Quy trình kiểm tra, đánh giá khuyết tật cho hệ thống gom hơi tại nhà máy Nhiệt Điện Sông Hậu 1

Nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1 (Phú Hữu A – Châu Thành – Hậu Giang) là dự án điện lực trọng điểm với công suất thiết kế 1.200MW, có tổng mức đầu tƣ 2,046 tỷ USD, mỗi năm cung cấp vào lƣới điện quốc gia khoảng 7,8 tỷ kWhnăm. Dự án Nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1 gồm nhiều hạng mục thi công, do nhiều nhà thầu và đơn vị thi công khác nhau đảm nhận. Mỗi hạng mục đều có nhiều trang thiết bị, máy móc khác nhau cần đƣợc chế tạo và lắp đặt.Việc áp dụng các phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy đối với sản xuất, lắp ghép, xây dựng dự án và quản lí chất lƣợng là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cũng nhƣ tiến độ của công trình. Để đánh giá đƣợc một đối tƣợng với kích thƣớc khác nhau củacác ống gom hơi, đòi hỏi phải có sự kết hợp của nhiều phƣơng pháp kiểm tra khôngphá hủy khác nhau để kiểm tra, so sánh; tham chiếu theo các quy chuẩn đánh giá vềviệc chế tạo, thi công và kiểm định... từ đó có đƣợc kết quả chính ác, khách quan nhấtvà đƣợc công nhận.Với đề tài:” Quy trình kiểm tra, đánh giá khuyết tật cho hệ thống gom hơi tại nhàmáy Nhiệt Điện Sông Hậu 1 trong kỹ thuật chụp ảnh bức ạ và kỹ thuật kiểm tra thẩmthấu”, trong thời gian thực tập vừa qua, em đã tìm hiểu thêm về nguyên lý cơ bản củahai phƣơng pháp kiếm tra chụp ảnh bức xạ và thẩm thấu cũng nhƣ đƣợc thực hành cảhai phƣơng pháp trên công trƣờng.Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Miễn giảng viên viện kỹ thuật hạt nhân và vật lý môi trƣờng trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội và kỹ sƣ Lê Minh Tiến công ty LILAMA đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em thực tập tại dự án Nhiệt Điện Sông Hậu 1.

Danh mục các từ viết tắt _ 1 Danh mục các thuật ngữ _ 2 Danh mục các bảng 3 Danh mục các hình vẽ, đồ thị _ 3 Danh mục các công thức 5 LỜI MỞ ĐẦU 6 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT _ 7 1.1 Khái niệm chung về kiểm tra không phá hủy (Non-destructive testing -NDT) [7] _ 7 1.1.1 Định nghĩa và đặc điểm của kiểm tra không phá hủy 7 1.1.2 Các phương pháp kiểm tra không phá hủy 7 1.2 Phương pháp thẩm thấu lỏng (Penentrant Testing – PT) [7] 8 1.2.1 Định nghĩa _ 8 1.2.2 Nguyên lý của kỹ thuật kiểm tra thẩm thấu _ 9 1.2.3 Quy trình chung _ 9 1.2.4 Phân loại phương pháp thẩm thấu 10 1.2.5 Các tiêu chuẩn áp dung cho phương pháp kiểm tra thẩm thấu lỏng 10 1.2.6 Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp thẩm thấu lỏng 11 1.3 Phương pháp chụp ảnh bức xạ (Radiography Testing – RT) _ 12 1.3.1 Định nghĩa 12 1.3.2 Nguyên lý của phương pháp chụp ảnh bức xạ (Radiography Testing – RT) 13 1.3.2.1 ản chất của bức ạ tia X và tia Gamma _ 13 1.3.2.2 Tính chất của bức xạ tia X và tia Gamma 13 1.3.2.3 Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách _ 14 1.3.2.4 Sự suy giảm cường độ bức ạ trong vật chất 15 1.3.2.5 ề dày làm yếu một nửa 17 1.3.3 Thiết bị chụp ảnh _ 17

a Nguồn phát tia Gamma 17

b Máy phát tia X _ 19 1.3.4 Thiết bị thu nhận bức xạ _ 21

a Cấu tạo của phim chụp ảnh bức xạ _ 21

b Nguyên lý ghi nhận bức xạ của phim chụp ảnh _ 22

1.3.5 Cassettes và màn tăng cường _ 24

a Cassettes _ 24

b Màn tăng cường 25 1.3.6 Chỉ thị chất lượng ảnh IQI _ 25

a Các đặc trưng của vật chỉ thị chất lượng ảnh IQI 25

b Các dạng vật chỉ thị chất lượng ảnh 26

c Cách đặt IQI 27

d Chất lượng ảnh trong chụp ảnh bức ạ 28 1.3.7 Liều chiếu ạ 28 1.3.8 Các tiêu chuẩn áp dụng cho chụp ảnh bức ạ [1] _ 30 1.3.9 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp chụp ảnh bức xạ [7] 30 1.4 Quy phạm ASME cho việc đánh giá kiểm tra tại Nhà máy Nhiệt Điện Sông Hậu 1 [1] 31 1.4.1 Tổng quan về ASME 31 1.4.2 Cấu trúc và một số đặc điểm của Quy phạm ASME _ 32 1.5 Các kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ _ 35 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 38 2.1 Xây dựng phương án kiểm tra thi công cho bộ gom hơi 38 2.2 Quy trình kiểm tra bề mặt bộ gom hơi bằng phương pháp thẩm thấu 40

2.2.1 Dung dịch kiểm tra _ 40 2.2.2 Các dụng cụ hỗ trợ khác _ 41

2.2.3 Quy trình kiểm tra _ 41

a Làm sạch bề mặt trước khi kiểm tra 41

b Áp dụng chất thấm (Penentrant) 42

c Loại bỏ chất thấm dư _ 43

d Áp dụng chất hiện 44

e Lưu ý 46 2.2.4 Xác định sơ bộ công việc 46 2.2.5 Các bước tiến hành _ 47 2.3 Quy trình kiểm tra chụp ảnh bức xạ cho bộ gom hơi _ 48 2.3.1 Yêu cầu chung _ 48 2.3.2 Chuẩn bị vật tư và thiết bị cần thiết 49 2.3.2.1 Chuẩn bị nguồn phóng xạ: Nguồn phát tia gamma Ir-192 49 2.3.2.2 Cấu tạo của nguồn phát tia gamma _ 49 2.3.3 Các thông số về bề mặt chụp 50

2.3.5 Lựa chọn chỉ thị chất lượng ảnh (IQI) 52 2.3.6 Lựa chọn loại phim chụp và chuẩn bị phim chụp 55 2.3.6.1 Phim và các đặc trưng của phim chụp ảnh bức ạ [7] _ 55 2.3.6.2 Lựa chọn phim chụp _ 58 2.3.6.3 Chuẩn bị bao đựng phim _ 59 2.3.7 Lựa chọn kỹ thuật chụp và tính toán liều 60 2.3.7.1 Lựa chọn kỹ thuật chụp 60 2.3.7.2 Bố trí chụp và tính toán liều chiếu 61 2.3.8 Xử lý phim _ 62 2.3.8.1 Chuẩn bị trước khi ử lý phim _ 63 2.3.8.2 Hiện ảnh 63 2.3.8.3 Giũ phim 65 2.3.8.4 Hãm phim _ 65 2.3.8.5 Định phim _ 66 2.3.8.6 Rửa nước _ 66 2.3.8.7 Làm khô 67 2.3.9 Một số chú ý 67 2.3.10 Các bước tiến hành _ 68 CHƯƠNG 3: GIẢI ĐOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ KHUYẾT TẬT _ 76 3.1 Các dạng khuyết tật thường gặp trong quá trình hàn vật liệu [1] 76 3.1.1 Vết nứt (Crack) 77 3.1.2 Khuyết tật ngậm ỉ (Slag Inclusion) 78 3.1.3 Hàn không thấu chân (Lack of Penetration) 78 3.1.4 Hàn không ngấu ở đáy mối hàn (Lack of Fusion) _ 79 3.1.5 Mối hàn lõm đáy - gốc lõm ( urn Through) _ 79 3.1.6 ọt khí hay các bọc khí (Porosity - Cluster porosity) _ 80 3.1.7 Tạp chất Tungsten ( Tungsten Inclusion) 80 3.1.8 Bản chất của khuyết tật trong ảnh [1] _ 80 3.2 Các tiêu chuẩn ASME dùng để đánh giá các khuyết tật trong quá trình hàn _ 81 3.2.1 Đối với phương pháp thẩm thấu _ 81 3.2.2 Đối phương pháp chụp ảnh bức xạ _ 82 3.3 Giải đoán kết quả 87 3.3.1 Đối với phương pháp thẩm thấu khi kiểm tra bề mặt _ 87 3.3.2 Giải đoán phim chụp ảnh 88 3.3.2.1 Yêu cầu tổng quan về phim chụp [2] 88

