Nghiên cứu cải tiến hệ thống rửa cho quá trình sản xuất surimi tại công ty Thịnh An

Thuật ngữ “kiểm tra không phá huỷ - NDT non-destructive testing” là sử dụng các phương pháp vật lý để kiểm tra phát hiện các khuyết tật bên trong cấu trúc vật liệu, cho những thông tin

- 1 -

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ, tên SV : Hồ Hải Lưu Lớp 43TT

Ngành : Cơ khí tàu thuyền Mã ngành: 18.06.10

Tên đề tài : Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất

Số trang: 77 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo: 8

Bản vẽ : 11

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ………

………

………

………

………

………

………

………

Kết luận: ………

………

………

Nha Trang, ngày tháng năm 2007 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

- 2 -

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LVTN

Họ, tên SV : Hồ Hải Lưu Lớp 43TT

Ngành : Cơ khí tàu thuyền Mã ngành: 18.06.10

Tên đề tài : Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất

Số trang: 76 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo:8

Bản vẽ : 11

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

Điểm phản biện:………

Nha Trang, ngày tháng năm 2007 CÁN BỘ PHẢN BIỆN

( Ký, ghi rõ họ tên )

Nha Trang, ngày tháng năm 2007 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

( Ký, ghi rõ họ tên)

ĐIỂM CHUNG

Bằng số Bằng chữ

- 3 -

LỜI CÁM ƠN

Sau hơn 3 tháng tích cực tìm hiểu, xây dựng đề tài: “Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất” cho đến nay đề tài

đã được hoàn thành

Em xin chân thành cám ơn: Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí – Trường Đại học Nha Trang, các thầy trong bộ môn tàu thuyền đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để

đề tài được thực hiện một cách thành công

Đặc biệt em xin cám ơn thầy KS Bùi Văn Nghiệp người đã trực tiếp hướng dẫn em tận tình trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Cám ơn Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất đã tạo điều kiện cho em thực tập, các anh ở phòng QC, những người đã đóng góp ý kiến giúp em hoàn thành đề tài

Một lần nữa, em xin cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của bố mẹ, anh chị, em cùng tất cả các bạn bè đã dành những những tình cảm động viên em vượt qua khó khăn để hoàn thành đề tài

Em thành thật biết ơn !

- 4 -

ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Tên đề tài: Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối

hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất

Ngành: Cơ khí tàu thuyền – Mã ngành:18.06.10

SVTH: HỒ HẢI LƯU

Lớp : 43TT

Cán bộ hướng dẫn: KS BÙI VĂN NGHIỆP

I ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

1 Đối tượng nghiên cứu:

- Các phương pháp hàn trong đóng tàu

- Các dạng khuyết tật mối hàn xuất hiện trong quá trình chế tạo

- Các phương pháp kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình chế tạo

2 Phạm vi nghiên cứu: Tàu kéo L152 đóng tại công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất

3 Mục tiêu nghiên cứu: Dựa vào kiến thức đã học và thực tế để xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152

II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan

1.1.1 Sơ lược về phương pháp kiểm tra không phá huỷ

1.1.2 Ý nghĩa của phương pháp kiểm tra không phá huỷ

1.2 Tình hình ứng dụng công nghệ kiểm tra không phá hủy trong chế tạo các tàu vỏ thép tại Việt Nam

1.3 Giới hạn nội dung nghiên cứu

- 5 -

2.1 Các phương pháp hàn tàu ứng dụng trong ngành đóng tàu

2.1.1 Hàn hồ quang tay (Shielded Metal Arc Welding - Smaw)

2.1.2 Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (Submerged Arc Welding - SAW)

2.1.3 Hàn hồ quang kim loại nóng chảy trong môi trường khí

(CO2 Gas - Shielded Metal Arc Welding – GMAW)

2.1.4 Hàn hồ quang trong môi trường khí trơ MIG(Metal Inert Gas)- GMAW 2.1.5 Hàn hồ quang tự bảo vệ (Self-Shielded Arc Welding )

2.1.6 Hàn hồ quang điện cực Tungsten trong khí trơ

TIG (Tungsten Inert Gas) Arc Welding (GTAW)

2.1.7 Công nghệ hàn đang ứng dụng tại nhà máy đóng tàu Dung Quất

2.2 Các dạng khuyết tật mối hàn

2.3 Các phương pháp kiểm tra không phá hủy khuyết tật mối hàn

2.3.1 Kiểm tra bằng mắt thường (Visual testing -VT)

2.3.2 Phương pháp kiểm tra thẩm thấu lỏng ( Liquid penetrant testing-PT )

2.3.3 Phương pháp kiểm tra bằng bột từ ( Magnetic particle-MT )

2.3.4 Phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ (Radiographic testing-RT) 2.3.5 Kiểm tra bằng siêu âm (Utrasonic Testing – UT)

2.3.6 Phương pháp kiểm tra độ kín của liên kết hàn

KHUYẾT TẬT MỐI HÀN ĐỐI VỚI TÀU KÉO L152

3.1 Giới thiệu tàu kéo L152

3.2 Quy trình gia công chế tạo tàu kéo L152

3.3 Xây dựng quy trình kiểm tra NDT

3.3.1 Quy trình kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (PT)

3.3.2 Quy trình kiểm tra bằng bột từ (MT)

3.3.3 Quy trình kiểm tra siêu âm (UT)

3.3.4 Quy trình kiểm tra chụp ảnh bức xạ (RT)

3.3.5 Quy trình thử chân không mối hàn

- 6 -

3.3.6 Quy trình thử áp lực khí và thử thủy lực các két liền vỏ

3.4 Xây dựng kế hoạch kiểm tra NDT

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

4.1 Kết luận

4.2 Đề xuất

III KẾ HOẠCH THỰC HIỆN

1 ĐI THỰC TẾ: Từ 1/8/2007 đến 30/8 2007

Thực tập tại công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất

2 KẾ HOẠCH HOÀN THÀNH BẢN THẢO:

Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Từ : 1/9/2007 Đến: 8/9/2007 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN

Từ: 9/9/2007 Đến: 25/9/2007

KHUYẾT TẬT MỐI HÀN ĐỐI VỚI TÀU KÉO L152

Từ: 26/9/2007 Đến: 18/10/2007

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

Từ: 19/10/2007 Đến: 28/10/2007

Hoàn thành bản thảo: Trước ngày 07/11/2007

Nha Trang ngày 5 tháng 8 năm 2007

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

(Ký và ghi rõ họ, tên) (Ký và ghi rõ họ, tên)

KS.Bùi Văn Nghiệp Hồ Hải Lưu

- 7 -

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ………1

1.1 TỔNG QUAN……… 1

1.1.1 Sơ lược về phương pháp kiểm tra không phá huỷ……… …1

1.1.2 Ý nghĩa của phương pháp kiểm tra không phá huỷ……… 1

1.2 TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY TRONG CHẾ TẠO CÁC TÀU VỎ THÉP TẠI VIỆT NAM……….…2

1.3 GIỚI HẠN NỘI DUNG……….…….3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TRONG NGHÀNH ĐÓNG TÀU…………5

2.1.1 Hàn hồ quang tay Shielded Metal Arc Welding – Smaw……… ……5

2.1.2 Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (hàn tự động) Submerged Arc Welding – SAW……… …7

