Nghiên cứu phương pháp kiểm tra bằng siêu âm, áp dụng cho mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao, xây dựng bài thí nghiệm kiểm tra vết nứt hàn siêu âm

Kiểm tra siêu âm mẫu đúc: Các khuyết tật trong vật liệu xuất hiện trong quá trình đúc thường là dạng co ngót, các lỗ rỗng hoặc các lỗ xốp, sự phân lớp, cấu trúc hạt thô, các tạp chất ph

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BẰNG SIÊU ÂM, ÁP DỤNG CHO MỐI HÀN THÉP HỢP KIM THẤP ÐỘ BỀN CAO, XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM KIỂM TRA VẾT NỨT

MỐI HÀN BẰNG SIÊU ÂM

MÃ SỐ: T2013-94

Tp Hồ Chí Minh, 2013

S 0 9

S KC 0 0 5 3 9 8

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BẰNG SIÊU ÂM,

ÁP DỤNG CHO MỐI HÀN THÉP HỢP KIM THẤP ĐỘ BỀN CAO, XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM KIỂM TRA VẾT NỨT

MỐI HÀN BẰNG SIÊU ÂM

Mã số: T2013-94

Chủ nhiệm đề tài: GVTH Võ Đông Lao

TP HCM, Tháng 12 năm 2013

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BẰNG SIÊU ÂM,

ÁP DỤNG CHO MỐI HÀN THÉP HỢP KIM THẤP ĐỘ BỀN CAO, XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM KIỂM TRA VẾT NỨT

MỐI HÀN BẰNG SIÊU ÂM

Mã số: T2013-94

Chủ nhiệm đề tài: GVTH Võ Đông Lao

Thành viên đề tài:

TP HCM, Tháng 12 năm 2013

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: Nghiên cứu phương pháp kiểm tra bằng siêu âm, áp dụng cho mối hàn thép

hợp kim thấp độ bền cao, xây dựng bài thí nghiệm kiểm tra vết nứt mối hàn bằng siêu âm

- Mã số: T2013 - 94

- Chủ nhiệm: GVTH VÕ ĐÔNG LAO

- Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

- Thời gian thực hiện: 01/2013 – 12/2013

- Vận dụng kiến thức tổng hợp để xây dựng bài thí nghiệm phụ vụ tại bộ môn

4 Kết quả nghiên cứu:

- Xây dựng thành công bài kiểm tra vết nứt mối hàn bằng siêu âm

5 Sản phẩm:

- Bản thuyết minh

- Bài thí nghiệm kiểm tra vết nứt mối hàn bằng siêu âm

6 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:

- Chuyển giao kết quả nghiên cứu tại bộ môn

Trưởng Đơn vị

(ký, họ và tên, đóng dấu)

Chủ nhiệm đề tài

(ký, họ và tên)

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 3

1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ở trong và ngoài nước: 3

2 Tính cấp thiết : 3

3 Mục tiêu: 3

4 Cách tiếp cận: 3

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Đối tượng nghiên cứu: 3

7 Phạm vi nghiên cứu: 3

8 Nội dung nghiên cứu : 3

CHƯƠNG 1 4

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

1.1 Tổng quan về thép hợp kim thấp độ bền cao 4

1.2 Phương pháp kiểm tra bằng siêu âm 6

1.3 Các loại thiết bị kiểm tra siêu âm: 8

1.4 Một số ứng dụng đặc trưng 9

1.5 Kiểm tra mối hàn bằng siêu âm 14

1.6 - Quy trình chung để kiểm tra mối hàn bằng siêu âm 17

1.7 - Kiểm tra đáy mối hàn nối đối đầu hình chữ V đơn không có vòng lót trong các mối hàn dạng tấm và ống 21

1.8 - Kiểm tra thân mối hàn chữ V đơn không có vòng lót (backing strip) 25

1.9 - Kiểm tra mối hàn nối chữ V đơn có vòng lót hoặc có đệm chèn ở đáy 27

1.10 - Kiểm tra các mối hàn kiểu chữ V kép 29

1.11 Kiểm tra các mối hàn chữ T 30

1.12 - Kiểm tra các mối hàn ống nhánh ( nozzle weld) 31

1.13 - Kiểm tra các mối hàn vẩy cứng và hàn dán 32

1.14 Kiểm tra siêu âm các vật rèn: 34

1.15 THÍ NGHIỆM KIỂM TRA MỐI HÀN BẰNG SÓNG SIÊU ÂM 41

CHƯƠNG 2 51

XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM KIỂM TRA VẾT NỨT MỐI HÀN BẰNG SIÊU ÂM 51