3.3.3 Ghi nhận kết quả _ 90 3.4 Báo cáo kết quả kiểm tra 96 3.4.1 Làm báo cáo kiểm tra _ 97 3.4.2 Báo cáo kiểm tra chụp ảnh bức xạ _ 97 3.5 Nhận ét và đề uất 98 3.5.1 Nhận xét _ 98 3.5.2 Đề xuất: 98 KẾT LUẬN _ 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO _ 100 PHỤ LỤC 103

Danh mục các từ viết tắt

EMETC Erection - ElectroMechanics

Testing Joint Stock Company

Công ty cổ phần lắp máy và thí nghiệm cơ điện

ASME American Society of

Mechanical Engineers Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ

IQI Image Quality Indicatos Chỉ thị chất lượng ảnh

MT Magnetic particle Testing Phương pháp kiểm tra bột từ

NDE Non-Destructive Evaluation Đánh giá không phá hủy

PT Penetrant Testing (liquid) Phương pháp kiểm tra thẩm thấu

lỏng

REJ Reject Loại bỏ

DWDI Double wall Double image Hai thành hai ảnh

Danh mục các thuật ngữ

Kỹ thuật: Là một phương pháp cụ thể trong đó sử dụng một phương pháp kiểm tra

không phá hủy NDT đặc thù Mỗi kỹ thuật kiểm tra được nhận dạng bởi ít nhất một tham số thay đổi quan trọng đặc biệt từ một kỹ thuật khác trong phạm vi của phương pháp đó (Ví dụ: Phương pháp chụp ảnh bức xạ (RT); có các kỹ thuật tia X/tia gamma)

Quy phạm: Là một dạng của tiêu chuẩn mà có sử dụng các động từ “phải” hoặc

“sẽ”, để chỉ ra sự bắt buộc phải sử dụng một vật liệu nhất định hoặc những hoạt động nhất định hoặc cả hai Việc sử dụng quy phạm được quy định bắt buộc bởi một điều luật ban hành do quyền hạn của chính phủ Việc sử dụng những yêu cầu kỹ thuật trở

nên bắt buộc chỉ khi chúng bị tham chiếu bởi các quy phạm hoặc các tài liệu hợp đồng

Quy trình: Trong kiểm tra không phá hủy, quy trình kiểm tra là một dãy thứ tự các

quy tắc hoặc các hướng dẫn được trình bày một cách rất chi tiết, ở đâu,như thế nào và

ở bước nào thì một phương pháp NDT nên được áp dụng vào một quá trình sản xuất

Tiêu chuẩn: Là các tài liệu quy định và hướng dẫn các cách thực hiện khác nhau

diễn ra trong quá trình chế tạo một sản phẩm công nghiệp Những tiêu chuẩn mô tả những yêu cầu kỹ thuật đối với một vật liệu, quá trình gia công, sản phẩm, hệ thống hoặc dịch vụ Chúng cũng chỉ ra những quy trình, phương pháp, thiết bị hoặc quá trình kiểm tra để ác định rằng những yêu cầu đó đã được thoả mãn

Danh mục các bảng

- Bảng 1.1: HVL và TVL của sắt và chì (chiều dày mm)

- ảng 1.2: Phân loại chung các phim chụp ảnh phóng ạ

- Bảng 1.3: Số thứ tự và đường kính của các dây IQI tiêu chuẩn quốc tế

- Bảng 1.4: Sơ đồ cấu trúc Quy phạm ASME

- Bảng 1.5: Các phương pháp bố trí kiểm tra chụp ảnh phóng xạ

- Bảng 2.1: Thông tin về các chất thẩm thấu

- Bảng 2.2: Thời gian thấm tối thiểu theo tiêu chuẩn ASME

- Bảng 2.3: Kích thước các bộ dây IQI

- Bảng 2.4: Lựa chọn IQI phù hợp với bề dày và vị trí đặt IQI

- Bảng 2.5: Phân loại phim chụp ảnh bức xạ theo Quy phạm ASME

- Bảng 2.6: Đề xuất quá trình xử lý phim thủ công của hãng Fuji

- ảng 2.7: Quan hệ thời gian - nhiệt độ hiện ảnh

- ảng 2.8: Quy trình ử lý phim tại Nhiệt điện Sông Hậu 1

- Bảng 2.9: Các thông số về đối tượng kiểm tra

- ảng 2.10:hệ số tôn cơ bản dựa trên thực nghiệm

- ảng 2.11: Thông số bố trí hình học đo

- Bảng 3.1: Các khuyết tật thường gặp trong quá trình hàn

- Bảng 3.2: Bảng ghi kí hiệu các khuyết tật mối hàn

- Bảng 3.3: Số liệu sau khi đọc phim (mối hàn FW-0073)

- Bảng 3.4: kết quả chụp các mối hàn ngày 7/5/2017

- Bảng 3.4: Tổng hợp kết quả giải đoán ngày 9/5/2017

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

- Hình 1.1: Kiểm tra thẩm thấu

- Hình 1.2: Các bước kiểm tra thẩm thấu

- Hình 1.3: Nguyên lý của phương pháp chụp ảnh bức xạ

- Hình 1.4: Định luật tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách

- Hình 1.5: Cấu tạo một đầu phát gamma đặc trưng

- Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý của một ống phát tia X với anode cố định

- Hình 1.7: Mối quan hệ giữa góc anode và kích thước hiệu dụng của vết tiêu và kích thước trường chiếu

- Hình 1.8: Phim chụp ảnh bức ạ

- Hình 1.9: Các loại IQI thường sử dụng

- Hình 2.1: Bộ ống gom hơi đang thi công tại nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1

- Hình 2.2: Các dung dịch kiểm tra

- Hình 2.3: Áp dụngchất thấm lên kết cấu chịu lực của bể

- Hình 2.4: Lau sạch bề mặt kiểm tra sau khi thấm

- Hình 2.5: Tương tác giữa chất thấm và chất hiện

- Hình 2.6: Chỉ thị màu nổi bật trên phông nền

- Hình 2.7: Mô hình cấu trúc một nguồn phóng xạ điển hình

- Hình 2.8:Nguồn Ir-192 được sử dụng tại Nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1

- Hình 2.9: Thông tin mã hóa trên bao đựng phim

- Hình 2.10: Cấu tạo phim chụp ảnh bức xạ

- Hình 2.11: Đường đặc trưng của phim

- Hình 2.12: bố trí hình học chụp 2 thành 2 ảnh

- Hình 2.13: Bố trí chụp 2 thành 2 ảnh

- Hình 2.14: Tham khảo giản đồ chiếu của nguồn Ir-192

- Hình 2.15: Thông tin mã hóa trên bao đựng phim

- Hình 2.16: Bố trí hình học kỹ thuật chụp 2 thành 2 ảnh

- Hình 2.17: IQI đặt về phía nguồn

- Hình 3.1: Vết nứt

- Hình 3.2: Các chỉ thị tròn khi t nằm trong dải 1/4 – 3/8 inch

- Hình 3.3: Các chỉ thị tròn khi t nằm trong dải 3/8 – 3/4 inch

- Hình 3.4: Các chỉ thị tròn khi t nằm trong dải 3/4 – 2 inch

- Hình 3.5: Các chỉ thị tròn khi t nằm trong dải 2 – 4 inch

- Hình 3.6: Rỗ khí bề mặt (kiểm tra PT ngày 6/5/2017)

