khai thác lã hốtsứccần thiết

Một trong những hụp phânquan trọng cúaquan trãc theo chu kỳ lã công tác kiên»

trađịnh kỳ thực hiện bới các kỳ sưcókinh nghiện) Cáccóng tác kiên)tra phai được

hỗ trợ bang các phương pháp kiêmđịnh không phá húy cho phépđánh giá đượctrạngthái kểt cấucủacõng trinh, đặcbiệtđổivớinhững vị tri khó tiếpcậnbângmat thường

Việcxácđịnhsớmvà chính xác các hư hại xảy ra bên trong kêt càu trong quá trinh khai thác cho phépđưara các quyết định hợp lý trong khai thác, sữa chừa vã báo tricông trình, cho phép khai thác côngtrinhliên tục không bị gián đoạn [I, 3 6 7 9]

Đỗi vói các công trinh cầu thi việc nãy càngquantrọnghơn, vi sự phát triêncua

hệ thông cơsớhạ tâng giao thông phụ thuộcnhicu vào chúng Trong khidó nhicu

công trình được xây dựng trongnhùng thập niên 70 -so cùa thế kỳtrước, việc phải dỏng câu vì sựsuy giam cùa trạng thái công trinh dan dên nhiêu thiệt hại vẻkinh tể

Vithe, việc phảt triểnvàápdụng các giãi pháp kiềm định, quantrácvà bão trìcáccông trình câu yếu là het sứccânthiêt Hệ thông quan trãcloại này cân phái tập trung vào hai yếu tố:

- Sự biên dôicua tai trọng trong quã trình khai thác:

- Sự tích lùy cùa các hư hại bèn trong kết cấu

Việc quan trăcvà kiến) định hợp lý các côngtrinhcàusẽhồ trợ các cơquan chức

năng quàn lý và khai thác công trinh hợp lý hơn, kẽo dãi tuôi thọ cùa công trình, lôi

ưu hóa các công lác duy tu bao dường vàsửachữa,sử dụng nguồn vốn bao trì một

-Tàitrọng khai thác hiện nay ờ các câuphânlởn đcu vượt quá tài trọng thict kê;

-Nhiêucòngtrinhcâuđãcó tuôi thọ cao.có nhiêu hư hại dã xuát hiện vàtích lũy;

-Các quy trình kiểm tra kiểm định hiện nay có linh chú quan, các phương pháp kiểm định chi mang lính chất cụcbộchứ không bao quát lồng thế công trinh

Điêucânthiêt là Ihièt lập một phươngpháp kicm đinh, quan trác mang tính khách quan, dựatrẽnphântích các hiện tượng hư hại xáy ratrong kct câu bao quát toàn bộ

còng trình Giaiphápnày phai là phương pháp không phá huy không có anh hương đến kết cấuvà khai thác cũa công trình vả cho phép (29,30]:

- Phát hiện vàxác định chinh xác các vj tri phát triểnhưhụi;

- Quan trãc quá trinh phát tricnhư hại theo thời gian;

- Phan ánh được quá trinh hư hỏng dưới sụ ánh hương cùa các yếu tố tác động khác nhau;

- Quan trãc trong điêu kiện hiện trưởng phức tụp, không ãnh hường đen khai thác

cuacôngtrình;

- Đánh giá ánh hương cua các tồ họp tai trọng khai thác và các yếu tố mỏi trưởng

len cảc huhại;

-Loạibó hay hạn chê tôi đa các yêu tò chú quan trong quá trinh đánh giá trạng

thái kct câu công trinh cùng nhudưaracác quyết dinh;

-Cungcâpcơsớ dừ liệuđêcó thê dự báo tuôi thọ cuaca hoặc một phân còngtrinhcầu

Những yêu càutrêncỏ thê đạt được nhờứng dụng phương pháp quan trác bâng

sóng âm thanh (AE) Băng cách phàn tíchvà so sánh các tín hiệu sóng âm thanh thu

thập dượctrong quá trình nghiên cứuvà kiềm định côngtrinhvớicơsơdữliệumầu

được xây dựng trong suốt quá trinh phát triềncứa phương phảp nảy, cho phép phát hiện vàxác định chínhxác vj tri cùng nhưphânloại yêu tô dân đên các hư hại trong kct câu Phương pháp này có thê ápdụng cho cà kct câubê tông côt thép vàcákêtcắu dự ứng lực cho phép quan trắccục bộ cũngnhư tống the kết cấu hay công trình

nhằm phải hiện sự phảt triểncũa các hu hại bên trong kết cấu dưới lảc động cũacác

tô hợp tãi trọng khai thác thực [14,28.35.36,37],

3.2 NÊN TÂNGCỦAPHƯƠNGPHÁPSÓNG ÂM THANH (AE)

3.2.1.Cáckhái niệm ứng dụng trong kiêm định bàngsóng âm thanhAEDưới dày lả các khái niụm cư bán được SŨ dụng trongphương phápsóng âm

thanh Việc hiều rô các khái niệm dưới dây SC giúp chúng ta năm vững các kiên thúc