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

MỞ ĐẦU

1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ở trong và ngoài nước:

Thực tế Việt Nam, tại các Công ty Chế tạo thiết bị dầu khí; Công ty Doosan – KCN Dung Quất; Tổng Công ty Rượu, bia và nước giải khát Sài Gòn; Nhà máy nhiệt điện bằng tuabin khí,… quá trình phá hủy của các chi tiết, cụm chi tiết có mối ghép hàn là điều đáng lo ngại

2 Tính cấp thiết :

Phá hủy kết cấu hàn đã được quan tâm từ lâu Đánh giá độ bền và độ ổn định của kết cấu hàn định kỳ sau một thời gian sử dụng là một yêu cầu rất quan trọng, nhằm phát huy tối đa hiệu quả sử dụng của các kết cấu hàn Thực tế Việt Nam, tại các Công

ty Chế tạo thiết bị dầu khí; Công ty Doosan – KCN Dung Quất; Tổng Công ty Rượu, bia và nước giải khát Sài Gòn; Nhà máy nhiệt điện bằng tuabin khí,… quá trình phá hủy của các chi tiết, cụm chi tiết có mối ghép hàn là điều đáng lo ngại

- Tìm hiểu nhu cầu thực tế và tính khả thi của đề tài

5 Phương pháp nghiên cứu

- Khảo sát thực tế

- Nghiên cứu tài liệu

- Thực nghiệm

6 Đối tượng nghiên cứu:

- Mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao

- Phương pháp kiểm tra bằng siêu âm

7 Phạm vi nghiên cứu:

- Phương pháp kiểm tra bằng siêu âm mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao

- Xây dựng bài thí nghiệm kiểm tra vết nứt mối hàn bằng siêu âm

8 Nội dung nghiên cứu :

- Phương pháp kiểm tra bằng siêu âm mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao

- Xây dựng bài thí nghiệm kiểm tra vết nứt mối hàn bằng siêu âm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Tổng quan về thép hợp kim thấp độ bền cao

1.1.1 Khái niệm chung

Thép hợp kim thấp có độ bền cao (Thép HSLA: High Strength Low Alloy Steel)

là nhóm thép hợp kim có hàm lượng cacbon thấp và hàm lượng nhỏ các nguyên tố hợp kim chẳng hạn như: Mangan, Silic, nhôm, vanadi, titan, molipden, đồng, … Do các đặt điểm như vậy nên chúng có các đặc tính chất như: độ bền và độ dai va đập cao, có tính hàn tốt Độ bền cao được sinh ra do chúng được thêm vào một lượng nhỏ các nguyên

tố hợp kim có hàm lượng nhỏ hơn 0.1% Giới hạn chảy của chúng lớn Nhờ vậy nhóm thép này có các thông số yêu cầu về độ dẻo, độ dai, tính hàn và tính chống ăn mòn rất tốt Hàm lượng các thành phần nguyên tố hợp kim được điều chình tùy vào yêu cầu làm việc của từng loại thép

Thép HSLA có thể được chia thành sáu loại sau:

- Thép hợp kim thấp Ferite – Pearlite: có chứa bổ sung rất nhỏ (bé hơn 0,1%) cacbite mạnh hay carbonitride hình thành như Nb, V, Ti, để tăng cường độ bền, làm mịn hạt

- Thép cán Pearlite: bao gồm thép C - Mn nhưng cũng có thể bổ sung lượng nhỏ nguyên tố hợp kim khác để tăng cường độ bền, dẻo dai và tính hàn

- Thép Ferrite hình kim: (cacbon thấp bainite) cacbon thấp (ít hơn 0,05% C) độ bền cao, (690 MPa) khả năng hàn và tính dẻo dai tốt

- Thép song pha:trong đó có một cấu trúc tinh thể của mactenxit phân tán trong

ma trận Ferite và tạo một hợp chất có độ dẻo và độ bền kéo cao

- Thép tạo hình: bổ sung thêm các nguyên tố hợp kim Ca, Zr, Ti để cải thiện tính dẻo dai của thép