- Hình 3.7: Đèn đọc phim

- Hình 3.8: Mối hàn không ngấu (Mối hàn FW-0073)

Danh mục các công thức

- Công thức 1.1: Sự suy giảm cường độ chùm bức xạ

- Công thức 1.2: Cường độ bức xạ tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách

- Công thức 1.3: Liều chiếu tỷ lệ với bình phương khoảng cách

- Công thức 1.4: Hệ số hấp thụ khối

- Công thức 1.5: Sự suy giảm cường độ chùm tia bức xạ có tính tới hệ số tích luỹ B

- Công thức 1.6: Độ nhạy

- Công thức 1.7: Tính liều chiếu xạ

- Công thức 1.8: Công thức tính thời gian phát lý thuyết

- Công thức 2.1: Công thức tính độ đen

- Công thức 2.2: Liều chiếu của bức xạ

- Công thức 2.3: Độ tương phản phim

- Công thức 2.4: Đường đặc trưng phim

- Công thức 2.5: Công thức tính thời gian phát thực nghiệm

- Công thức 2.6: Tính toán độ nhòe hình học

LỜI MỞ ĐẦU

Nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1 (Phú Hữu A – Châu Thành – Hậu Giang) là dự án điện lực trọng điểm với công suất thiết kế 1.200MW, có tổng mức đầu tư 2,046 tỷ USD, mỗi năm cung cấp vào lưới điện quốc gia khoảng 7,8 tỷ kWh/năm Dự án Nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1 gồm nhiều hạng mục thi công, do nhiều nhà thầu và đơn vị thi công khác nhau đảm nhận Mỗi hạng mục đều có nhiều trang thiết bị, máy móc khác nhau cần được chế tạo và lắp đặt

Việc áp dụng các phương pháp kiểm tra không phá hủy đối với sản xuất, lắp ghép, xây dựng dự án và quản lí chất lượng là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cũng như tiến độ của công trình Để đánh giá được một đối tượng với kích thước khác nhau của các ống gom hơi, đòi hỏi phải có sự kết hợp của nhiều phương pháp kiểm tra không phá hủy khác nhau để kiểm tra, so sánh; tham chiếu theo các quy chuẩn đánh giá về việc chế tạo, thi công và kiểm định từ đó có được kết quả chính ác, khách quan nhất

và được công nhận

Với đề tài:” Quy trình kiểm tra, đánh giá khuyết tật cho hệ thống gom hơi tại nhà máy Nhiệt Điện Sông Hậu 1 trong kỹ thuật chụp ảnh bức ạ và kỹ thuật kiểm tra thẩm thấu”, trong thời gian thực tập vừa qua, em đã tìm hiểu thêm về nguyên lý cơ bản của hai phương pháp kiếm tra chụp ảnh bức xạ và thẩm thấu cũng như được thực hành cả hai phương pháp trên công trường

Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Miễn - giảng viên viện kỹ thuật hạt nhân và vật lý môi trường trường đại học Bách Khoa Hà Nội và kỹ sư Lê Minh Tiến - công ty LILAMA đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em thực tập tại dự án Nhiệt Điện Sông Hậu

1

Bản báo cáo này còn nhiều thiếu sót, kính mong thầy Lê Văn Miễn cùng toàn thể thầy cô trong viện em ét góp ý để kiến thức của em được chắc chắn hơn cũng như quá trình làm đề tài tốt nghiệp đạt được những kết quả tốt hơn

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Khái niệm chung về kiểm tra không phá hủy (Non-destructive testing - NDT) [7]

1.1.1 Định nghĩa và đặc điểm của kiểm tra không phá hủy

Kiểm tra không phá hủy là các kỹ thuật phân tích được sử dụng trong ngành khoa học và công nghệ nhằm kiểm tra và đánh giá các khuyết tật bên trong cấu trúc của các vật liệu, các sản phẩm,… mà không làm ảnh hưởng đến khả năng sử dụng về sau của chúng Nói cách khác, sau khi kiểm tra hoàn thành các đối tượng, sản phẩm đã kiểm tra vẫn được sử dụng bình thường

Nguyên lí chung của các phương pháp trong hệ thống NDT là:

- Sử dụng một môi trường kiểm tra để kiểm tra sản phẩm

- Sự thay đổi trong môi trường kiểm tra chứng tỏ sản phẩm được kiểm tra có khuyết tật

- Là một phương tiện để phát hiện sự thay đổi trong môi trường kiểm tra

- Giải đoán những thay đổi này để nhận được các thông tin về khuyết tật trong sản phẩm kiểm tra

NDT được sử dụng trong tất cả các công đoạn của quá trình chế tạo một sản phẩm, 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 lượng

- Làm tăng uy tín của nhà sản xuất khi được biết đến như một nhà sản xuất các sản phẩm chất lượng

1.1.2 Các phương pháp kiểm tra không phá hủy

Hiện nay trong lĩnh vực NDT có rất nhiều phương pháp kiểm tra và nổi bật nhất là một số phương pháp sau:

- Phương pháp quang học

- Phương pháp kiểm tra thẩm thấy lỏng

- Phương pháp kiểm tra bột từ

- Phương pháp kiểm tra bằng dòng điện xoáy

- Phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ

- Phương pháp siêu âm

Đây là 6 phương pháp cơ bản được sử dụng trong NDT để kiểm tra chất lượng sản phẩm Tuy nhiên, do đặc thù của đối tượng làm việc và được sự yêu cầu của nhà thầu, phương pháp được sử dụng để kiểm tra bộ gom hơi là: Phương pháp thẩm thấu lỏng và chụp ảnh bức xạ Trong đồ án này tôi sẽ trình bày sâu về các cơ sở, quá trình làm việc

và một số tiêu chuẩn đánh giá cho hai phương pháp chụp ảnh bức xạ và thẩm thấu

1.2 Phương pháp thẩm thấu lỏng (Penentrant Testing – PT) [7]

1.2.1 Định nghĩa

Phương pháp thẩm thấu là phương pháp đơn giản nhất được áp dụng để phát hiện những khuyết tật hở trên bề mặt vật liệu của bất kì sản phẩm công nghiệp nào được chế tạo từ những vật liệu từ tính hoặc không từ tính, bằng cách sử dụng chất thấm lỏng có

độ thẩm thấu cao

Là một phương pháp kiểm tra sử dụng tương tác vật lí (mao dẫn) giữa các chất lỏng

có thành phần hóa học thích hợp với bề mặt đối tượng kiểm tra, sau đó ghi nhận các chỉ thị về bất liên tục hoặc khuyết tật hở để phục vụ công tác đánh giá, thẩm định

Hình 1.1: Kiểm tra thẩm thấu

1.2.2 Nguyên lý của kỹ thuật kiểm tra thẩm thấu

Chất thấm lỏng dưới tác dụng của lực mao dẫn, bị hút vào các khoảng trống (khuyết tật hở) trên bề mặt vật liệu Tương tác giữa các lực bám dính và kết dính sẽ làm cho phần tử chất thấm lưu lại tại những vị trí đặc biệt mà mắt thướng khó nhìn thấy được

Có nhiều cách để áp dụng chất thấm như: phun ịt, nhúng, chải quét

Loại bỏ chất thấm dư và sử dụng sơn nền tương phản để kéo ngược chất thấm lên bề mặt Khi đó các chỉ thị của chất thấm sẽ lan rộng và nổi bật trên nền chất hiện tại vị trí

có bất liên tục Đánh giá những chỉ thị trên sẽ cho kết quả về đối tượng cần kiểm tra