2.1.3 Hàn hồ quang kim loại nóng chảy trong môi trường khí (bán tự động) CO2 Gas - Shielded Metal Arc Welding – GMAW……… 8

2.1.4 Hàn hồ quang trong môi trường khí trơ (bán tự động) MIG(Metal Inert Gas)- GMAW……… …10

2.1.5 Hàn hồ quang tự bảo vệ (bán tự động) Self-Shielded Arc Welding ……… … 10

2.1.6 Hàn hồ quang điện cực Tungsten trong khí trơ TIG (Tungsten Inert Gas) Arc Welding (GTAW) 11

2.17 Công nghệ hàn áp dụng tại nhà máy đóng tàu Dung Quất……… …12

2.2 CÁC DẠNG KHUYẾT TẬT MỐI HÀN……… 13

- 8 -

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HUỶ KHUYẾT TẬT

MỐI HÀN……… ……….…18

2.3.1 Kiểm tra bằng mắt thường Visual testing –VT……… 18

2.3.2 Phương pháp kiểm tra thẩm thấu lỏng Liquid penetrant testing-PT……….19

2.3.3 Phương pháp kiểm tra bằng bột từ Magnetic particle-MT 21

2.3.4 Phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ Radiographic testing-RT……… ……… 24

2.3.5 Kiểm tra bằng siêu âm Utrasonic Testing – UT……… 25

2.3.6 Phương pháp kiểm tra độ kín của liên kết hàn……… 28

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG QUY TRÌNH KỸ THUẬT VÀ KẾ HOẠCH KIỂM TRA……… 29

3.1 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VÀ ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA TÀU L152 3.2 QUY TRÌNH GIA CÔNG CHẾ TẠO TÀU KÉO L152……… 31

3.3 XÂY DỰNG QUY TRÌNH KIỂM TRA NDT………36

3.3.1 Quy trình kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (PT)……… 36

3.3.2 Quy trình kiểm tra bằng bột từ (MT)……… 44

3.3.3 Quy trình kiểm tra siêu âm (UT)……… 49

3.3.4 Quy trình kiểm tra bằng tia bức xạ (Tia X & Gamma)……… 55

3.3.5 Quy trình thử chân không đường hàn……… 67

3.3.6 Quy trình thử áp lực khí và thử thủy lực các két liền vỏ………… …… 68

3.4 XÂY DỰNG KẾ HOẠCH KIỂM TRA NDT CHO TÀU KÉO L152… 70

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN & ĐỀ XUẤT……… ……… 75

- 9 -

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng ngành đóng tàu đang phát triển mạnh mẽ, mỗi năm ngành đóng tàu đóng góp khá lớn vào ngân sách nhà nước Do điều kiện tự nhiên của nước ta rất thuận lợi, do đó càng thúc đẩy ngành công nghiệp đóng tàu của nước ta phát triển mạnh mẽ hơn, ngành công nghiệp đóng tàu của nước ta còn rất trẻ nhưng đã chứng tỏ được khả năng của mình là một ngành công nghiệp mũi nhọn của đất nước

Cũng do sự phát triển nhanh, và tuổi đời còn rất trẻ nên trong quá trình hoạt động sản xuất cũng còn mắc phải nhiều lỗi kỹ thuật mà kể cả các nước đã

có truyền thống về đóng tàu cũng vẫn mắc phải

Theo thống kê thì mối năm có rất nhiều vụ tai nạn đắm tàu đáng tiếc xảy ra

mà nguyên nhân không hoàn toàn do điều kiện tự nhiên, mà còn do lỗi kỹ thuật của con người, trong quá trình đóng tàu gây ra, trong quá trình lắp ráp các kết cấu của tàu, do không chú ý sâu đã làm cho mối ghép kết cấu không đủ bền, mà nguyên nhân gây ra là trong khi hàn không thực hiện đúng quy trình, điều kiện hàn làm cho mối hàn bị mắc khuyết tật rất nguy hiểm

Trước thực trạng như vậy thì hiện nay tất cả các nhà máy đóng tàu trên thế giới cũng như Việt Nam đều rất quan tâm đến khuyết tật của mối hàn, luôn tìm

cách hạn chế đến mức thấp nhất khuyết tật của mối hàn Vì vậy đề tài “Xây

dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu thủy Dung

Quất” là đề tài có nhiều ý nghĩa và vô cùng cần thiết Do thời gian tìm hiểu còn

ít và do trình độ của em còn hạn chế nên nội dung của đề tài còn rất nhiều thiếu sót, vậy em kính mong quý thầy cùng các bạn đọc góp ý kiến cho em để nội dung

đề tài của em được đầy đủ hơn Em xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, ngày 25 tháng 11 năm 2007 Người thực hiện

Hồ Hải Lưu

- 10 -

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 TỔNG QUAN

1.1.1 Sơ lược về phương pháp kiểm tra không phá huỷ

Thuật ngữ “kiểm tra không phá huỷ - NDT (non-destructive testing)” là sử

dụng các phương pháp vật lý để kiểm tra phát hiện các khuyết tật bên trong cấu trúc vật liệu, cho những thông tin về những tính chất của vật liệu mà không làm

hư hỏng hoặc ảnh hưởng đến sự hữu dụng của vật liệu hoặc bộ phận được kiểm tra NDT liên quan với việc xác định kích thước phát hiện khuyết tật trong đối tượng được kiểm tra, tuy nhiên tự bản thân NDT không thể dự đoán những nơi nào tồn tại khuyết tật, mà cần phải có sự đánh giá của con người

Hay nói cách khác, kiểm tra không phá huỷ là phương pháp kiểm tra không làm thay đổi hình dạng kích thước, chất lượng của đối tượng được kiểm tra, mà vẫn cho một kết quả chính xác Đây là yếu tố có ý nghĩa thực tiễn cao

1.1.2 Ý nghĩa của phương pháp kiểm tra không phá huỷ

Trong quá trình chế tạo đóng mới tàu thủy, các phương pháp kiểm tra khuyết

tật được chia ra làm hai phương pháp chính: kiểm tra phá hủy và kiểm tra không phá hủy Trong đó việc sử dụng phương pháp phá hủy chỉ áp dụng trên một số mẫu, quá trình kiểm tra lại tốn kém, mất thời gian, và không thể thực hiện phương pháp này một cách trực tiếp với kết cấu tàu thủy khi đang chế tạo Trái lại phương pháp kiểm tra không phá hủy lại thực hiện kiểm tra trực tiếp lên tàu trong quá trình chế tạo, đặc biệt là các liên kết hàn mà không gây nên biến đổi đặc tính của sản phẩm

Phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm tra chất lượng sản phẩm NDT cũng được sử dụng trong tất cả các công đoạn của quá trình chế tạo một sản phẩm

Nó cũng có thể được dùng để kiểm tra, giám sát chất lượng của:

- Các phôi dùng trong quá trình chế tạo một sản phẩm

- Các quá trình gia công để chế tạo một sản phẩm

- 11 -

- Các thành phẩm trước khi đưa vào sử dụng

Sử dụng các phương pháp NDT trong các công đoạn của quá trình sản xuất mang lại một số hiệu quả sau:

- Làm tăng mức độ an toàn và tin cậy của sản phẩm khi làm việc

- Làm giảm giá thành sản phẩm bằng cách giảm phế liệu và bảo toàn vật liệu, công lao động và năng suất