1.1.2 Thành phần hóa học và Cơ tính theo tiên chuẩn của một số Quốc gia

 Tiêu chuẩn Viê ̣t Nam

TCVN 1659 – 75 quy định phương pháp biểu thi ̣ mác thép Ký hiệu mác thép HSLA gồm hai phần: 2 chữ số đứng đầu biểu thi ̣ hàm lượng cacbon trung bình theo phần va ̣n và ký hiê ̣u chỉ nguyên tố hợp kim đứng sau thường là Mn, Cr, Si, Ni,… Nếu hàm lượng hợp kim khoảng 1% thì sau nguyên tố hợp kim không có chữ số, nếu vượt quá 1.5% thì thêm số 2

Ví dụ: thép 12MnSi – thép chứa cacbon trung bình 0.12%, hàm lượng Mn khoảng 1% và hàm lượng Si khoảng 1%

 Tiêu chuẩn Nga (Liên Xô cũ)

Tiêu chuẩn Viê ̣t Nam biểu thi ̣ mác thép gần giống tiêu chuẩn của Nga (tiêu chuẩn ΓΟCT) Sau đây là bảng biểu thi ̣ tên nguyên tố hợp kim tương đương giữa tiêu chuẩn TCVN và tiêu chuẩn ΓΟCT (Trang 130 Sổ tay mác thép thế giới)

Bảng 3.1: Ký hiệu nguyên tố hợp kim tương đương giữa tiêu chuẩn TCVN và tiêu chuẩn ΓΟCT

Ký hiệu theo tiêu chuẩn ΓΟCT

Tên nguyên tố hơ ̣p kim

Ký hiệu theo tiêu chuẩn TCVN

Bảng 3.3 Một số mác thép hợp kim thấp có độ bền cao theo tiêu chuẩn Nga

Mác thép

Hàm lƣợng (%)

khác Thép kết cấu hợp kim

≤0,12 0,12÷0,18 0,11÷0,16 0,12÷0,18

0,17÷0,37 0,17÷0,37 0,25÷0,55 0,50÷0,80 0,50÷0,80 0,17÷0,37 0,40÷0,70 0,40÷0,70

0,7÷1,0 1,4÷1,5 1,2÷1,6 0,5÷1,2 1,3÷1,7 0,9÷1,2 0,9÷1,2 0,4÷0,7

0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,5÷0,8 0,6÷0,9

0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3÷0,6

0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,2÷0,4

0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035

0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

V: 0,05÷0,1

Thép làm cốt bêtông 33MnSi

20CrMn2Z

0,30÷0,37 0,19÷0,26

0,6÷0,9 0,4÷0,7

0,8÷1,2 1,5÷1,7

0,3 0,9÷1,2

0,3 0,3

0,3 0,3

0,04 0,04

0,045 0,045

Zr:

0,07÷0,14

Mác Thép Si Mn P≤ S≤ Cr≤ Ni≤ Cu Thành phần khác 09Γ2

As≤0.08,Ni≤0.008 V0.05÷0.12

As≤0.08,Ni≤0.008 V0.05÷0.12

As≤0.08,Ni≤0.008 V0.05÷0.12

As≤0.08,Ni≤0.008 V0.05÷0.12

As≤0.08,Ni≤0.008 V0.08÷0.14,As≤0.08 No0.015÷0.025 V0.08÷0.14,As≤0.08 No0.015÷0.025 V0.08÷0.14,As≤0.08 No0.015÷0.025 V0.08÷0.14,As≤0.08

10 Γ2Б Д ≤ 0.12 0.17 ÷ 0.37 1.20÷ 1.60 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30

No0.015÷0.025 V0.08÷0.14,As≤0.08 No0.015÷0.025

 Theo Tiêu chuẩn Hoa Kỳ

Theo tiêu chuẩn SAE quy đi ̣nh về phương pháp biểu thi ̣ mác thép , trong đó thép

HSLA đươ ̣c ký hiê ̣u như sau:

- Chữ số thứ nhất là số

- Hai chữ số tiếp theo là giới ha ̣n chảy tối thiểu theo đơn vi ̣ K

- Tiếp theo là chữ cái A, B, C, D hoă ̣c X để phân biê ̣t các thành phần khác nhau trong nhóm mác có cùng giới ha ̣n chảy