1.2.3 Quy trình chung

Hình 1.2: Các bước kiểm tra thẩm thấu

Quy trình chung của phương pháp thẩm thấu lỏng được mô tả như sau:

 Làm sạch bề mặt (các cặn bẩn hoặc dầu…)

 Phun chất thẩm thấu lỏng lên bề mặt cần kiểm tra

 Làm sạch chất thẩm thấu dư thừa bằng giẻ sạch và nước làm sạch

 Phun chất hiện lên bề mặt cần kiểm tra

Quan sát khuyết tật trong khoảng 15 phút kể từ lúc phun thuốc hiện

1.2.4 Phân loại phương pháp thẩm thấu

Theo loại chất thấm: Chất thấm màu nhìn thấy được hoặc chất thấm huỳnh quang Chất thấm nhuộm màu nhìn thấy được sẽ hiện thi dưới ánh sáng trắng, còn chất thấm huỳnh quang được thực hiện dưới tia cực tím trong điều kiện phòng tối Ngoài ra có thể

sử dụng hỗn hợp pha trộn giữa hai loại trên

Theo phương pháp làm sạch vật kiểm tra: (i) rửa sạch bằng nước, (ii) loại bỏ bằng

dung môi, (iii) nhũ tương hóa

Tổng hợp lại ta sẽ có 6 phương pháp thực hiện quá trình thẩm thấu lỏng:

- Chất thấm màu nhìn thấy được rửa bằng nước

- Chất thấm màu nhìn thấy được loại bỏ bằng dung môi hòa tan

- Chất thấm huỳnh quang rửa được bằng nước

- Chất thấm huỳnh quang loại bỏ bằng dung môi

- Chất thấm huỳnh quang nhũ tương hóa lipophilic

- Chất thấm huỳnh quang nhũ tương hóa hydrophilic

1.2.5 Các tiêu chuẩn áp dung cho phương pháp kiểm tra thẩm thấu lỏng

- SH1.RFP_P4 OTR_Ch13 Các yêu cầu kỹ thuật chung_140530

- SH1-LI-P0001-GE-G01-PRO-0001

- Tiêu chuẩn ASME B.P.V, Mục I, 2013 edition;

- Tiêu chuẩn ASME B.P.V, Mục V, 2013 edition: Điều 6 và SE-165 của Điều 24

- Tiêu chuẩn ASME B.P.V, Mục VIII, Div 1, 2013 edition;

- Tiêu chuẩn ASME B.P.V, Phần IX, 2013 edition;

- Tiêu chuẩn ASME B31.1 áp dụng cho đường ống chịu áp lực, 2012 edition;

- Đề xuất chương trình đào tạo và đánh giá nhân sự NDT : ASNT Recommended Practice No SNT-TC-1A, 2006 edition

- Chương trình chứng nhận cán bộ EMETC: EMETC-TR-01

 Yêu cầu về nhân sự

Cán bộ thực hiện kiểm tra thẩm thấu phải đạt trình độ và chứng chỉ phù hợp với EMETC, Chương trình chứng nhận cán bộ, dựa trên các ASNT đề nghị thực hành số SNT-TC-1A, phiên bản 2006

1.2.6 Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp thẩm thấu lỏng

 Một số ưu điểm của phương pháp kiểm tra thẩm thấu:

- Dễ thực hiện, thao tác

- Quy trình làm việc tương đối đơn giản

- Cho kết quả kiểm tra tức thì, có thể đánh giá bằng mắt thường

- Dễ làm việc trong các không gian chật hẹp, khó bố trí thiết bị

- Chi phí thấp, không phải đầu tư nhiều vào thiết bị

 Một số hạn chế của phương pháp kiểm tra bằng thẩm thấu:

- Không phù hợp với bề mặt bám bẩn và có độ nhám cao

- Đòi hỏi kỹ thuật viên phải được đào tạo bài bản và có kinh nghiệm

- Dễ bị tác động bởi các điều kiện môi trường

- Chỉ kiểm tra bề mặt, không ác đinh được các khuyết tật nằm sâu trong đối tượng

- Phương pháp này có kết quả không giữ được lâu

1.3 Phương pháp chụp ảnh bức xạ (Radiography Testing – RT)

1.3.1 Định nghĩa

Phương pháp chụp ảnh bức xạ được dùng để ác định các khuyết tật ở bên trong các loại vật liệu có hình dạng, kích thước khác nhau mà các phương pháp kiểm tra bề mặt khác khó tiếp cận được Đây là một trong những phương pháp có hiệu quả kiểm tra cao nhất, có tầm ảnh hưởng lớn đến toàn bộ mọi lĩnh vực thi công, thiết kế, lắp ghép và sản xuất công nghiệp

Nguyên lý chung của phương pháp chụp ảnh phóng xạ là chiếu chùm tia X hoặc một chùm tia gamma rộng và đều vào đối tượng cần kiểm tra

Hình 1.3: Nguyên lý của phương pháp chụp ảnh bức xạ

1.3.2 Nguyên lý của phương pháp chụp ảnh bức xạ (Radiography Testing – RT) [7]

Nguyên lý chung của phương pháp chụp ảnh phóng xạ là chiếu chùm tia X hoặc một

chùm tia gamma rộng và đều vào đối tượng cần kiểm tra

Tùy thuộc vào độ dày, mật độ, cấu trúc của đối tượng đó mà mức độ suy giảm của chùm tia phóng xạ sau khi truyền qua là khác nhau Nhờ sự khác nhau này mà tạo được

“ảnh hình chiếu” của các thành phần cấu trúc trong đối tượng

“Ảnh hình chiếu” được ghi nhận bằng một tấm thu nhận ảnh (detector hoặc phim) đặt ở phía sau sát đối tượng Sự phân bố cường độ của chùm tia sau khi truyền qua đối tượng bị thay đổi không đồng nhất tạo ra sự tương phản và tạo ra độ đen khác nhau giữa các vùng trên tấm thu nhận ảnh

Sau khi xử lý tấm thu nhận ảnh, ta thu được ảnh „‟hình chiếu‟‟ hay „‟bóng‟‟ của phần cấu trúc đối tượng được chiếu xạ

1.3.2.1 ản chất của ức ạ tia và tia amma

ức ạ tia X và bức ạ tia gamma là dạng bức ạ điện từ giống như ánh sáng nhưng chúng có bước sóng ngắn hơn vài ngàn lần so với ánh sáng bình thường và có khả năng uyên sâu rất mạnh

Bức xạ tia gamma có phổ gián đoạn, được phát ra từ bên trong hạt nhân của nguyên

tử, khác với bức xạ tia X có phổ liên tục, được phát ra ở bên ngoài hạt nhân Khả năng xuyên sâu của bức xạ tia gamma cũng cao hơn bức xạ tia X

Trong kiểm tra vật liệu bằng chụp ảnh bức ạ thường sử dụng bức ạ tia X có bước sóng nằm trong khoản 10-4A0 đến 10A0 (1A0=10-10m)

1.3.2.2 Tính chất của bức xạ tia X và tia Gamma

ức ạ tia X và bức ạ tia gamma có cùng một bản chất đó là bức ạ sóng điện từ, những tính chất giống nhau của bức ạ tia X và tia gamma được trình bày tóm tắt dưới

đây:

- Không thể nhìn thấy

- Không thể cảm nhận được chúng bằng các giác quan của con người

- Làm phát quang các chất huỳnh quang

- Trong không khí, truyền đi với một vận tốc bằng với vận tốc ánh sáng

- Gây nguy hại cho tế bào sống

- Gây ra sự ion hóa, chúng có thể tách các electron ra khỏi các nguyên tử khí để tạo ra các ion dương và ion âm

- Truyền theo một đường th ng, là dạng bức ạ sóng điện từ nên cũng có thể bị phản ạ, khúc ạ và nhiễu ạ

