Giới thiệu chung về kiểm tra không phá huỷ (NDT)

Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5 Đánh giá suất liều môi trường của một số đồng vị phóng xạ trong đất bằng MCNP5

kiÓm tra kh«ng ph¸ huû

ndt

(Inspection, Examination NDI, NDE)

Kiểm tra không phá hủy

Nguyên lý chung

• Truyền năng l ợng vào đối t ợng kiểm tra

• T ơng tác của năng l ợng với đối t ợng

• Ghi nhận và giải đoán chỉ thị, tín hiệu

í nghĩa

• Có vai trò quan trọng trong bất kỳ ch

ơng trình đảm bảo/kiểm soát chất l ợng

- Chất l ợng sản phẩm phụ thuộc vào sự

tồn tại của các bất liên tục ở trong nó

- NDT cung cấp một công cụ quí giá

nhiều khi không thể thay thế đ ợc

thực hiện chức năng nhiệm vụ QA/QC.

Nhiệm vụ

• Phát hiện bất liên tục

• Định vị, đo đạc kích th ớc

• Đánh giá mức độ nghiêm trọng

Khi nào NDT đ ợc sử dụng?

NDT đ ợc ứng dụng cho mọi giai đoạn

chế tạo và tuổi đời của sản phẩm:

+ vật liệu thô

+ chế tạo

+ sử dụng

NDT đ ợc ứng dụng cho mọi giai đoạn

chế tạo và tuổi đời của sản phẩm:

+ vật liệu thô

+ chế tạo

+ sử dụng

đặc điểm ndt so với dt

• Bản chất gián tiếp, cần đối chứng

• Kết quả định tính, ít định l ợng

• Môi tr ờng làm việc không thuận lợi

• Đòi hỏi kỹ năng và kinh nghiệm

Flux Leak age

Acoustic Micros copy

Mag neti

c M eas

urem ents Tap T esting

S¸u ph ¬ng ph¸p NDT phæ biÕn

nhÊt

• Visual (VT) Kiểm tra trực quan

• Liquid Penetrant (PT) Kiểm tra thấm lỏng

• Magnetic (MT) Kiểm tra từ tính

• Ultrasonic (UT) Kiểm tra siêu âm

• Eddy Current (ET) Ki m tra dòng đi n xoáy ể ệ

• X-ray (RT) Kiểm tra chụp phim

PHƯƠNG PHÁP VT Kiểm tra trực quan

• Lâu đời, phổ biến, hiệu quả nhất

• Kiểm tra điều kiện bề mặt, hình

dạng, trùng khít, rò rỉ, bất liên tục bề mặt

• Cần điều kiện chiếu sáng tốt bề mặt

• Yêu cầu thị lực, kỹ năng và kinh

nghiệm

• Phân loại kỹ thuật: trực tiếp, từ xa,

mờ (translucent)

Công cụ gồm:ống soi,ống nội soi, kính phóng đại và g ơng.

Ng ời máy tự hành cho

xe bồn, các chi tiết máy móc động cơ khó tiếp cận bên

trong

Visual Inspection

• Áp dụng cho thép, đồng, nhôm, inox,

• Ph¸t hiÖn c¸c bÊt liªn tôc më ra bÒ mÆt

Quy tr×nh pt

• Lµm s¹ch, kh« bÒ mÆt kiÓm tra

Quy tr×nh pt

• ¸p dông, l u chÊt thÊm trªn bÒ mÆt:

thêi gian thÊm - dwell /penetration time

Quy tr×nh pt

• Lo¹i bá chÊt thÊm d

Quy tr×nh pt

• ¸p dông chÊt hiÖn

Quy tr×nh pt

• KiÓm tra-quan s¸t c¸c chØ thÞ t¹o ra

Quy tr×nh pt

• Lµm s¹ch sau khi kiÓm tra-post

cleaning

Liquid Penetrant Inspection

đặc điểm pt

• Độ nhạy cao, tính cơ động lớn

• T ơng đối đơn giản, giá thành thấp

• áp dụng cho nhiều loại vật liệu: sắt,

• Khã ¸p dông cho bÒ mÆt rÊt xï x×

• Th êng cÇn lµm s¹ch sau kiÓm tra

PHƯƠNG TiỆN KiỂM TRA pt

1 Chất làm sạch: Cleaner, Remover

2 Chất thấm: Penetrant (Thuốc thấm)

3 Chất hiện: Developer (Thuốc hiện)

4 Các vật liệu phụ: giẻ lau, đèn pin, bàn chải

sắt

ChØ thÞ pt

Ph ¬ng ph¸p mt

• ¸p dông cho vËt liÖu s¾t tõ: Fe, Co, Ni

• Không áp dụng được cho đồng, nhôm, inox

• Ph¸t hiÖn khuyÕt tËt bÒ mÆt hoÆc

Nguyªn lý Mt

• Tõ ho¸ vËt liÖu kiÓm tra

• KhuyÕt tËt lµm rèi lo¹n dßng ® êng lùc

• H¹t s¾t tõ bÞ hót vµo tr êng rß rØ

• ChØ thÞ sù tån t¹i vµ vÞ trÝ khuyÕt tËt

Sự định h ớng khuyết tật

• Lý t ởng, khuyết tật phải vuông góc với

đ ờng sức từ để tạo ra tr ờng rò rỉ đủ lớn

Sự định h ớng khuyết tật

• Có hai dạng từ tr ờng có thể thiết lập

trong vật liệu kiểm tra:

- Từ tr ờng dọc / thẳng

- từ tr ờng vòng / tròn

Dòng điện từ hóa

• Dßng ®iÖn:

– Xoay chiều AC = Alternative Current: một pha 220V, ba

pha 380V

– Một chiều DC = Direct Curent: Pin, acquy

– Xoay chiều – Chỉnh lưu, nắn dòng => Một chiều nửa pha

DCHW

– Xoay chiều – Chỉnh lưu, nắn dòng => Một chiều cả pha

DCFW

ThiÕt bÞ & Ph ¬ng tiÖn

kiÓm tra

Que châm

Cuộn dây

Gông từ

ThiÕt bÞ & Ph ¬ng tiÖn

ThiÕt bÞ & Ph ¬ng tiÖn

Yêu cầu về ánh sáng

• ¸nh s¸ng th êng : 1000 lux

• ¸nh s¸ng ®en UV : 1000 microwatt/cm2

(đèn cực tím, đèn tử ngoại)

ChØ thÞ khuyÕt tËt

• Chỉ thị màu thường (bột từ khô)

ChØ thÞ khuyÕt tËt

• Chỉ thị màu thường – bột từ khô

ChØ thÞ khuyÕt tËt

• Chỉ thị huỳnh quang (làm trong phòng tối và

phải sử dụng đèn cực tím) = Rất nhạy với các chỉ thị nhỏ

ChØ thÞ khuyÕt tËt

• Chỉ thị huỳnh quang (làm trong phòng tối và

phải sử dụng đèn cực tím) = Rất nhạy với các chỉ thị nhỏ

ChØ thÞ khuyÕt tËt

• Chỉ thị huỳnh quang (làm trong phòng tối và

phải sử dụng đèn cực tím) = Rất nhạy với các chỉ thị nhỏ

ChØ thÞ khuyÕt tËt

• Chỉ thị huỳnh quang (làm trong phòng tối và

phải sử dụng đèn cực tím) = Rất nhạy với các chỉ thị nhỏ

Dòng điện xoáy

Eddy Current Testing

Từ trường

do dòng điện xoáy gây ra

Sắt, đồng, nhôm, inox

Dòng điện xoáy

Eddy Current Testing

Từ trường

do dòng điện xoáy gây ra

Sắt, đồng, nhôm, inox

Eddy Current Testing

Ph ơng pháp này đặc biệt phù hợp để phát hiện các vết nứt bề mặt, nh ng cũng có thể đ ợc sử dụng để đo độ dẫn điện và chiều dày lớp sơn phủ

D ới đây đang sử dụng một đầu dò nhỏ để phát hiện vết nứt trên bề mặt vật kiểm tra

Ph ơng pháp này đặc biệt phù hợp để phát hiện các vết nứt bề mặt, nh ng cũng có thể đ ợc sử dụng để đo độ dẫn điện và chiều dày lớp sơn phủ

D ới đây đang sử dụng một đầu dò nhỏ để phát hiện vết nứt trên bề mặt vật kiểm tra

Sãng ©m tÇn sè cao ® îc ® a vµo vËt liÖu vµ sÏ ph¶n x¹ trë l¹i tõ bÒ mÆt hoÆc tõ c¸c khuyÕt tËt.