Theo tiêu chuẩn ASTM thì biểu thi ̣ thép HSLA như sau

- Chữ thứ nhất là Grade

- Hai chữ số tiếp theo chỉ giới ha ̣n chảy tối thiểu theo đ ơn vi ̣ Ksi hoă ̣c các chữ cái

A, C, D, E

- Theo tiêu chuẩn ASTM có các mác thép như A656, A690, A709, A715, A808, A812, A841, A871, A242, A440, A441, A529, A588, A606, A607, A618… (trang 512 sổ tay mác thép thế giới)

Bảng 3.4 thành phần hóa học của mác thép A558 theo tiêu chuẩn ASTM

Ni 0.5÷0.7 Ti0.03 ÷0.05 Cr0.4 ÷0.7

Ni 0.4

Mo 0.1 Nb0.005÷0.05

Bảng 3.5: Thành phần hóa học và cơ tính của một số mác thép HSLA theotiêu chuẩn SAE

Bảng 3.6: Thành phần hóa học của một số mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A572-88C

>630 Kg/m

1,35 1,35 1,35 1,65 1,35

0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

0,05 0,05 0,05 0,05 0,05

0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

0,15÷0,40 0,15÷0,40 _ _ _

Bảng 3.7: Cơ tính của các mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A572-88C

1,35 1,00 1,40 1,35 1,30 1,30 1,60 1,60 1,35 1,35 1,45 1,45 1,65 1,65

0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90

0,040 0,040 0,040 0,040 0,040 0,040 0,040 0,040 0,040 0,040 0,040 0,040 0,040 0,040

0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050

MPa Ksi MPa Ksi Mẫu 200

(mm)

Mẫu 50 (mm)

0,23 0,26 0,28

0,60÷0,90 0,85÷1,20 0,85÷1,00

0,04 0,04 0,04

0,050 0,050 0,050

0,10÷0,35 0,15÷0,40 0,15÷0,40

Bảng 3.9: Cơ tính của một số mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A573-89

ASTM

(mm)

Mẫu 50 (mm) Grade 58

58÷71 65÷77 70÷79

Bảng 3.10: Thành phần hóa họccủa một số mác thép ASTM A633-90

100÷150 (mm)

1,0÷1,35 1,0÷1,6 1,15÷1,5

-

- 1,15÷1,5

0,04 0,04 0,04

0,05 0,05 0,05

0,15÷0,5 0,15÷0,5 0,15÷0,5

0,05

- 0,01÷0,0

5

-

- 0,04÷0,11

- 0,35

-

- 0,25

-

- 0,25

-

- 0,08

-

Bảng 3.11: Cơ tính của một số mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A633-90

ASTM

R0,2 (min) MPa

Rm (min) MPa

A (min)

% dày ≤

430÷570 450÷590 550÷690

-

- 515÷655

 Tiêu chuẩn Nhật Bản

Tiêu chuẩn Nhâ ̣t JIS quy đi ̣nh phương pháp biểu thi ̣ mác thép gồm ba phần :

- Chữ cái thứ nhất biểu thi ̣ thép S (Steel)

- Chữ cái thứ hai biểu thi ̣ công du ̣ng H (Hot rolling) cán nóng

- Ba chữ số tiếp theo biểu thị giá trị thấp nhất của độ bền Ngoài ra các mác thép đôi khi có thể có thêm ký hiê ̣u biểu thi ̣ hình da ̣ng vâ ̣t liê ̣u thép, phương pháp

chế ta ̣o và nhiê ̣t luyê ̣n P (Plate) thép tấm, S thép băng

Bảng 3.12: Thành phần hóa học (%) của các mác thép theo JIS G319-88

2,0 1,8

0,030 0,035

0,03 0,03

0,4 0,4

0,15 0,15

Bảng 3.13: Cơ tính của một số mác thép theo tiêu chuẩn JIS G319-88

(MPa)

Rm (min) (MPa)

A (%) SH590P

Bảng 3.14: Thành phần hóa học (%) của các mác thép theo JIS G3128-87

0,55 0,55 0,55

0,030 0,030 0,015

0,025 0,025 0,015

0,50 0,50 0,50

- 0,70÷1,50 0,70÷1,50

1,20 0,80 0,80

0,60 0,60 0,60

0,10 0,10 0,10

0,005 0,005 0,005

Cơ tính của cả 3 mác thép SHY-685, SHY685N, SHY685NS đều đảm bảo:

R0.2 ≥ 685 Mpa

Rm ≥ 785 MPa(Trích từ sổ tay mác thép thế giới trang 294)

 Tiêu chuẩn Trung Quốc

Bảng 3.15: Thành phần hóa học của một số mác thép theo tiêu chuẩn GB 1591- 94

0.80 ÷ 1.50 0.80 ÷1.50

0.55 0.55

0.045 0.040

0.045 0.040

0.02 ÷ 0.15 0.02 ÷ 0.15

0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060

0.02 0.02

0.20 0.20 0.20 0.18 0.18

1.00 ÷ 1.60 1.00 ÷ 1.60 1.00 ÷ 1.60 1.00 ÷ 1.60 1.00 ÷ 1.60

0.55 0.55 0.55 0.55 0.55

0.045 0.040 0.035 0.030 0.025

0.045 0.040 0.035 0.030 0.025

0.02 ÷ 0.15 0.02 ÷ 0.15 0.02 ÷ 0.15 0.02 ÷ 0.15 0.02 ÷ 0.15

0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060

0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

-

-

0.015 0.015 0.015

0.20 0.20 0.20 0.20 0.20

1.00 ÷ 1.60 1.00 ÷ 1.60 1.00÷1.60 1.00÷1.60 1.00 ÷1.60

0.55 0.55 0.55 0.55 0.55

0.045 0.040 0.035 0.030 0.025

0.045 0.040 0.035 0.030 0.025

0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20

0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060

0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

-

-

0.015 0.015 0.015

0.20 0.20 0.20 0.20 0.20

1.00 ÷ 1.70 1.00 ÷ 1.70 1.00÷1.70 1.00÷1.70 1.00 ÷ 1.70

0.55 0.55 0.55 0.55 0.55

0.045 0.040 0.035 0.030 0.025

0.045 0.040 0.035 0.030 0.025

0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20

0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060 0.015 ÷ 0.060

0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

-

-

0.015 0.015 0.015

Q460

C

D F

0.20 0.20 0.20

1.00 ÷ 1.70 1.00 ÷ 1.70 1.00 ÷ 1.70

0.55 0.55 0.55

0.035 0.030 0.025

0.035 0.030 0.025

0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20

0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20

0.02 0.02 0.02

0.015 0.015 0.015

Mác thép Phẩm

cấp

Giới hạn chảy (MPa) (min)

σb(MPa)

Độ giãn dài δ (%)

275 275

255 255

235 235

390 ÷ 570

390 ÷ 570

23 23

- +20

- 34

295

295

295

295 295

275

275

275

275 275

- +20

0 -20 -40

-

34

34

34 27

390

390

390

390 390

370

370

370

370 370

350

350

350

350 350

0 -20 -40

0 -20 -40

Bảng 3.14: Cơ tính của một số mác thép theo tiêu chuẩn GB1591- 94

Theo tiêu chuẩn GB 1591 – 94 thì mác thép HSLA được biểu thị như sau: Chữ cái đứng đầu mác thép là chữ cái “Q”, chữ số đứng sau chỉ giá trị giới hạn chảy thấp nhất( Trang 179 Sổ tay sử dụng mác thép thế giới)

 Theo tiêu chuẩn Đức

Tiêu chuẩn DIN 17006 quy đi ̣nh phương pháp biểu thi ̣ mác thép theo đô ̣ bền của

vâ ̣t liê ̣u như sau: (trang 340 sổ tay mác thép thế giới)

- Chữ cái đầu tiên biểu thi ̣ phương pháp luyê ̣n hoă ̣c đă ̣c tính ban đầu:

Q: có thể dập nguội (có thể ép, có thể biến dạng nguội)

Z: có thể kéo chuốt

- Hai chữ cái tiếp theo là St (Stahl) và theo sau là giá trị độ bền kéo (MPa)

Bảng 3.16: Thành phần hóa học của một số mác thép theo tiêu chuẩn DIN

Cmax Simax Mnmax Pmax Smax Almax Nbmax Timax VmaxQStE 340

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

1.3 1.5 1.4 1.6 1.6 1.7 1.8 2.1 1.2 1.4 1.5 1.6 1.6 1.6 1.7 1.7

~ 1.55

0.03 0.025 0.03 0.25 0.25 0.25 0.25 0.025 0.025 0.025 0.03 0.025 0.03 0.025 0.03 0.03 0.035