- Trong không khí, cường độ tuân theo định luật tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách

- Có tính đâm uyên cao Độ uyên sâu phụ thuộc vào năng lượng của bức ạ, mật độ, bề dày của vật liệu Một chùm bức ạ tia X hoặc tia gamma đơn năng tuân theo định luật hấp thụ

- Tác động lên lớp nhũ tương phim ảnh và làm đen phim ảnh

- Trong khi truyền qua vật liệu có thể bị hấp thụ hoặc bị tán ạ

1.3.2.3 Định luật tỷ lệ nghịch với ình phương khoảng cách

Cường độ bức ạ đi đến một điểm nào đó phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn phóng ạ đến điểm đó Cường độ bức ạ biến thiên theo tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách này (hình 1.4)

Hình 1.4: Định lu t tỉ l nghịch với bình phương kh ảng cách

Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách có thể biểu diễn bằng công thức toán học như sau:

=

Trong đó : r1 và r2 tương ứng với khoảng cách từ nguồn đến C1 và C2

Vì I1 1/E1 và I2 1/E2 nên:

Trong đó : E1 là liều chiếu tại C1

E2 là liều chiếu tại C2

ằng cách áp dụng định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách có thể điều chỉnh liều chiếu cho phù hợp hoặc có thể đảm bảo an toàn (đứng càng a nguồn phát bức ạ thì nhận được liều chiếu càng ít)

1.3.2.4 Sự suy giảm cường độ ức ạ trong vật chất

Một chùm bức xạ tia gamma khi đi qua vật chất thì cường độ của chúng bị suy giảm dưới ba dạng chủ yếu là: (i) Hiệu ứng quang điện, (ii) Tán xạ compton và (iii) Hiệu ứng tạo cặp Lượng bức xạ bị suy giảm phụ thuộc vào chất lượng của chùm bức xạ, vật liệu, mật độ của mẫu vật và bề dày của mẫu vật mà chùm tia bức xạ đi qua Nếu có một

khuyết tật nằm bên trong cấu trúc của một mẫu vật nghĩa là có sự thay đổi về bề dày (ch ng hạn như lỗ rỗng) hoặc sự thay đổi theo mật độ (ch ng hạn như các tạp chất của các vật liệu khác ở bên ngoài) Sự hiện diện của những khuyết tật này sẽ tạo ra những thay đổi tương ứng với cường độ của chùm bức xạ truyền qua và được ghi nhận trên phim tạo ra được một ảnh chụp bức xạ trên phim Nếu gọi cường độ của chùm bức ạ tới là I0 và cường độ của chùm bức ạ truyền qua là I thì ta có: I = I0  e-  X

Trong đó  được gọi là hệ số hấp thụ tuyến tính, hệ số này phụ thuộc vào năng lượng của chùm bức ạ tới và vật liệu hay mật độ của mẫu vật Hệ số hấp thụ tuyến tính là phần cường độ bức ạ bị suy giảm trên một đơn vị bề dày của vật hấp thụ, có đơn vị là (cm-1) Khoảng cách 1/ được gọi là quảng đường tự do trung bình của bức

ạ, đặt = 1/ ; x = 1 được gọi là một chiều dài hồi phục Đôi khi, ta có thể dùng:

để thay thế cho  trong đó  là mật độ của vật liệu hấp thụ (che chắn), m được gọi là

hệ số hấp thụ khối và có đơn vị là cm2/g Khi chiếu chùm tia qua vật liệu có bề dày lớn, hiện tượng tán xạ nhiều lần xảy ra và cường độ bức xạ đo được sẽ cao hơn so với tính toán gọi là hiện tượng tích luỹ bức xạ và phương trình hấp thụ sẽ là:

I = I0.B.e-.x với là hệ số tích luỹ (1.5) Khi đưa hệ số tích luỹ vào trong phương trình hấp thụ thì ta sẽ nhận thấy rằng liều chiếu thực tế lớn hơn đáng kể so với liều chiếu được tính toán khi sử dụng định luật hàm số mũ đơn giản Điều này có một tầm quan trọng đáng kể trong việc tính toán độ nhạy cho việc chụp ảnh bức ạ ức ạ tán ạ là thành phần bức ạ đi đến một điểm trên phim theo mọi hướng khác với hướng truyền chùm tia bức ạ trực tiếp (hướng truyền chùm tia bức ạ theo đường th ng từ nguồn đến phim) Do đó, bức ạ tán ạ không thể tạo ra một hình ảnh của một khuyết tật ở một vị trí chính ác trên phim và khi bức ạ tán ạ đi đến bất kỳ điểm nào trên phim được tập trung bao phủ trên một

góc rộng nên sự tác động của bức ạ tán ạ sẽ làm cho toàn bộ hình ảnh ghi nhận được trên phim bị mờ Như vậy tỷ lệ bức ạ (không tạo ảnh/tạo ảnh) đi đến phim sẽ là một đại lượng hữu dụng có thể điều chỉnh được vì nếu giảm được cường độ bức ạ phát ra

sẽ cho độ nhạy bề dày tốt hơn

1.3.2.5 ề dày làm yếu một nửa

Chất lượng bức ạ có thể được đặc trưng bởi bề dày một nửa hay còn gọi là bề dày làm yếu một nửa (HVL) ề dày làm yếu một nửa được định nghĩa là bề dày của một vật liệu cho trước mà sẽ làm cho cường độ của chùm bức ạ phát ra khi đi qua nó giảm uống còn một nửa (năng lượng bức ạ được biết trước) Thay I = I0/2 vào phương trình hấp thụ ta được HVL=0.693/

Trên thực tế, giá trị bề dày làm giảm một nửa hoặc 10 lần (TVL) cho trong ảng 2

có thể được sử dụng để tính toán sự suy giảm cường độ bức ạ trong các phép kiểm tra bằng phương pháp chụp ảnh

TVL

12,5 41,2

6,35 21,3

4,8 16,25

TVL

21,1 70,0

17,0 57,0

15,5 51,0

1,8 6,1

Bảng 1.1: HVL và TVL của sắt và chì (chi u dày mm)

1.3.3 Thiết bị chụp ảnh

Trong chụp ảnh bức xạ công nghiệp, thiết bị phát bức xạ gồm 2 loại là máy phát tia

X và nguồn phát tia gamma

a Nguồn phát tia Gamma

Các đồng vị phóng xạ sử dụng trong chụp ảnh bức xạ là những đồng vị phóng xạ được tạo ra bằng phương pháp nhân tạo Hầu hết các nguồn phóng xạ gamma được tạo

ra theo phản ứng (n,ɣ) (chủ yếu là phản ứng neutron nhiệt)

Các nguồn phóng xạ thường dùng là: Ir–192, Co–60, Cs–137, Th–170, Yb–169

Nguồn phóng xạ dùng trong chụp ảnh phóng xạ thường rất nhỏ, có dạng hình trụ vuông với đường kính và chiều cao gần bằng nhau cho phép bất cứ bề mặt nào của nó cũng có thể làm tiêu điểm phát bức xạ (phát theo một góc 360 độ)

Nguồn được chứa trong một vỏ bọc kim loại kín và đặt trong một container đặc biệt gọi là các đầu chiếu Các container thường chế tạo từ các kim loại có khả năng hấp thụ bức xạ tốt như chì, tungsten hoặc uranium nghèo để giảm cường độ bức xạ phát ra xuống đến mức cho phép khi không sử dụng Các đầu chiếu bức xạ gamma trên thị trường thiết kế theo một vài dạng thích hợp với nhiều ứng dụng khác nhau Dưới đây là

thiết kế phổ dụng trong công nghiệp

Hình 1.5: Cấu tạo mộ đầu phá ga a đ c ưng

Là điện cực âm (-) một tổ hợp bao gồm nguồn phát electron và cốc hội tụ

Nguồn phát electron là một sợi đốt thường làm từ vonfram (W), được bổ sung một lượng nhỏ thori (Th) để tăng độ bền và hiệu suất phát electron Sợi đốt có dạng ngắn mảnh và xoắn để có số lượng electron phát xạ đủ lớn mà không làm tăng kích thước vết tiêu, đảm bảo độ phân giải của ảnh chụp (Vết tiêu ở đây là thuật ngữ chỉ phần bề mặt bia trên anode hứng chùm electron tới Kích thước vết tiêu càng nhỏ thì độ phân giải ảnh càng tốt)