VCsóng âm thanh cũng nhưsứ dụng các thiết bị dođạc một các chínhxác hiệu qua

Sóng âm thanh (Acoustic Emission - AE).Là một loại sóng đàn hôimâtdân,

được hình thànhbơi hiện tượng giai phỏngdột ngột nâng lượng dôn ử trong vật

liệu bới sự quy tụ vàmơrộng các hư hại siêu nhó trong vật liệu, cỏn việc mat dãn

củasóngdo hiện tượng hấp thụ - chuyền đổi từ công nâng sang nhiệt nâng cũa vật liệu Vi thè, việc xuàt hiện các tin hiệu sóng âm thanhAE là dâu hiệu xuôngcápcua vật liệuso với lúc trướckhi xuât hiện các tín hiệu dó Hiộn tượng sóng âm

thanh AE the hiện sự hư hại cua vật liệu, đồng thời the hiện sự xuống cấpcua kết

câu làmtừ vật liệu đó Theo Tiêu chuẩn EurocodcEN 1330-9:2002, khái niệm

"sóng âm thanh" dượcápdụng khi các sóng đàn hôi nhài thời đượchĩnhthànhhời

quá trinh giai thoát năng lượng từ một vị trícó nguồn lừ"cùng một khôi vật liệu"

Sóng nãy phụ thuộc vào nhiều yếu tố vật lý xáy ra bèn trong và trên bemặt kết

câu, thậm chi trongcã giới hạn nano của vật liệu Vớicảch hiếu rộng như trên,

trong Eurocodc thi sóng âm thanh cùng cỏ thè được hình thành trong quá trinh

thúy hóa bè tông (hiện tượng congótbêlòng)

Kênh truyền sóng âm thanh: Là một tố hợp các thiết bị bao gồm: cam biến sóng

âm thanh, thiết bị khuếch đại âm thanh, âm ly tăng âm, các bộ lọc âm thanh(cáthiết

bi cứng vàphân mem), bộ vi xử lý sóng âm thanh và các dây cáp kêl nôi Trong quátrinh thục hiện kiêm trabângsóng âm thanh cho một câu kiện hay cà một kêl càucỏngtrình có the phái sư dụng từ một đến nhiềukênh truyền sóng âm thanh, tùythuộc vảo kích thước cùacắu kiện hoặc kết cẩu

Cám hiến sóng âm thanh:Làthiết bị chuyền đồi diện áp(piezoelectric)cùatin

hiệu âm thanhAE(sõng dàn hôi)thànhsóng diện lừ Các cám biên loại này dược chia làm 2 loại:

-Cám biến tần rộng-cóđộnhạy ồn định trong một khoáng tần số nhẳl định;

-Câm biên cộng hưởng (resonant sensors)-độnhạycùa cam biên phụ thuộc vào

tân sôcùa tin hiệu

Miền đo đạc: Phân vùng một khu vựcđếđođạc trẽn cấu kiện hoặc kẻt cấu có

kích thước theo một phương, lừ một vãi đến vải chụccentime!(lũythuộc vào loại

cám biên và vật liệuđo đạc) Các tin hiệu hình thành irong miên đođạcsẽ được thunhậnbơi cám biên

Hiến cổ (sự kiện) AE (AEevent): Sự thay đồi cụcbộcủa trạng thái vật liệu hình thảnh sóng àm AE

Biên độ cúa tín hiệu AE (amplitude)- Điệnáp lôi đađo được (bảng pV hoặcdB)

do cám biên bới một tin hiệu sóng âm thanh AE gây ra Bien dộtín hiộu do băng dB

được tinh băng côngthức:

(3.1)

*0với: VAE - điện áp tồi đa cùa tin hiệu AE[Vị;

V(|- điện ápso sánh bàng 1 pV;

A„„r -độ khuếch dại [dl3|

Giá trị ngưởng cùa tin hiệu AE (treshoỉd): Được cài dật bơi phân mcni (dB)

biên độ lớn nhất cùa tin hiệu sóngAE - trong quá trinh phânlích số liệu thi một

phân tín hiệu vượtngưỡngcũngsẽ dược xem xét đánhgiá

Chiều dài sóng AE (duration): I.à thời gian (tinhbằng ps) mà biên độcủa tin

hiệu sóng vượt ngưởng

Thời gian gia tàng cùa sóng AE (rise time):Là thời gian (bâng ps) linh tửkhi

xuất hiện tin hiệu sóng vượt ngưỡng đến khi tin hiệu sóng dạt dinh cao nhất

số lượng đinh vượt ngưởng (counts): Là số lượng các đinhsóngđã vượt quá

ngường điện áp cho phép

sồ lượng đinh đến tần số tối đa (counts to peak):Là số lượng các đinh sóngđã

vượt ngưỡng điện ãp cho phcp den khi dạt tân sỏ lòi đa

,\àng lượng cua tín hiệu (energy): Là một khu vực được giới hạn bởi đườngbaoxácđịnh bằng các đinh sóng vượt ngưỡng (I pVsbiến cổ)