N¨ng l îng ©m ph¶n x¹ sÏ ® îc hiÓn thÞ t ¬ng øng víi thêi gian, vµ nh©n viªn kiÓm tra cã thÓ

nhËn biÕt ® îc sù tån t¹i vµ chiÒu s©u cña bÒ mÆt ph¶n x¹

back surface echo

Oscilloscope, or flaw

detector screen

Ultrasonic Inspection (Pulse-Echo)

Hình ảnh siêu âm

Gray scale image produced using

the sound reflected from the front

surface of the coin

Gray scale image produced using the sound reflected from the back surface

of the coin (inspected from “heads” side)

Hình ảnh phân giải cao có thể đ ợc tạo ra

bằng cách thiết lập độ lớn tín hiệu hoặc thời gian truyền với các quan hệ cấu hình của đối

t ợng kiểm tra bằng hệ thống dò quét đ ợc

điều khiển và xử lý với các thuật toán mô

phỏng bằng máy tính.

-M¸y tia X t¹o

nÆng h¬n sÏ hÊp thô nhiÒu bøc x¹ h¬n

Radiographic Images

Mét sè ¶nh chôp mèi hµn

Mét sè ¶nh chôp mèi hµn

Kiểm tra chụp ảnh phóng

xạ

• Là một ph ơng pháp chủ yếu nhất của

NDT

• áp dụng cho nhiều loại vật liệu

• Cung cấp hồ sơ bằng chứng lâu dài

• Thiết bị đánh giá chất l ợng ảnh chụp

sẵn có

• Giải đoán ảnh chụp có thể thực hiện

trong điều kiện thuận tiện

Kiểm tra chụp ảnh phóng

xạ

• Tia x và gamma nguy hại đến sức khoẻ

con ng ời

• Đòi hỏi phải tiếp cận từ hai phía

• Phạm vi chiều dày kiểm tra bị hạn

chế

• ảnh h ởng bởi điều kiện hình học

• Đòi hỏi kỹ năng giải đoán ảnh tốt

• Đắt tiền

Kỹ năng và kinh nghiệm, khuyết tật bên ngoài

PT Mao dẫn thấm hút vào khuyết Chất lỏng mao dẫn/

Ghi nhận các vị trí có dòng điện xoáy bị

mất hoặc suy yếu

UT Sóng siêu âm Phản xạ, khúc xạ, truyền

qua

Xác định được vị trí, độ lớn của xung phản hồi lại từ bất liện tục (K tật dạng

bề mặt bên trong)

RT Bức xạ năng lượng cao xuyên qua vật kiểm Bức xạ suy yếu khi

Ghi nhận các bức xạ xuyên qua vật trên phim => Giải đoán phim (K tật khối bên

trong)

So sánh khả năng của các phương pháp

An toàn bức xạ

Ph ơng pháp đảm bảo an toàn:

- Thời gian

- Khoảng cách

- Che chắn

Một vài số liệu mức độ rủi

- Uống r ợu-bia (J W.): 130 ngày

- Các nghề nghiệp an toàn nhất (dạy học): 30

ngày

- Nhân viên RT không v ợt giới hạn trong 30

năm: 30 ngày

Inspection of Raw Products

• Forgings,

• Castings,

• Extrusions,

• etc.

Power Plant Inspection

Probe

Signals produced by various amounts

of corrosion thinning.

Periodically, power plants are shutdown for inspection

Inspectors feed eddy current probes into heat exchanger tubes to check for corrosion damage.

Pipe with damage

Wire Rope Inspection

Electromagnetic devices

and visual inspections are

used to find broken wires

and other damage to the

wire rope that is used in

chairlifts, cranes and other

lifting devices

Storage Tank Inspection

Robotic crawlers

use ultrasound to

inspect the walls of

large above ground

tanks for signs of

Aircraft Inspection

• Nondestructive testing is used

extensively during the

manufacturing of aircraft

• NDT is also used to find cracks

and corrosion damage during

operation of the aircraft.