- Nó làm tăng danh tiếng cho nhà sản xuất khi được biết đến như là một nhà sản xuất các sản phẩm có chất lượng

Tất cả những yếu tố trên không những làm tăng giá bán của một sản phẩm

mà còn tạo thêm những lợi ích kinh tế cho nhà sản xuất.NDT cũng được sử dụng rộng rãi trong việc xác định thường xuyên hoặc định kỳ chất lượng của các thiết

bị, máy móc và các công trình trong quá trình vận hành Điều này không những làm tăng độ an toàn trong quá trình làm việc, mà còn giảm thiểu được bất kỳ những trục trặc nào làm cho thiết bị ngưng hoạt động

Các phương pháp kiểm tra không phá hủy khác nhau được phát triển nhanh

chóng để đo đạc tin cậy và chính xác các đặc trưng của sản phẩm mà không làm ảnh hưởng đến giá trị thương mại của nó Nhiều phương pháp đã được chấp nhận, trở thành các công cụ có thể giúp đỡ cho cả người quản lý và sản xuất giảm chi phí và cải thiện chất lượng sản phẩm Ngày nay việc sử dụng kiểm tra không phá huỷ NDT đã trở nên cần thiết cho ngành công nghiệp đóng tàu nói riêng và các ngành khác nói chung

1.2 TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY TRONG CHẾ TẠO CÁC TÀU VỎ THÉP TẠI VIỆT NAM

Từ những năm năm mươi của thế kỷ 20 các kỹ thuật kiểm tra không phá huỷ

(NDT) đã được nghiên cứu và ứng dụng trong kiểm tra vật liệu ở các phòng thí nghiệm ở Mĩ, Anh, Liên Xô… và cho đến nay chúng đã được chấp nhận và sử dụng rộng rãi ở rất nhiều nước Ở Việt Nam hiện nay kỹ thuật kiểm tra không phá huỷ (NDT) đã được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nhiều cơ sở sản xuất trong phạm vi cả nước Trong đó NDT ngày càng chiếm qua trọng trong

- 12 -

kiểm tra kết cấu thép, liên kết hàn trong quá trình chế tạo công trình nổi, kết cấu

xa bờ và chế tạo tàu thủy

Trong kiểm tra vật liệu kim loại, các phương pháp NDT sau đây thường được

sử dụng phổ biến:

- Kiểm tra ngoại quang

- Kiểm tra thẩm thấu chất lỏng

- Kiểm tra từ tính

- Kiểm tra chụp ảnh bức xạ

- Kiểm tra siêu âm

- Kiểm tra dòng điện xoáy

- Thử kín

Tại công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất:

* Sau khi ký hợp đồng đóng mới một con tàu, tiến hành các công việc sau:

- Lập quy trình gia công chế tạo tàu

- Thiết kế đường hàn, quy trình hàn theo tiêu chuẩn đăng kiểm yêu cầu của chủ tàu

- Phương pháp hàn (hàn hồ quang, hàn khí CO2 bảo vệ, hàn khí trơ bảo vệ v.v…)

- Tuỳ theo chiều dày của tôn mà có chế độ vát mép hợp lý

- Tiến hành hàn đính các tấm tôn thay thế với các kết cấu khác

- Vệ sinh khu vực hàn

- Khe hở lắp ráp từ 5mm ÷ 10mm

- Khi hàn ở những vị trí khó như: kết cấu vỏ, bệ máy, ống bao trục chân vịt, ống dẫn dầu, ống áp lực … cần công nhân bậc cao từ 3G đến 4G tiến hành hàn, khi hàn ống cần công nhân bậc từ 5G đến 6G

- Quy trình hàn theo đăng kiểm do chủ tàu yêu cầu

- Kích thước mối hàn: Chiều cao mối hàn từ 2mm÷3mm tính từ mặt thép cơ bản, bề rộng mối hàn tuỳ theo chiều dầy của tôn mà bề rộng của mối hàn có kích thước khác nhau

- 13 -

- Bề mặt mối hàn theo yêu cầu của chủ tàu (nhẵn hoặc vẩy ốc)

- Phương pháp kiểm tra theo yêu cầu của chủ tàu

* Song song với công việc chế tạo con tàu, phòng QC kiểm tra các mục:

- Lắp ráp các kết cấu

- Chuẩn bị mối hàn

- Quy trình hàn theo yêu cầu của chủ tàu

- Phương pháp hàn

- Bề mặt của mối hàn do yêu cầu của chủ tàu

- Sau khi đã hàn xong tại nhà máy, phòng QC tiến hành kiểm tại các kết cấu tàu dựa theo quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn bằng NDT

- Khi đã kiểm tra xong tiến hành nghiệm thu và bàn giao cho chủ tàu

1.3 GIỚI HẠN NỘI DUNG

Ta có thể thấy rằng khi đóng mới một con tàu, song song với quá trình gia công chế tạo là quá trình kiểm tra chất lượng khi gia công Vì vậy việc tìm hiểu các phương pháp hàn và các khuyết tật của mối hàn để có những biện pháp khắc phục những khuyết tật đó góp phần làm tăng thông số an toàn cho tàu, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật, giảm những tai nạn tàu đáng tiếc xảy ra là vô cùng

cần thiết và cấp bách Đề tài “Xây dựng quy trình kỹ thuật và kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất” là vô cùng cần thiết và có ý nghĩa thực tế cao đối

với ngành đóng tàu trên thế giới nói chung và với ngành đóng tàu tại Việt Nam nói riêng

Đề tài được thực hiện trong quá trình thực tế quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 ở nhà máy đóng tàu Dung Quất Nội dung chỉ tập trung giới thiệu các phương pháp hàn, xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra không phá hủy cho tàu kéo L152

- 14 -

Chương 2:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN

2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TRONG NGÀNH ĐÓNG TÀU

Trong ngành đóng tàu hiện nay phương pháp hàn hồ quang được sử dụng phổ

biến nhất cho hàn ghép mối các loại kim loại

Hàn hồ quang được bao gồm một quá trình trong đó điện cực tự phát ra hồ quang và bị nóng chảy, sau đó đông đặc tạo thành kim loại mối hàn Được gọi là hàn hồ quang điện cực nóng chảy

Quá trình hàn hồ quang trong đó điện cực chỉ tạo ra hồ quang, và dây hoặc

thanh kim loại điền đầy được đưa vào để tạo kim loại mối hàn Được gọi là hàn

hồ quang điện cực không nóng chảy

Hình 2.1 – Mô tả các phương pháp hàn hồ quang

2.1.1 Hàn hồ quang tay (Shielded Metal Arc Welding - Smaw)

Phương pháp hàn hồ quang tay được phát minh năm 1907 Như miêu tả

trong hình 2.2 phương pháp này đơn giản và chi phí thiết bị thấp, và nó cho phép

Kim lo¹ic¬ b¶n(A) KiÓu ®iÖn cùc nãng ch¶y

E

N¨ng l−îngnguån

Hå quang

§iÖn cùc

Kim lo¹imèi hμn

Kim lo¹ic¬ b¶n(B) KiÓu ®iÖn cùc kh«ng nãng ch¶y

Thanh

®iÒn ®Çy

- 15 -

Nguyên lý của phương pháp hàn hồ quang tay được mô tả trong hình sau:

Hình 2.2 – Phương pháp hàn hồ quang tay

Trong phương pháp này nhiệt lượng hồ quang được tạo ra giữa que hàn có

vỏ thuốc và kim loại cơ bản được sử dụng để làm nóng chảy

Khí bảo vệ hồ quang và bể hàn nóng chảy thu được từ sự phân huỷ của vỏ bọc khi cháy Nó được áp dụng để hàn hầu hết các loại vật liệu kim loại trên thực

tế, cùng với nhiều loại vật liệu hàn tiêu hao

Vì các yêu cầu đối với các lĩnh vực gia công chế tạo có hiệu suất hàn cao, một vài biến đổi của phương pháp hàn hồ quang tay thí dụ như:

˜ Hàn trọng lực

˜ Hàn hồ quang dùng lực đẩy lò xo

˜ Hàn hồ quang có khuôn đỡ Trong ngành đóng tàu thì đây là phương pháp hàn phổ biến nhất, ứng dụng nhiều nhất Áp dụng cho các tư thế hàn từ 1G Î 6GB, ở tất cả các vị trí kết cấu trên tàu Tuy nhiên ưu điểm của phương pháp này là phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề hàn của công nhân

hμn

M¹ch s¬ cÊp

Hå quang

Kim lo¹i

Kim lo¹i c¬ b¶n

D©y c¸p m¸t

D©y c¸p hμn

M¹ch thø cÊp K×m hμn Que hμn vá bäc

- 16 -

2.1.2 Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (hàn tự động)

Submerged Arc Welding - SAW

Hàn hồ quang dưới lớp thuốc được phát minh trong năm 1935, rất có hiệu quả khi hàn, phương pháp này có thể đạt tới dòng điện từ 500 đến 1300A, nó cho

độ ngấu sâu, và có thể áp dụng cho hàn kim loại có chiều dày lớn

Nguyên lý hoạt động của hàn tự động:

Hình 2.3 Mô tả phương pháp hàn hồ quang chìm

Trong phương pháp này, các hạt thuốc được đưa vào rãnh mối ghép hàn của kim loại cơ bản, và điện cực trần được đưa vào trong đó, trong khi hồ quang được tạo ra giữa điện cực và kim loại cơ bản

Các điểm đặc trưng của hàn hồ quang dưới lớp thuốc được phát biểu như sau:

a) Do có thể sử dụng dòng điện lớn nên hiệu suất hàn cao

b) Chất lượng của kim loại mối hàn như nhau

c) Không cần nhìn hồ quang trong khi tiến hành hàn

d) Khói hàn tạo ra ít

e) Chi phí thiết bị cao

f) Không phù hợp cho những mối hàn ngắn hoặc cong, hoặc trong vị trí hàn leo và hàn trần

g) Yêu cầu kích thước rãnh hàn có độ chính xác cao

h) Do độ ngấu sâu, chất lượng của kim loại mối hàn phụ thuộc rất lớn vào thành phần hoá học của kim loại cơ bản và điều kiện hàn

- 17 -

Phương pháp hàn này này áp dụng hàn tôn phẳng (hàn đối đầu) Ít phụ thuộc

vào tay nghề hàn, ưu điểm của phương pháp này là mối hàn rất đẹp

2.1.3 Hàn hồ quang kim loại nóng chảy trong môi trường khí (bán tự động)

CO 2 Gas - Shielded Metal Arc Welding – GMAW

Hình 2.4 Mô tả hệ thống hàn bán tự động (hàn CO 2 )

Hình 2.5 Mô tả nguyên lý hoạt động phương pháp

Trong phương pháp này, dây hàn trần được đưa vào liên tục trong khi đó khí

CO2 được cung cấp từ bên ngoài thổi vào xung quanh hồ quang và bảo vệ bể hàn

Cuén d©yC¸p ®iÒu

khiÓn

dßng ®iÖn §−êng khÝ vμo

- 18 -

Phương pháp này có các điểm đặc trưng sau:

a) Độ ngấu sâu, và tốc độ hàn cao

b) Là phương pháp hàn kinh tế vì khí CO2 không đắt

c) Phù hợp cho hàn với bất kỳ công việc nào đòi hỏi các đường hàn thẳng, cong hoặc chiều dài của mối

d) Có thể hàn các tấm dày và mỏng, ở mọi tư thế

e) Thao tác hàn dễ dàng

f) Chất lượng của mối hàn có khả năng bị tác động bởi gió

g) Thiết bị hàn đắt tiền

h) Dung sai của điều kiện hàn nhỏ

Nếu khí bảo vệ được thay thế bằng một hỗn hợp khí (CO2 và khí trơ), quá

trình hàn sẽ ít bắn toé, và ít xỉ hàn hơn và hình dạng đường hàn đẹp hơn Biến đổi

này được gọi là hàn Mag

Thay dây hàn trần bằng dây hàn có lõi thuốc, và biến đổi này đôi khi được

gọi là hàn hồ quang dây hàn lõi thuốc (FCAW - Flux Cored Arc Welding)

Hình 2.6 Mô tả nguyên lý hoạt động phương pháp hàn hồ quang dây hàn lõi

thuốc trong môi trường khí

Các phương pháp hàn này được áp dụng như hàn tự động Phụ thuộc mức

độ vừa phải tay nghề hàn Ngoài ra có thể hàn được mọi vị trí kết cấu trên tàu

èng phun khÝBÐp hμnD©y hμn cã lâi thuècBét thuèc

KhÝ b¶o vÖ

C¸c giät cÇu kim lo¹i ®−îcb¶o vÖ b»ng líp xØ máng

BÓ hμn nãng ch¶yKim lo¹i mèi hμn

- 19 -

2.1.4 Hàn hồ quang trong môi trường khí trơ (bán tự động)

MIG(Metal Inert Gas)- GMAW

Trong phương pháp hàn MIG, một hồ quang được tạo ra giữa đầu dây hàn trần và kim loại cơ bản, trong khi đó hồ quang được bảo vệ bằng khí argon hoặc helium

Thiết bị sử dụng cho hàn MIG được mô tả ở hình 2.4 Phương pháp này

cũng nằm trong nhóm các phương pháp hàn GMAW

Khi dùng phương pháp hàn MIG cho các kim loại như hợp kim nikel, hợp đồng, nhôm… thường sử dụng khí trơ làm khí bảo vệ

Nhưng khi hàn thép không gỉ, khí bảo vệ được sử dụng là hỗn hợp khí giữa 2% ô xy và argon

Khi hàn thép hợp kim thấp, sử dụng khí bảo vệ là argon trộn thêm 5% CO2

Do tác động ô xy hoá xảy ra rất nhỏ nên những biến đổi này được gọi là hàn MIG và không có hoặc có rất ít xỉ được tạo ra tuỳ thuộc vào thành phần của hỗn hợp khí

Lượng bắn toé cũng rất ít và chất lượng kim loại mối hàn tốt Để cải thiện khả năng làm việc, hồ quang xung cùng với tần số 60 đến 120 Hz đôi khi được sủ dụng cho phương pháp hàn này