Khi có dòng điện chạy qua, sợi đốt sẽ được nung nóng và phát xạ electron nhiệt từ

bề mặt Số electron nhiệt phát xạ tỉ lệ với cường độ dòng chạy qua Để đảm bảo tập trung lớn nhất lượng electron phát ra đi về hướng anode người ta đặt sợi đốt ở trong rãnh hẹp ở đáy của cốc hội tụ

và năng lượng của tia X đặc trưng càng cao Thực tế người ta thường chọn bia được làm bằng W hoặc hợp kim 10%75Re + 90%74W để có thể chịu được nhiệt độ cao mà

không bị nứt vỡ bề mặt và có hiệu suất phát bức xạ hãm cao

Hình 1.7: Mối quan h giữa g c an de kích hước hi u dụng của vết tiêu và kích

hước ư ng chiếu

Khi thiết kế anode, người ta quan tâm đến góc nghiêng giữa mặt ph ng anode với tia trung tâm trong trường tia X gọi là góc anode hay góc bia Góc anode càng nhỏ thì vết tiêu hiệu dụng càng nhỏ nhưng đồng thời lại giảm kích thước trường chiếu

1–Lớp n n; 2–Lớp nhũ tương; 3–Lớp bảo v ; 4–Lớp kết dính (glatine)

Phim là một công cụ thường được dùng để thu và ghi nhận bức xạ tia X hoặc gamma khi chụp ảnh Ghi nhận bằng phim có kết quả cố định, kết quả lưu giữ được lâu dài Phim chụp ảnh bức xạ gồm có một lớp nền cellulose sạch hoặc các vật liệu tương tự Một hoặc cả hai mặt này được phủ lớp nhũ tương muối bạc halogen Lớp nhũ tương rất quan trọng đối với phim do nó nhạy với bức xạ, ánh sáng, nhiệt độ, áp suất Lớp này bao gồm một số lượng lớn các hạt bromua bạc nhỏ li ti khoảng 0.025mm, được phủ lên một môi trường nền là lớp glatine

Lớp phủ ngoài cùng là một lớp glatine mỏng được làm cứng để bảo vệ lớp nhũ tương bên trong khỏi bị ước trong quá trình cầm nắm thông thường

Lớp nằm dưới lớp nhũ tương là hỗn hợp chất glatine và chất kết dính Để đảm bảo lớp nhũ tương dính chặt vào lớp nền trong quá trình xử lý tráng rửa phim

Lớp nền có dạng trong suốt, dẻo, dễ uốn cong Nó được làm bằng chất cellulose triacetate hoặc poluester và được đặt vào giữa lớp nhũ tương do lớp nhũ tương rất mềm, dễ bị nhũn, không giữ được

b Nguyên lý ghi nhận bức xạ của phim chụp ảnh

Giống như ánh sáng nhìn thấy, các tia X và tia gamma gây nên những phản ứng quang hóa trong lớp nhũ tương của phim ảnh Đó chính là cơ sở của việc sử dụng phim chụp ảnh để ghi nhận các bức ạ

Halide bạc có trong lớp nhũ tương chứa hợp chất Ag r và AgI Hai hợp chất này rất nhạy với ánh sáng và bức ạ Khi phim bị chiếu bởi tia X, tia gamma hoặc ánh sáng thì các tinh thể halide bạc sẽ bị thay đổi cấu trúc vật lý Sự thay đổi mang tính bản chất và không được phát hiện bằng các phương pháp vật lý thông thường, được gọi là “hình ảnh tiềm tàng” Thực chất của cái gọi là “hình ảnh tiềm tàng” là các phân tử Ag r dưới tác dụng của các hạt photon của ánh sáng hay tia bức ạ bị kích hoạt và thực hiện phản ứng:

Br-  Br + e

Ag+ + e- Ag Ion bromite bị kích thích bởi năng lượng của bức ạ (h.) chuyển sang dạng phân tử brom và giải phóng một điện tử Điện tử tự do này kết hợp với ion bạc Ag+ và chuyển

nó sang dạng nguyên tử bạc Nguyên tử bạc này có thế năng hóa học cao và nó kích thích các phân tử halide bạc ở gần nó Kết quả là các phân tử halide bạc trong cùng một tinh thể đều bị kích hoạt Các phân tử bị kích hoạt tập trung ở trong các vị trí gọi là tâm phản ứng có kích cỡ của một tinh thể Chính các tâm này tạo ra các “hình ảnh tiềm tàng” trên phim

Khi phim được ử lý, lớp nhũ tương được tiếp úc với dung dịch hiện Dung dịch hiện chứa một chất có khả năng cho điện tử như hidroquinon Chất này phản ứng với các phân tử halide bạc đã bị kích hoạt theo phương trình sau:

2Ag+ + 2Br- + H2Q + Na2SO3 2Ag + HBr + HQSO3Na + NaBr Các nguyên tử bạc nguyên chất nhanh chóng bị o i hóa trở thành bạc o it màu đen bám vào phim

Ag + [O]  Ag2O (màu đen) Chỉ có những tinh thể halide bạc đã được kích hoạt (đóng vai trò là chất úc tác) mới phản ứng với dung dịch rửa phim Nếu một vùng trên phim bị chiếu bởi tia bức ạ càng nhiều thì sau khi rửa phim sẽ càng có độ đen lớn Lượng tinh thể halide bạc không bị kích hoạt sẽ không tham gia phản ứng trên và sẽ bị rửa đi cùng với các hóa chất sản phẩm Kết quả cuối cùng người ta thu được một phim chụp có độ đen khác nhau do mật độ o it bạc khác nhau, phản ánh đúng tình trạng trong vật liệu của mẫu

mà bức ạ đi qua

c Phân loại phim chụp ảnh bức xạ

Phim chụp ảnh phóng ạ được phân loại dựa vào 4 tính chất cơ bản là khổ phim, tốc

ĐỘ TƯƠNG PHẢN

I

Dùng cho phép kiểm tra đặc biệt, dùng điện áp

cao và chụp kim loại nhẹ và hợp kim của

chúng

Rất chậm

Cực

II

Dùng để chụp những kim loại nhẹ với số KV

thấp hơn và những phần kim loại nặng với 1-

2MV

III

Tốc độ cao nhất thích hợp khi những tia

gamma hoặc tia X năng lượng cao được sử

dụng trực tiếp hoặc có màn chì

Trung bình

Trung bình

Trung bình

IV

Tốc độ cao nhất và độ tương phản cao khi sử

dụng với màn tăng cường huỳnh quang Độ

tương phản thấp hơn khi sử dụng trực tiếp

hoặc với màn chì

Nhanh Trung

bình

Trung bình

Bảng 1.2: Phân ại chung các phi chụp ảnh ph ng ạ

1.3.5 Cassettes và màn tăng cường

a Cassettes

Cassettes là các bao đựng phim trong quá trình đưa phim đi chụp ảnh Kích thước của cassette phải tương ứng với kích thước của phim Yêu cầu đối với cassette là nó phải kín tránh ánh sáng lọt vào phim, không làm sước phim, đủ mềm dẻo để có thể uốn được khi quấn phim quanh một vòng trụ nếu cần Vì vậy cassette thường được làm bằng nhựa dẻo hoặc giả da có màu đen và có lắp đậy tại miệng đưa phim vào

Thao tác đưa phim chưa chụp vào cassette và thao tác lấy phim đã chiếu chụp ra khỏi cassette để rửa phải được thực hiện trong buồng tối Đó là khu vực không có bức