• A fatigue crack that started at

the site of a lightning strike is

shown below

Jet Engine Inspection

• Aircraft engines are overhauled

after being in service for a period

of time

• They are completely disassembled,

cleaned, inspected and then

reassembled

• Fluorescent penetrant inspection

is used to check many of the parts

for cracking

Sioux City, Iowa , July 19, 1989

A defect that went

Pressure Vessel Inspection

The failure of a pressure vessel

can result in the rapid release of

a large amount of energy To

protect against this dangerous

event, the tanks are inspected

using radiography and

ultrasonic testing.

Rail Inspection

Special cars are used to

inspect thousands of miles

of rail to find cracks that

could lead to a derailment

Bridge Inspection

• The US has 578,000

highway bridges.

• Corrosion, cracking and

other damage can all

• Bridges get a visual

inspection about every 2

years.

• Some bridges are fitted

with acoustic emission

sensors that “listen” for

sounds of cracks

growing

NDT is used to inspect pipelines

to prevent leaks that could

damage the environment Visual

inspection, radiography and

electromagnetic testing are some

of the NDT methods used

Remote visual inspection using

a robotic crawler.

Radiography of weld joints.

Magnetic flux leakage inspection

This device, known as a pig, is

placed in the pipeline and collects

data on the condition of the pipe as it

is pushed along by whatever is being

transported

Pipeline Inspection

Special Measurements

Boeing employees in Philadelphia were given the privilege of evaluating the Liberty Bell for damage using NDT techniques Eddy current methods were used to measure the electrical conductivity of the Bell's bronze casing at a various points to evaluate its uniformity

Kiểm soát chất l ợng NDT

• Cũng nh mọi quá trính công nghiệp

khác,NDT cũng cần phải đ ợc kiểm soát

về chất l ợng nhằm đảm bảo thông tin

do chúng cung cấp là:

- chính xác

- đúng lúc

- liên quan

Kiểm soát chất l ợng NDT

• Việc áp dụng thành công NDT đòi hỏi :

- Quy trình và hệ thống kiểm tra phù

hợp sản phẩm và bất liên tục cần phát hiện

- Nhân viên NDT có năng lực phù hợp

- Tiêu chuẩn áp dụng phù hợp

KiÓm so¸t chÊt l îng NDT

• C¸c yÕu tè con ng êi cã vai trß quyÕt

Kiểm soát chất l ợng NDT

Tiêu chuẩn áp dụng:

- quá thấp: không tin cậy, mất an toàn

- quá cao: không kinh tế…

Tiêu chuẩn đối chứng: phần lớn các ph

ơng pháp NDT đều sử dụng các tiêu chuẩn đối chứng để xác định các giới hạn chấp nhận hoặc đánh giá kích th

ớc khuyết tật Điều này là do bản chất

“gián tiếp” của NDT

Kiểm soát chất l ợng NDT

• ảnh h ởng của các hoạt động chế tạo:

Việc tiến hành NDT vào thời điểm nào

của quá trình d ới đây sẽ có tác động lớn

đến chất l ợng và tính kinh tế của quá trình kiểm tra:

- kiểm tra nguyên liệu ban đầu

- Kiểm tra mỗi quá trình chế tạo

- Kiểm tra ở dạng sản phẩm dễ tiếp cận nhất

- Sử dụng các ph ơng pháp bổ xung-hỗ trợ

- Kiểm tra cuối cùng

NDT Method Summary

No single NDT method will work for all flaw detection or measurement applications Each of the methods has advantages and disadvantages when compared to other methods The table below summarizes the scientific principles, common uses and the advantages and disadvantages for some of the most often used NDT methods.