2.1.5 Hàn hồ quang tự bảo vệ (bán tự động) Self-Shielded Arc Welding

Sơ đồ nguyên lý hoạt động

Hình 2.7 Mô tả nguyên hệ thống hàn dây hàn tự bảo vệ

- 20 -

Trong phương pháp hàn hồ quang tự bảo vệ, sự bảo vệ có được là do khí

được tạo ra từ dây có lõi thuốc, trong khi không sử dụng khí bảo vệ cung cấp từ bên ngoài

Thiết bị sử dụng cho phương pháp này được mô tả ở hình 2.7

Phương pháp này có những đặc điểm sau:

a) Do không cần có bình khí, ống mềm dẫn khí… nên công việc hàn dễ thực hiện ở các vị trí khó và chật hẹp

b) Rỗ khí do gió gây nên hầu như không phát sinh (trừ khi tốc độ gió tới 15m/s…)

c) Nguồn hàn AC và DC dùng cho phương pháp hàn hồ quang tay, có thể được sử dụng ở phương pháp này

Ứng dụng như các phương pháp hàn bán tự động trên

2.1.6 Hàn hồ quang điện cực Tungsten trong khí trơ

TIG (Tungsten Inert Gas) Arc Welding (GTAW)

Phương pháp hàn TIG như mô tả trên hình 2.8

Hình 2.8 Mô tả phương pháp hàn điện cực không nóng chảy

Một hồ quang được tạo ra giữa điện cực Tungsten (không nóng chảy) và kim loại cơ bản được bảo vệ bằng khí trơ

Thanh kim loại điền đầy hoặc dây kim loại được đưa vào trong hồ quang đến khi nóng chảy, sau đó kết lắng tạo kim loại mối hàn

N¾p chôpD©y kim

lo¹i ®iÒn ®Çy

Kim lo¹i mèi

C¸p hμn

D©y khÝC¸p ®iÒu khiÓn

- 21 -

Phương pháp này được áp dụng để hàn cho hầu hết tất cả các loại kim loại, đặc biệt là các tấm mỏng, thép hợp kim cao và thấp, hợp kim nikel, hợp kim đồng

Và trong hàn lớp lót của ống tạo các đường hàn xuyên thấu

Khí argon được sử dụng để bảo vệ trong các ứng dụng thông thường của hàn TIG

Khí Heli thỉnh thoảng cũng được sử dụng, trong các trường hợp như vậy, mối hàn ngấu sâu hơn so với dùng argon, nhưng tác động làm sạch lại kém Phương pháp hàn này được ứng dụng nhiều trong hàn nối và lắp ráp các chi tiết ống trong tàu và dẫn dầu …

2.17 Công nghệ hàn áp dụng tại nhà máy đóng tàu Dung Quất

a) Phương pháp hàn: Hiện nay nhà máy đang sử dụng các phương pháp hàn hồ

quang điện sau: Hàn tay, hàn CO2 , hàn tự động Ngoài ra còn có phương pháp hàn TIG để hàn thép kim loại màu

b) Quy trình hàn: Hiện tại nhà máy có 7 quy trình hàn đã được Đăng kiểm Việt

Nam duyệt như sau:

DQS-1G-SMAW Hàn tay, tư thế 1G

DQS-2G-SMAW Hàn tay, tư thế 2G

DQS-3G-SMAW Hàn tay, tư thế 3G

Que hàn gồm các cỡ : φ3.2, φ4, φ5 của Nam Triệu và Chosun

Dây hàn CO2 gồm các cỡ: φ1.2, φ1.6 của Nam Triệu và Chosun

Dây hàn tự động gồm các cỡ: φ3.2, φ4 của Nam Triệu và Chosun

2.2.1 Nứt (Cracks) Loại khe nứt có tính không liên tục biểu thị đặc điểm bằng

đầu sắc nhọn và có tỷ lệ rất lớn giữa chiều dài và chiều rộng khe hở chiếm chỗ

a) Nứt theo chiều dọc (Longitudinal Crack) Một mối nứt cùng với phần lớn

trục của nó được định hướng gần như song song với trục của mối hàn

b) Nứt hình sao (Star crack)

Vết nứt trong hố, thường ở điểm kết thúc của mối hàn

- 23 -

c) Nứt ở chân (Toe Crack) Vết nứt trong mối hàn hoặc trong vùng ảnh hưởng

nhiệt xảy ra từ chân của mối hàn

d) Nứt theo chiều ngang (Transverse Crack)

Một mối nứt cùng với phần lớn trục của nó được định hướng gần như vuông

góc với trục của mối hàn

e) Nứt ở gốc mối hàn (Root Crack)Vết nứt trong mối hàn hoặc vùng ảnh nhiệt

xảy ra từ gốc của mối hàn

f) Nứt dưới đường hàn (Underbead Crack) Một vết nứt trong vùng ảnh hưởng

nhiệt thông thường không mở rộng lên bề mặt của kim loại cơ bản

2.2.2 Vết gây hồ quang (Arc Strikes)

Sự thiếu thận trọng mang tính chất không liên tục có kết quả từ hồ quang, gồm

có ở một vài vùng kim loại bị nóng chảy, kim loại vùng ảnh hưởng nhiệt, hoặc thay đổi trong bề mặt nghiêng của một vài đối tượng kim loại Vết gây hồ quang

có thể là lý do của điện cực hàn hồ quang, các cú thúc kiểm tra từ tính, hoặc cáp hàn bị cọ sờn

2.2.5 Hố (Crater) Chỗ thụt xuống thành hố tại điểm kết thúc của mối hàn

2.2.6 Sự nấu chảy không hoàn toàn (Incomplete Fusion)

Một mối hàn có tính không liên tục trong đó sự nấu chảy không xảy ra giữa kim loại mối hàn và nấu chảy bề mặt hoặc phần tiếp giáp các đường hàn

2.2.7 Thiếu chảy (Lack of Fusion)

Là một thuật ngữ không tiêu chuẩn thế cho “incomplete fusion”

- 24 -

2.2.8 Chồng lấp (Overlap) Sự nhô ra của kim loại mối hàn vượt xa hơn chân

của mối hàn hoặc gốc mối hàn

2.2.9 Trạng thái rỗ, xốp (Porosity)

Là loại lỗ hổng có tính không liên tục được tạo nên bởi khí còn nằm lại trong kim loại mối hàn sau khi quá trình đông đặc kết thúc

2.2.10 Ngậm xỉ (Slag inclusion) Là vật liệu đặc phi kim loại nằm lại trong kim

loại mối hàn hoặc giữa kim loại mối hàn và vật liệu cơ bản

2.2.11 Bắn toé (Spatter) Các hạt nhỏ kim loại bị bắn ra trong khi hàn nóng chảy,

các hạt đó không hình thành từ bộ phận của mối hàn

2.2.12 Cháy cạnh, cháy chân (Undercut)

Một rãnh bị nấu chảy vào trong kim loại cơ bản gần sát chân mối hàn hoặc gốc mối hàn và trái lại không được lấp đầy bằng kim loại mối hàn

2.2.13 Lõm bề mặt (Underfill)

Chỗ lõm trên bề mặt mối hàn hoặc bề mặt gốc được mở rộng xuống thấp hơn liền kề bề mặt của kim loại cơ bản

18

-2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HUỶ KHUYẾT TẬT MỐI HÀN

Non-Destructive Testing (NDT) Đây là phương phương pháp kiểm tra được

thực hiện trực tiếp với liên kết hàn và trên sản phẩm hàn cụ thể mà không gây

nên biến đổi đặc tính của sản phẩm

Phương pháp này dễ thực hiện, có thể giúp tránh được các khuyết tật hoặc phát hiện sớm các khuyết tật trong khi hàn