ạ, chỉ được rọi sáng bởi ánh sáng đỏ là loại ánh sáng có năng lượng thấp tác dụng rất

ít lên phim chụp

b Màn tăng cường

Mức độ của hiệu ứng chụp ảnh của tia X và tia gamma phụ thuộc vào lượng năng lượng được hấp thụ bởi lớp nhũ tương nhạy sáng của phim Nó bằng khoảng 1% năng lượng của bức ạ có năng lượng uyên thấu trung bình, 99% còn lại sẽ truyền qua phim mà không được sử dụng Để hạn chế việc đó, trong quá trình chụp ảnh thường sử dụng các màn tăng cường để tăng hiệu ứng tác động của bức ạ lên lớp nhũ tương Việc tiếp úc giữa phim và các màn tăng cường phải thật khít Các loại màn tăng cường bao gồm: màn lá chì, màn muối phát quang và màn phát quang

1.3.6 Chỉ thị chất lượng ảnh IQI

Công cụ này được đặt lên đối tương kiểm tra trong suốt thời gian chiếu chụp Hình ảnh các chi tiết của nó trên ảnh chụp được dùng để đánh giá độ nhạy và chính ác hơn, một kỹ thuật chụp có phù hợp hay không Mục đích sử dụng IQI là có được khái niệm

về khả năng phát hiện khuyết tật và khả năng này được thể hiện dưới dạng độ nhạy

IQI

a Các đặc trưng của vật chỉ thị chất lượng ảnh IQI

Các đ c ính cơ bản êu cầu đối ới ộ chỉ hị chấ ượng ảnh :

- Nhạy trong việc đọc nó để thay đổi trong các kỹ thuật chụp ảnh phóng ạ

- Phương pháp đọc ảnh của IQI phải đơn giản và rõ ràng, những người kiểm tra khác nhau cũng sẽ thu được cùng một giá trị từ một phim chụp ảnh

- Linh hoạt, tức là có thể sử dụng với một dải các bề dày mẫu

- Nhỏ, ảnh của IQI phải uất hiện trên ảnh chụp phóng ạ và vì thế phải không che lấp hoặc làm sai các khuyết tật trong mẫu

- Dễ sử dụng

- Hợp nhất một vài giá trị của việc đồng nhất kích thước của nó

Bảng 1.3: Số thứ tự đư ng kính của các dây IQI tiêu chuẩn quốc tế

 IQI dạng bậc và lỗ

Loại IQI bậc và lỗ bao gồm một phần hoặc tổ hợp của một loạt các bước của cùng vật liệu như mẫu Mỗi một bước có một hoặc nhiều lỗ khoan uyên th ng góc với bề mặt bước

Đường kính của lỗ bằng chiều dày của bước và được làm theo các giá trị được trình bày trong bảng dưới đây Các bước với bề dày lớn hơn hoặc bằng 0,8mm chỉ có một lỗ đơn Các bước với một bề dày nhỏ hơn 0,8mm có thể có hai hoặc nhiều lỗ được bố trí khác nhau theo từng bước Khoảng cách từ tâm của lỗ tới mép của bước, hoặc giữa các mép của các lỗ, phải không được nhỏ hơn đường kính lỗ 1mm Dung sai trong các kích thước này là 5

c Cách đặt IQI

Khi đặt IQI, các yêu cầu sau sẽ phải được tuân thủ:

- IQI phải được đặt trên vật kiểm ở phía nguồn Nếu vì lý do thiết kế, không thể đặt IQI phía bên nguồn của vật thì tốt nhất là không sử dụng IQI, nhưng nếu cần thiết

có thể tiến hành kiểm tra trên một mẫu giả có cùng bề dày và dạng hình học

- IQI phải được đặt hợp lý cạnh đường biên của vùng quan tâm, với bước mỏng hơn (IQI lỗ/ bước) hoặc dây nhỏ nhất (loại IQI dây) phải ở phía a nhất từ trục chùm tia

- Trong chụp ảnh mối hàn, loại IQI bước/ lỗ phải được đặt trên một miếng nêm và sau đó được đặt và song song với đường hàn, và loại dây phải được đặt sao cho các dây vắt ngang chiều dài đường hàn

- Trong trường hợp chụp các vật đúc có nhiều chiều dày, sẽ phải sử dụng nhiều IQI tương ứng với các bề dày khác nhau trong vật đúc

- Đối với các vật quá nhỏ không thể đặt IQI lên nó được, thì IQI phải được đặt lên một khối đồng dạng có cùng vật liệu như mẫu và được chụp dọc theo cùng với mẫu

- Một IQI sẽ đại diện cho một vùng của ảnh chụp trong vùng mà độ đen ảnh chụp không thay đổi nhiều hơn -15% đến +30% Hơn nữa, sẽ dùng hai IQI, một chỉ rõ mức

độ nhạy vùng này của ảnh và một chỉ mức độ nhạy của vùng kia của ảnh

Trong trường hợp chụp toàn cảnh (4) thì tối thiểu một IQI phải được dùng cho mỗi góc 1/4

ta có thể sử dụng các chỉ thị chất lượng ảnh IQI để gián tiếp chỉ khả năng phát hiện khuyết tật hoặc sự thay đổi bề dày trong mẫu vật kiểm tra

 Những phương pháp xác định liều chiếu:

+ So sánh với số liệu trước

+ Sử dụng đường cong đặc trưng của phim

+ Sử dụng biểu đồ liều chiếu

+ Sử dụng thước chụp

+ Sử dụng thước trượt

+ Sử dụng thiết bị tự động

 Tính toán thời gian chiếu chụp

Thời gian chiếu thường được dựng thành những biểu đồ chiếu thông qua số lần chiếu chụp thực nghiệm và thường được cung cấp trong bảng hướng dẫn sử dụng máy Bên cạnh đó, ta cũng có thể sử dụng công thức cho những lần chiếu chụp theo tiêu chuẩn ASME và sử dụng thước trượt

Ta có thể tính thời gian chiếu trước mỗi lần chụp bằng biểu đồ liều chiếu hoặc dùng công thức sau:

t(ph) = [FF × (SFD)2 × 2d/hvl × 60 × N]/SS × RHM × 1002 (1.8) Trong đó:

- FF (hệ số phim): Số Rontgen cần thiết để tạo ra một độ đen phim nhất định

- SFD: Khoảng cách từ nguồn tới phim (cm)

- d: Chiều dày thành ống (cm)

- HVL: Hệ số hấp thụ một nửa (cm)

- SS: Hoạt độ nguồn (Ci)

- RHM: Số Rontgen khi cách nguồn 1m trong 1 giờ

- N: Hệ số độ đen

1.3.8 Các tiêu chuẩn áp dụng cho chụp ảnh ức ạ [1]

- SH1.RFP_P4 OTR_Ch13 yêu cầu kỹ thuật chung _140530

- SH1-LI-P0001-GE-G01-PRO-0001

- ASME SEC I, V, VIII Div.1, IX 2013 Edition;

- ASME 31.1, 2012 Edition, Chương VI

- Đề xuất chương trình đào tạo và đánh giá nhân sự NDT : ASNT Recommended Practice No SNT-TC-1A, 2006 edition;

- Chương trình chứng nhận cán bộ EMETC: EMETC-TR-01

- Chương trình đào tạo của Công ty cổ phần lắp máy và thí nghiệm cơ điện (EMETC)

- Quy trình an toàn bức xạ của công ty EMETC dựa trên các bộ luật về an toàn bức xạ của địa phương và của quốc gia;

- EMETC Thủ tục an toàn bức ạ SH1-LLM-P0001-HS-G01-PRO-0010

 Yêu cầu về nhân sự:

- Cán bộ thực hiện kiểm tra chụp ảnh bức xạ phải đạt trình độ và chứng chỉ phù hợp với EMETC, Chương trình chứng nhận cán bộ, dựa trên các ASNT đề nghị thực hành số SNT-TC-1A, phiên bản 2006