Điện áp trung hình có hiệu (RMS):Đây là điện áp lạo ra nàng lượng trung bình

ứngvới công suât cùa diện ápdóvàdược linh bàng volt (V)

A/ứctin hiệu AE trung bình (ASL):Lãsố lần thay đổi giá trịtrungbinhcùatần

Sỗ vàđược lính bằng decibel |dB]

Tần sổ trung bình cùa tin hiệu AE faverage frequency): Đượcxácđịnh cho một tin hiệu sóng âm thanh AE dơn Giá trị này là thươngdia JO làn dinh vượt ngưởng

(counts)chia cho chiều dài sóng (duration)

SỐ lần đinh vượt ngưỡng (counts)

FA = —_ ■., - ,, —-— [kHz] (3.2)

1 hoi hạn cuasong(duration)

Tấn số tiếng vọng cùa tín hiệu AE (reverberation frequency): Đượcxácđịnh

cho một phân cùa tin hiệu sóng âm thanh AE đơn, mà ờđó đạt được giá tri lôi đacua tín hiệu sóng AE Giá trị này dượcxácđịnh bãng côngthức:

Số lần đinh vượt ngưỡng(counts) số lần đinh đen lần số

FR _ tốida (counts to peak) 3

Thời hạn cùasóng (duration) - Thời gian gia lãng cùasóng

(riselime)

Tân sô han dâu cúa tín hiệu sóng AE (initiation frequency):Đượcxácđịnh cho một phản cua tín hiệu sóng ảm thanhAEđơn mà ớđõhìnhthànhtrước khi đạt được tàn sô tôi đavàđượcxácđịnhbãngcòngthức:

SỐ lần đinh đến tần số tổi đa (counts to peak)

Ihớ) gian gia tang cuasong (rise time)

Công suất cùa tín hiệu AE (signalstrength): Khu vực được giới hạn bởi đường bao cùa toàn bộ tin hiệu sóngvãđưực tinh băng công thức:

với: t - hàm thể hiện đường bao “dương"cùa tin hiệu sóng âm thanh;

f hãm thê hiện dường bao "ảm"cùa tin hiệu sóng âm thanh;

ti - thời gian mà đường bao cùatín hiệu vượt quá ngưởng cho phép;

ụ -thởi gian mà đường bao cùatín hiệu thâp hơn ngưỡng cho phép

Năng lượng tuyệt dồi cùa tín hiệu AE (absolute energy): Năng lượng thục đo

đạcđượctrong quá trinh hình thànhtín hiệu sóng/\E được xác định bâng đơn vị aJ

Hiệu ứng Felicity: Xuất hiện trong tnrờng hợp tái trọng tác động lặp lại cóxu

hướng tăng dân tín hiệu AE một cách kiêm soát, khi tác động cúa tài trọng xuát hiện lần sau sè gây ratín hiệu sóngAEờmức thấp hon so với lãi trọng lốiđacùa lần trước

Hệ sổ Felicity - cm (concrete beam integrity): Là ty lộ cua tai trọng lần saukhi

gây ra tin hiệu sóngAEvới lài trụng lối đacùalằn xuất hiện trước

Hiệu ứng Kaisera: Hiện tượng này dựatrèncơsớkhông xuât hiện các tin hiệu

sóngAE khi ứng suãt (tãi trọng) tác động lên kct câu nhô hon ứng suât (làitrọng»lớn nhài xuât hiện lir lãn tnrớc

ỉ'ị trí nguồn tín hiệu AE:Là vị tri thục cùa nguyênnhàn gày ra tin hiệu AE trong kết cấu được kiểm tra.Vị tri này đượcxác định bôihệ tọa độcuanơi gây ra tin hiệu

AE trcn kết cấu bảng cách xác dinh tốc dộ lan truyềncùa tin hiệu AE cũng với sự chênh lệch về thời gian đến (thu nhận) các cám biến khác nhau, về cơ ban có 4 phương pháp xácđịnh vị trícua nguón gây tín hiệu AEnhưsau:

- Xác định tuyến lính;

- Theo mặtphăng:

- Theo thế tích;

- Theophân vùng