2.3.1 Kiểm tra bằng mắt thường (Visual testing -VT)

Đây là phương pháp được sử dụng thông dụng để kiểm tra toàn bộ quá trình

hàn, cụ thể là kiểm tra trước khi hàn, trong khi và sau khi hàn

Phương pháp này dễ thực hiện, có thể giúp tránh được các khuyết tật hoặc

phát hiện sớm các khuyết tật trong khi hàn

a) Kiểm tra trước khi hàn

- Kiểm tra bản vẽ, các tiêu chuẩn đặt ra cho liên kết hàn

- Kiểm tra chứng chỉ vật liệu được sử dụng có đủ và phù hợp với yêu cầu không

- Kiểm tra gia công gá lắp, khe hở và mép vát có đúng với thiết kế không

- Kiểm tra độ sạch của liên kết hàn

b) Kiểm tra trong khi hàn

- Kiểm tra các thông số của quy trình hàn

- Loại vật liệu hàn tiêu hao

- Nhiệt độ nung nóng trước khi hàn (nếu được yêu cầu)

- Vị trí hàn và chất lượng bề mặt vật hàn

- Trình tự hàn

- Sử lý các mối hàn đính và vệ sinh giữa các lớp hàn

- Kích thước liên kết hàn

- Nhiệt độ và thời gian sử lý nhiệt sau khi hàn

c) Kiểm tra sau khi hàn

- Làm sạch bề mặt liên kết hàn (bề mặt mối hàn và vùng kim loại cơ bản)

- Quan sát kỹ bằng mắt thường hoặc bằng kính lúp

19

- Kiểm tra kích thước của mối hàn so với bản vẽ thiết kế

2.3.2 Phương pháp kiểm tra thẩm thấu lỏng ( Liquid penetrant testing-PT )

Nguồn gốc của phương pháp kiểm tra này là từ “phương pháp thấm dầu và

quét vôi”, vì dầu hỏa và bột vôi được sử dụng để kiểm tra các bộ phận trong

đường ray xe lửa Tuy nhiên trong 40 năm qua, phương pháp đã có những cải tiến vượt bậc đến mức là kỹ thuật kiểm tra tin cậy và chính xác

a) Cơ sở phương pháp này dựa trên nguyên lý của hiện tượng mao dẫn Hiện

tượng mao dẫn được quan sát thấy khi cắm một ống hút bằng nhựa vào ly nước, các phân tử nước trong ống hút tăng lên do lực liên kết Quá trình này nước tiếp tục dâng cao cho đến khi sức căng bề mặt cân bằng với lực liên kết, lực dính giữ nước không cho rút xuống trong ống hút Hiện tượng mao dẫn được ứng dụng trong phương pháp PT do các điều kiện bề mặt hỗ trợ Các chất thấm có sức căng

bề mặt thấp và sức mao dẫn lớn

Hình 2.3.2b Mô tả nguyên lý hoạt động

b) Trong phương pháp kiểm tra thẩm thấu chất lỏng, dung dịch thấm được phun lên bề mặt của vật kiểm tra và sau một thời gian thích hợp đủ để chúng

20

-thấm vào các bất liên tục bề mặt Nếu như bất liên tục có dạng nhỏ hoặc hẹp như nứt hoặc lỗ nhỏ thì hiện tượng mao dẫn sẽ xảy ra quá trình thấm Sau thời gian thích hợp đủ để dung dịch thấm đi vào các bất liên tục, bề mặt vật kiểm tra sẽ được làm sạch Hiện tượng mao dẫn một lần nữa lại diễn ra hút ngược dung dịch thấm ra khỏi các bất liên tục

Hình 2.3.2c Mô tả trình tự thực hiện kiểm tra khuyết tật

c) Đây là phương pháp sử dụng các dung dịch để thẩm thấu vào các vết nứt,

rỗ khí nhỏ của liên kết hàn mà không thể quan sát được bằng mắt thường, sau đó dùng các chất hiển thị màu phát hiện ra vị trí mà dung dịch thẩm thấu còn nằm lại ở các vết nứt cũng như rỗ khí

Chú ý: Phương pháp này chỉ phát hiện được các khuyết tật mở ra trên bề mặt

vật liệu cần kiểm tra

Thông thường sử dụng 3 loại dung dịch và được tiến hành theo các bước sau:

- Dùng dung dịch làm sạch để tẩy sạch bề mặt mối hàn

- Phun dung dịch thẩm thấu lên bề mặt mối hàn

- Sau khi đủ thời gian để dung dịch thẩm thấu vào các vết nứt, rỗ khí, thì lau sạch bề mặt mối hàn

- Dùng dung dịch hiển thị màu phun lên vùng mối hàn vừa thực hiện các bước trên để phát hiện khuyết tật

21

d) Phương pháp này có tính ưu việt là đơn giản, dễ thực hiện, cơ động trên công trường với chi phí vận hành thiết bị thấp Phát hiện được cả các khuyết tật nhỏ không quan sát được bằng mắt thường một cách nhanh chóng như các khuyết tật hở trên bề mặt không xốp như vết nứt, rỗ bọt bề mặt và còn hữu hiệu trong kiểm tra rò rỉ Tuy nhiên giới hạn của phương pháp này là không phát hiện được những khuyết tật nằm bên trong của liên kết hàn và chiều sâu của khuyết

tật, các bề mặt kiểm tra thuộc vật liệu không xốp và không quá sần sùi

2.3.3 Phương pháp kiểm tra bằng bột từ ( Magnetic particle-MT )

Hình 2.3.3a Mô tả quy luật của các đường sức từ

Dùng bột sắt từ rắc trong trường của nam châm tự nhiên hay điện từ thì nó sẽ

phân bố theo quy luật của các đường sức từ Quy luật này trước tiên phụ thuộc vào sự đồng nhất của cấu trúc sắt từ, nếu như trên đường đi các đường sức từ gặp phải các vết nứt, khe hở… thì quy luật phân bố của các đường sức từ thay đổi so với những khu vực khác do có sự khác nhau về độ thẩm từ Khi gặp các khuyết tật các đường sức từ tản ra bao xung quanh lấy các khuyết tật đó

Hình 2.3.3b

Các đường sức thoát ra khỏi điện cực của vật vào không khí và tới cực đối diện

22

Dựa vào nguyên lý đó người ta tiến hành kiểm tra bằng cách rắc bột sắt lên bề mặt mối hàn, sau đó đặt kết cấu hàn vào trong một từ trường rồi nhìn vào sự phân

bố các đường sức từ để có thể phát hiện và phân biệt được khuyết tật

* Các kiểu từ hóa bề mặt vật kiểm tra:

a) Từ hóa vòng

+ Từ hóa vòng sẽ phát hiện được các khuyết tật nằm dưới góc 450 và 900 so với đường sức

+ Vết nứt nằm song song với đường sức sẽ không phát hiện được

b) Từ hóa tạo bởi Props

Từ trường tạo bởi Prods chỉ phát hiện được khuyết tật có hướng vuông góc với đường sức điện từ

c) Từ hóa dọc: được tạo ra trong vật thể bởi cuộn dây và gông từ (Yoke)