- Chỉ có kĩ thuật viên đã được đánh giá và cấp chứng chỉ bậc II và III mới được giải đoán và đánh giá kết quả;

1.3.9 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp chụp ảnh bức xạ [7]

 Ưu điểm của phương pháp chụp ảnh bức xạ

- Có thể được dùng để kiểm tra những vật liệu có diện tích lớn chỉ trong một lần

- Hữu hiệu đối với tất cả các vật liệu

- Phương pháp này có thể được dùng để kiểm tra sự sai hỏng bên trong cấu trúc vật liệu, sự lắp ráp sai các chi tiết, sự lệch hàng

- Kết quả kiểm tra lưu trữ được lâu

- Có các thiết bị để kiểm tra chất lượng phim chụp bức xạ

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

 Nhược điểm của phương pháp chụp ảnh bức xạ

- Chùm bức xạ tia  gây nguy hiểm cho sức khỏe con người

- Phương pháp này không thể phát hiện được các khuyết tật dạng ph ng một cách

dễ dàng

- Cần phải tiếp úc được cả hai mặt của vật thể 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

- Phương pháp này không dễ tự động hóa

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

1.4 Quy phạm ASME cho việc đánh giá kiểm tra tại Nhà máy Nhiệt Điện Sông Hậu 1 [1]

1.4.1 Tổng quan về ASME

ASME (American Society of Mechanical Engineers): Hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ được thành lập năm 1880 với mục đích thảo luận về các vấn đề liên quan đến sự phát triển của nền công nghiệp và cơ khí chế tạo Hiệp hội thành thành với mục tiêu thảo

luận về các công cụ tiêu chuẩn cũng như thống nhất cách thức làm việc của toàn ngành Với sự cố nghiêm trọng về nồi hơi năm 1905, ASME thành lập một ủy ban vào năm

1911 để đưa ra những quy định chuẩn cho cấu trúc các nồi hơi và bình áp lực Ủy ban này hiện nay được gọi là Ủy ban Nồi hơi và ình áp lực

Chức năng của Ủy ban này là thiết lập những quy định an toàn liên quan đến việc thiết kế, chế tạo và kiểm tra trong quá trình chế tạo các nồi hơi và các bình áp lực không đốt nóng và để giải thích những quy định này khi nảy sinh những câu hỏi liên quan đến mục đích của chúng Ủy ban này đã uất bản một quy phạm về nồi hơi và bình áp lực ( P.V Code) được coi như là tiêu chuẩn quốc gia của Hoa Kỳ Lần uất bản đầu tiên là vào năm 1915 và từ đó chúng được tái bản, sửa lại và cập nhật những thông tin mới được phát hành thường uyên trong một khoảng thời gian nhất định Hiện nay, ngoài các tiêu chuẩn về xây dựng và vận hành nồi hơi và bình áp lực, Quy phạm ASME đã ây dựng nên các tiêu chuẩn cho nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác nhau: đường ống, thang máy và thang cuốn, xử lý vật liệu, tua bin khí, điện hạt nhân Với số lượng hơn 600 bộ mã và tiêu chuẩn có sẵn, ASME là một hệ thống tiêu chuẩn đồ sộ và đầy đủ nhất về tiêu chuẩn thiết kế và vận hành an toàn các thiết bị cơ khí Quy phạm ASME hiện nay đã được kiểm chứng và áp dụng tại trên 100 quốc gia trong đó có Việt Nam

1.4.2 Cấu trúc và một số đặc điểm của Quy phạm ASME

Chương 2: Những đặc

điểm kỹ thuật của vật liệu B31.2: Ống gas lỏng

ASME B16.5: Mặt bích

cho đường ống thép cácbon và phụ kiện mặt bích (<24")

Chương 4: Các nồi hơi

nhiệt

B31.4: Ống vận chuyển

hydrocarbon lỏng và chất lỏng khác

ASME B16.11: Socket

thép rèn liên kết hàn và phụ kiện liên kết ren

Chương 5: Kiểm tra không

quá trình hoạt động và bảo

dưỡng các nồi hơi nhiệt

B31.8: Ống truyền khí gas

và hệ thống đường ống phân phối

ASME B16.28: Cút ngắn hàn vát mép

Chương 11: Quy định về

kiểm tra trong khi vận hành

các cụm chi tiết trong nhà

máy điện hạt nhân

Bảng 1.4: Sơ đồ cấu trúc Quy phạm ASME

Quy phạm ASME về nồi hơi và bình áp lực (ASME B.P.V Code) là công trình khoa học đồ sộ, được sửa đổi và bổ sung để được hoàn thiện với 12 chương như hiện nay Trừ chương II, IX và X, các chương khác đều tham chiếu lẫn nhau hoặc sang các Qui phạm và tiêu chuẩn ASME khác

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là kiểm tra không phá hủy cho ống gom hơi, Nên trọng tâm là chương 5, chương 9 và một số phụ lục liên quan Các nội dung khác có thể tham khảo thêm tài liệu tiêu chuẩn ASME cho Nồi hơi và Bình áp lực - được tái bản và

bổ sung liên tục qua các năm

Nội dung chương 5: Kiểm tra không phá hủy (NDT) Chương này trình bày

những yêu cầu và các phương pháp kiểm tra không phá hủy mà được tham chiếu và yêu cầu bởi các chương của quy phạm khác Trách nhiệm kiểm tra của nhà sản xuất, nhiệm vụ của những nhân viên kiểm tra được ủy quyền và những yêu cầu về sát hạch nhân viên kiểm tra, thanh tra và kiểm tra Những phương pháp kiểm tra được trình bày trong chương này nhằm để phát hiện các bất liên tục bề mặt và các bất liên tục nằm bên trong vật liệu, mối hàn, các chi tiết và các bộ phận đã chế tạo Hiện tại, dự án Nhiệt điện Sông Hậu I đang ây dựng các quy trình kiểm tra không phá huỷ dựa trên nội dung của chương này, trong đó có quy trình chụp ảnh bức xạ (trang 7 – chương 5 ASME B.P.V Code) mà tôi đang làm tốt nghiệp về vấn đề này Chương này có đầy đủ tất cả các bước để thực hiện quy trình chụp ảnh bức xạ cùng với các bảng biểu dùng để tham chiếu và đối chứng để áp dụng cho từng loại kỹ thuật NDT

Nội dung chương 9: Thẩm định các mối hàn và các mối hàn thau Chương này

trình bày một số quy định liên quan đến sát hạch thợ hàn, thợ hàn thau và các nhân viên vận hành, để họ có thể thực hiện việc hàn và hàn thau theo như yêu cầu của các phần quy phạm khác trong các nhà máy chế tạo các cụm chi tiết Chương này dùng để đánh giá trình độ thợ hàn cũng như đề xuất một vài tiêu chuẩn đánh giá mối hàn trên các đường ống dẫn nhiệt Tại Nhà máy Nhiệt điện Sông Hậu 1, chất lượng tay nghề thợ hàn là một yếu tố được đánh giá và kiểm tra vô cũng kĩ càng Hàng quý luôn có đợt sát hạch và tuyển chọn thợ hàn, nâng cao chuyên môn

1.5 Các kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ [1]

Dưới đây là một số đề xuất về cách bố trí trong kiểm tra Chùm bức xạ phải được định hướng chiếu ngay giữa vùng kiểm tra và vuông góc với bề mặt, trừ khi biết chắc chắn các khuyết tật có thể phát hiện được tốt hơn bằng các hướng chiếu khác

Các ảnh chụp bức xạ được thực hiện theo một hướng không vuông góc với bề mặt thì phải ghi chú trong bản báo cáo kết quả

Chỉ sử dụng các kỹ thuật chụp ảnh bức xạ qua hai thành khi các kỹ thuật chụp ảnh bức xạ qua một thành không sử dụng đƣợc