Penetrant

Scientific Principles

Penetrant solution is applied to the surface of a

precleaned component The liquid is pulled into

surface-breaking defects by capillary action Excess

penetrant material is carefully cleaned from the

surface A developer is applied to pull the trapped

penetrant back to the surface where it is spread out

and forms an indication The indication is much

easier to see than the actual defect

A magnetic field is established in a component made from ferromagnetic material The magnetic lines of force travel through the material, and exit and reenter the material at the poles Defects such as crack or voids cannot support as much flux, and force some of the flux outside of the part Magnetic particles distributed over the component will be attracted to areas of flux leakage and produce a visible indication

High frequency sound waves are sent into a material

by use of a transducer The sound waves travel through the material and are received by the same transducer or a second transducer The amount of energy transmitted or received and the time the energy is received are analyzed to determine the presence of flaws Changes in material thickness, and changes in material properties can also be measured

Alternating electrical current is passed through a coil producing a magnetic field When the coil is placed near a conductive material, the changing magnetic field induces current flow in the material These currents travel in closed loops and are called eddy currents Eddy currents produce their own magnetic field that can be measured and used to find flaws and characterize conductivity, permeability, and dimensional features

X-rays are used to produce images of objects using film or other detector that is sensitive to radiation The test object is placed between the radiation source and detector The thickness and the density of the material that X-rays must penetrate affects the amount of radiation reaching the detector This variation in radiation produces an image on the detector that often shows internal features of the test object

Main Uses

Used to locate cracks, porosity, and other defects

that break the surface of a material and have enough

volume to trap and hold the penetrant material

Liquid penetrant testing is used to inspect large areas

very efficiently and will work on most nonporous

materials

Used to inspect ferromagnetic materials (those that can be magnetized) for defects that result in a transition in the magnetic permeability of a material

Magnetic particle inspection can detect surface and near surface defects

Used to locate surface and subsurface defects in many materials including metals, plastics, and wood

Ultrasonic inspection is also used to measure the thickness of materials and otherwise characterize properties of material based on sound velocity and attenuation measurements

Used to detect surface and near-surface flaws in conductive materials, such as the metals Eddy current inspection is also used to sort materials based on electrical conductivity and magnetic permeability, and measures the thickness of thin sheets of metal and nonconductive coatings such as paint

Used to inspect almost any material for surface and subsurface defects X-rays can also be used to locates and measures internal features, confirm the location of hidden parts in an assembly, and to measure thickness of materials

Main Advantages

Large surface areas or large volumes of

parts/materials can be inspected rapidly and at low

cost

Parts with complex geometry are routinely

inspected

Indications are produced directly on surface of the

part providing a visual image of the discontinuity

Equipment investment is minimal. 

Large surface areas of complex parts can be inspected rapidly

Can detect surface and subsurface flaws

Surface preparation is less critical than it is in penetrant inspection

Magnetic particle indications are produced directly

on the surface of the part and form an image of the discontinuity

Equipment costs are relatively low

Depth of penetration for flaw detection or measurement is superior to other methods

Only single sided access is required

Provides distance information

Minimum part preparation is required

Method can be used for much more than just flaw detection

Detects surface and near surface defects

Test probe does not need to contact the part

Method can be used for more than flaw detection

Minimum part preparation is required

Can be used to inspect virtually all materials.Detects surface and subsurface defects

Ability to inspect complex shapes and multi-layered structures without disassembly

Minimum part preparation is required

Disadvantages

Detects only surface breaking defects

Surface preparation is critical as contaminants can

mask defects

Requires a relatively smooth and nonporous surface

Post cleaning is necessary to remove chemicals

Requires multiple operations under controlled

conditions

Chemical handling precautions are necessary

(toxicity, fire, waste).

Only ferromagnetic materials can be inspected

Proper alignment of magnetic field and defect is critical

Large currents are needed for very large parts

Requires relatively smooth surface

Paint or other nonmagnetic coverings adversely affect sensitivity

Demagnetization and post cleaning is usually necessary

Surface must be accessible to probe and couplant

Skill and training required is more extensive than other technique

Surface finish and roughness can interfere with inspection

Thin parts may be difficult to inspect

Linear defects oriented parallel to the sound beam can go undetected

Reference standards are often needed

Only conductive materials can be inspected

Ferromagnetic materials require special treatment to address magnetic permeability

Depth of penetration is limited

Flaws that lie parallel to the inspection probe coil winding direction can go undetected

Skill and training required is more extensive than other techniques

Surface finish and roughness may interfere

Extensive operator training and skill required.Access to both sides of the structure is usually required

Orientation of the radiation beam to non-volumetric defects is critical

Field inspection of thick section can be time consuming

Relatively expensive equipment investment is required