23

Khi chiều dài của vật kiểm tra bằng bội số của đường kính tiết diện mặt cắt ngang thì vật được từ hóa bằng cuộn dây Đối với thép cacbon thấp, từ dư thấp, được từ hóa bằng cuộn dây

* Phương pháp này có thể kiểm tra được mà không cần loại bỏ lớp phủ bảo

vệ bề mặt mỏng, quá trình làm sạch không quá khắt khe, quá trình xử lý ít vì sai

số do người thực hiện thấp Phương pháp này chỉ áp dụng đối với các vật liệu từ tinh, nó cho phép phát hiện các khuyết tật nứt bề mặt có kích thước rất nhỏ, các khuyết tật ở phía dưới bề mặt liên kết hàn như:

- Nứt ở vùng ảnh hưởng nhiệt

- Hàn không ngấu

- Nứt phía dưới bề mặt

- Rỗ khí, lẫn xỉ

Điểm hạn chế của phương pháp này là không dùng được cho các vật liệu

không nhiễm từ Chỉ nhạy với các khuyết tật có góc nằng trong khoảng 45-90 so với đường sức từ Thiết bị sử dụng trong phương pháp này đắt hơn thiết bị dùng trong phương pháp thẩm thấu chất lỏng Khi thực hiện phương pháp này để kiểm tra thì nhân viên kiểm tra phải có nhiều kinh nhiệm, so với phương pháp kiểm tra kiểm tra thẩm thấu chất lỏng thì phương pháp này tối ưu hơn

24

-2.3.4 Phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ

(Radiographic testing-RT)

Hình 2.3.4a Mô tả Tia X và Gamma

Tia X và tia Gamma là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, tần số dao động và

năng lượng rất cao có thể đi xuyên qua khối kim loại dày Một phần bức xạ tia X

và tia gamma bị hấp thụ, một phần sẽ đi qua mẫu kiểm tra, lượng hấp thụ và lượng đi qua được xác định theo chiều dày của mẫu

High Electrical Potential

Electrons

- +

X-ray Generator or Radioactive Source Creates Radiation

Exposure Recording Device

Radiation Penetrate the Sample

= Lượng bức xạ tới nhiều

= Lượng bức xạ tớiÝt

25

Khi có khuyết tật bên trong, chiều dày hấp thục bức xạ sẽ giảm, điều này tạo phần khác biệt trong phần hấp thụ, được ghi lại trên phim ở dạng hình ảnh bóng gọi là ảnh bức xạ

Giải đoán phim sẽ cho phép phát hiện các khuyết tật bên trong vật hàn một cách chính xác

Một số ưu điểm của phương pháp kiểm tra bằng ảnh bức xạ :

- Phương pháp này hữu hiệu đối với tất cả các đường hàn

- Phương pháp này có thể được dùng để kiểm tra sự sai hỏng bên trong cấu trúc vật liệu

- Nó cho kết quả kiểm tra lưu trữ được lâu

- Quá trình giải đoán phim được thực hiện trong những điều kiện rất tiện nghi

Những hạn chế của phương pháp này là:

- Chùm bức xạ tia X hoặc gamma gây nguy hiểm cho sức khoẻ con người

- Cần phải tiếp xúc được cả hai mặt của vật kiểm tra

- Bị giới hạn về bề dày kiểm tra

- Có một số vị trí trong một số chi tiết không thể chụp được do cấu tạo hình học

- Độ nhạy kiểm tra giảm theo bề dày của vật thể kiểm tra

- Phương pháp này đắt tiền

- Người thực hiện phương pháp này cần có nhiều kinh nghiệm trong việc giải đoán ảnh chụp trên phim

2.3.5 Kiểm tra bằng siêu âm (Utrasonic Testing – UT)

26

Sóng âm là sự lan truyền các dao động cơ học trong môi trường vật chất Dao động cơ học là sự dịch chuyển của phần tử môi trường xung quanh một vị trí

cân bằng nào đó

* Sử dụng sóng siêu âm truyền vào vật liệu cần kiểm tra và chúng sẽ phản

xạ lại tại bề mặt phân cách hoặc tại các khuyết tật Chùm sóng âm được ghi lại và phân tích để xác định sự có mặt của khuyết tật và vị trí của nó trong vật liệu Dựa vào đặc tính đó, người ta đã chế tạo được các loại máy dò siêu âm để phát hiện các khuyết tật nằm sâu trong lòng kim loại

Hình 2.3.5b Nguyên lý phương pháp kiểm tra xung dội

Phương pháp này cho phép phát hiện các vết nứt, hàn không ngấu, rỗ khí, kẹt xỉ,…và cả những thay đổi rất nhỏ ở vùng ảnh hưởng nhịêt của liên kết hàn Quan sát trên màn ảnh của máy bằng những xung hiển thị, có thể cho phép biết được chính xác vị trí của các khuyết tật

Một số ưu điểm của phương pháp kiểm tra bằng siêu âm:

- Có độ nhạy cao cho phép phát hiện được các khuyết tật nhỏ

Oscilloscope, or flaw

detector screen

27

Có khả năng xuyên thấu cao (khoãng 6 7m sâu bên trong khối thép) cho phép kiểm tra các tiết diện rất dày

- Có độ chính xác cao trong việc xác định vị trí và kích thước khuyết tật

- Chỉ cần tiếp xúc từ một phía của vật được kiểm tra

- Biết ngay kết quả tại hiện trường

- Thời gian chiếu chụp ngắn nhất do màn thu ảnh có độ dài nhạy rất cao, kéo dài tuổi thọ máy phát và giảm tối đa rò rỉ bức xạ

- Chỉ cần chụp một ảnh cho các vật có nhiều bề dày khác nhau như vật đúc…

- Phần mềm phân tích ảnh, phóng đại và đo lường khuyết tật

- Không tiêu tốn các vật tư tiêu hao như phim, hoá chất, và an toàn môi trường

- Chính xác nhờ hình ảnh có độ phân giải cao, có thể phát hiện được các khuyết tật cở một vài trăm micron

- Cho phép quản lý cơ sở dữ liệu và tài liệu số hiệu hoá hình ảnh - xử lý hình ảnh, lưu trữ, in ấn, hiển thị…

- Kết quả dạng ảnh số có thể chia sẽ thông tin - gửi email, ghi đĩa CD, v.v…

- Thiết kế kiểu xách tay-đựng vừa trong một vali, thích hợp cho việc kiểm tra tại hiện trường cũng như trong phong thí nghiệm

Những hạn chế của phương pháp siêu âm:

- Thiết bị rất đắt tiền, chi phí đầu tư ban đầu tương đối cao

- Phương pháp này cần phải sử dụng chất tiếp âm

- Đầu dò phải được tiếp xúc phù hợp với bề mặt mẫu trong quá trình kiểm tra

- Hướng của khuyết tật có ảnh hưởng đến khả năng phát hiện khuyết tật

- Màn thu ảnh cứng nên khó thao tác trong một số trường hợp chật hẹp

- Nhân viên kiểm tra cần phải có rất nhiều kinh nghiệm

28

2.3.6 Phương pháp kiểm tra độ kín của liên kết hàn

* Kiểm tra độ kín bằng áp lực khí

Trước lúc kiểm tra cần bịt kín, sau đó bơm khí vào (không khí hoặc khí trơ)

đến một áp suất nhất định nào đó, sau đó bôi nước xà phòng lên mặt ngoài mối hàn và quan sát (100 gam xà phòng trên một lít nước) Những chỗ bị rò rỉ sẽ được phát hiện theo các vị trí mà bong bóng xà phòng nổi lên

* Kiểm tra bằng áp lực nước

Để kiểm tra người ta bơm nước vào kết cấu cần kiểm tra, tạo một áp suất dư cao hơn áp suất làm việc 1,5 đến 2 lần và giữ áp suất đó trong vòng 5 - 6 phút Giai đoạn tiếp theo là hạ áp xuống đến áp suất làm việc rồi dùng búa gõ nhẹ vùng xung quanh mối hàn (rộng 15 - 20mm) và quan sát xem nước có rò rỉ ra không

Đối với những kết cấu hở như bồn chứa, thùng,…chỉ cần thử bằng cách

bơm nước vào và giữ trong vòng 2 - 24 giờ và quan sát xem nước có bị rò rỉ ra không

* Kiểm tra bằng phương pháp tạo chân không

Chỉ áp dụng trong điều kiện không tiến hành được bằng các phương pháp thử kín trên (ví dụ như: đáy bồn, bể…)

Trước tiên bôi nước xà phòng lên mối hàn cần kiểm tra Đặt buồng chân không trực tiếp lên vùng mối hàn cần kiểm tra, tại các viền xung quanh buồng chân không có roăng cao su để tạo độ kín cần thiết với vật liệu kiểm tra, độ chân không được tạo ra nhờ có bơm chân không đặt ở phía ngoài

Do có sự chênh lệch lớn về áp suất, không khí sẽ chui vào buồng chân không qua các khuyết tật, nắp đậy được thiết kế trong suốt qua đó ta có thể quan sát vị trí các khuyết tật theo các bong bóng xà phòng

29

-Chương 3:

XÂY DỰNG QUY TRÌNH KỸ THUẬT

VÀ KẾ HOẠCH KIỂM TRA

3.1 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VÀ ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA TÀU L152

* Các thông số cơ bản:

Chiều dài toàn bộ LOA = 30,96 m

Chiều dài hai trụ LPP = 27,12 m

Thuyền viên 10 người

Cấp tàu: II hạn chế tàu biển Việt Nam 2003

* Đặc điểm:

Tàu kéo L152 được thiết kế bởi Viện thiết kế Hà Nội Được đăng kiểm Việt Nam kiểm duyệt Tàu kéo được đóng tại công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất và hoạt động phục vụ cho công ty

Tàu kéo thực hiện các nhiệm vụ chính như sau:

- Lai dắt tàu ra và vào hệ thống cảng của công ty

- Hỗ trợ tàu cập mạn cảng

- Mở và đóng cửa đốc

Dựa vào điều kiện thi công, kết hợp với đặc tính kỹ thuật của Tàu kéo L152, lựa chọn phương án thi công Tàu kéo L152 như sau:

3.1.1 Phân đoạn B1: Phân đoạn B1 được tính từ điểm sau cùng phần đuôi tàu

đến vị trí Sn2+200 (Fr2+200), bao gồm: phần đáy, mạn, boong, vách đuôi, vách ngang Sn-2

- Phân đoạn SB3: phân đoạn mạn trái, phân đoạn mạn phải

- Phân đoạn UB3: phần boong tàu, theo chiều ngang được tính từ tôn mạn trong bên trái đến tôn mạn trong bên phải

3.1.4 Phân đoạn B4: Phân đoạn B4 được tính từ vị trí Sn 29+100 (Fr29+100) đến vị trí Sn40+100 (Fr40+100), bao gồm: phần đáy, mạn, boong chính, vách ngang Sn36

3.1.5 Phân đoạn B5: Phân đoạn B5 được tính từ vị trí Sn40+100 (Fr40+100) đến vị trí ngoài cùng phần mũi tàu, bao gồm: phần đáy, mạn, boong chính, vách ngang

tại Sn41, vách ngang tại Sn 48, vách ngang tại Sn50

3.1.6 Phân đoạn AB1: phần thượng tầng được tính từ phía sau đến vị trí

Sn29+100, bao gồm: 02 vách mạn thượng tầng, boong thuyền viên, các vách phòng chức năng, vách cửa sau

3.1.7 Phân đoạn AB2: phần thượng tầng, được tính từ vị trí Sn29+100 về phía mũi, bao gồm: 02 vách mạn thượng tầng, boong thuyền viên, vách trước và các vách phòng chức năng

3.1.8 Phân đoạn AB3: boong sàn ca bin

3.1.9 Phân đoạn AB4: phòng điều khiển, bao gồm 02 vách mạn, vách trước,

vách sau và boong điều khiển

Đặc biệt phải chú ý những tổng đoạn có kết cấu như bệ máy, ống đạo lưu, phải đảm bảo chính xác ngay từ khi gia công bệ và lắp ráp tổng đoạn, bắt buộc phải tuân thủ các bước kiểm tra

3.2.2 Phạm vi áp dụng:

Quy trình này áp dụng cho toàn bộ quá trình chế tạo, lắp đặt các chi tiết và

phân tổng đoạn

3.2.3 Tiêu chuẩn áp dụng và tài liệu tham khảo

- Hệ thống quy phạm tàu biển - Đăng kiểm Việt Nam

- Bản vẽ phân chia tổng đoạn

- Sơ đồ đường lý thuyết

- Các bản vẽ công nghệ

3.2.4 Quy trình lắp ráp phân đoạn

a) Tiếp nhận, đánh dấu, chuẩn bị vật liệu

32

Tàu kéo L152 có tuyến hình phức tạp, vì vậy việc chế tạo bệ khuôn chính xác

là rất cần thiết Bản vẽ bệ khuôn của Tàu kéo L152 do Phòng Kỹ thuật Công nghệ phát hành

d) Chế tạo chi tiết, cụm chi tiết

* Chế tạo chi tiết chữ T

* Gia công nẹp dọc

* Gia công chi tiết tấm

e) Chế tạo phân đoạn, tổng đoạn

* Chế tạo phân đoạn B1:

Qui trình chế tạo phân đoạn B5 trên bệ lắp ráp được thực hiện theo phương pháp lắp úp, chọn mặt boong chính làm chuẩn

Các bước công nghệ khi chế tạo phân đoạn:

- Trải tôn chính

- Chuyển bước công nghệ

- Hàn nối tôn

- Vạch dấu cơ cấu trên tôn phẳng

- Chế tạo phân đoạn Vách ngang sườn -2

- Chế tạo phân đoạn Vách lái

- Chế tạo cụm vách dọc két dằn lái

- Lắp ráp cơ cấu lên tôn

* Chế tạo phân đoạn B5:

Qui trình chế tạo phân đoạn B5 trên bệ lắp ráp được thực hiện theo phương pháp lắp úp, chọn mặt boong chính làm chuẩn

Các bước công nghệ khi chế tạo phân đoạn:

- Trải tôn boong chính

- Vạch dấu cơ cấu trên tôn phẳng

- Chế tạo các phân đoạn Vách ngang, vách dọc bên trong

- Gia công sống mũi 40x150, gai công cụm kết cấu sống chính boong và sống mũi T10x120/s=8, T8x120/s=6