0.03 0.02 0.03 0.015 0.015 0.015 0.015 0.02 0.02 0.02 0.03 0.015 0.03 0.015 0.03 0.03 0.035

0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015

- 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.025

0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.06 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09

-

0.22 0.15 0.22 0.15 0.15 0.15 0.15 0.22 0.15 0.15 0.22 0.15 0.22 0.15 0.22 0.22 0.2

- 0.2

- 0.2 0.2 0.2 0.2

- 0.1 0.1

- 0.1

- 0.1

-

-

-

1.1.3 Tổ chức tế vi điển hình

Hình 3.1 Tổ chức tế vi của HSLA-100 ở trạng thái cơ bản và ở vùng hàn

Hình 3.2 Tổ chức tế vi của HSLA-100 ở vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ)

Hình 3.3 Tổ chức tế vi của thép HSLA a.As-rolled; b tempered at 200°C; c tempered

at 400°C; d tempered at 600°C; e tempered at 700°C

Hình 3.4 Tổ chức tế vi của thép HSLA-340 đã ram

Hình 3.5 Tổ chức tế vi của thép HSLA cán nguội, tôi

 Những năm gần đây, Tổng Công Ty Thép Việt Nam ở phía nam đã sản xuất và cung cấp cho thị trường một số mác thép cốt bê tông HSLA như :SD390 theo tiêu chuẩn JIS G 3112-1987.Gr60 theo tiêu chuẩn ASTM A615/A615M-96

 Một số chi tiết trong ô tô

Hình 3.5 Một số bộ phận của một chiếc xe CADILLAC sử dụng thép HSLA

(4) Đoạn ray ở khoan trước của xe,(11) Nút dự phòng trong khung điều khiển, (17) Ray thay thế bên dưới thân xe, (18) Đoạn ray bên dưới phía sau xe, (20) Ray thay thế

Hình 3.6 (a) bánh xe,(b) hệ thồng giá đỡ với cấp độ cao, (c) các biên dạng khác nhau dùng trong ôtô, (d) trục khuỷu, (e) khung xe tải, (f) cột buồm cung cấp cho máy phát điện gió

1.2 Phương pháp kiểm tra bằng siêu âm

Kiểm tra vật liệu bằng siêu âm là một trong những phương pháp kiểm tra không phá hủy, sóng siêu âm có tần số cao được truyền vào vật liệu cần kiểm tra Hầu hết các phương pháp kiểm tra siêu âm được thực hiện ở vùng có tần số 0.5 – 20 MHz Tần số này cao hơn rất nhiều so với vùng tần số nghe được của người là 20 Hz – 20 KHz Sóng siêu âm truyền qua vật liệu kèm theo sự mất mát năng lượng (sự suy giảm) bởi tính chất của vật liệu Cường độ của sóng âm hoặc được đo sau khi phản xạ (xung phản hồi) tại các mặt phân cách (khuyết tật) hoặc được đo tại bề mặt đối diện của vật thể kiểm tra (xung truyền qua) Chùm sóng âm phản xạ được phát hiện và phân tích để

xỏc định sự cú mặt khuyết tật và vị trớ của nú Mức độ phản xạ phụ thuộc nhiều vào trạng thỏi vật lý của vật liệu ở phớa đối diện với bề mặt phõn cỏch, và ở phạm vi nhỏ hơn vào cỏc tớnh chất vật lý đặc trưng của vật liệu đú Vớ dụ như súng siờu õm bị phản

xạ hoàn toàn tại bề mặt phõn cỏch kim loại – chất khớ Phản xạ một phần tại bề mặt phõn cỏch giữa kim loại – chất lỏng hoặc kim loại – chất rắn Kiểm tra vật liệu bằng siờu õm cú độ xuyờn sõu lớn hơn hẳn phương phỏp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ và

ta cú thể phỏt hiện được những vết nứt nằm sõu bờn trong vật thể (khoảng 6 -7 m sõu bờn trong khối thộp) Nú cũng rất nhạy với những khuyết tật nhỏ và cho phộp xỏc định chớnh xỏc vị trớ và kớch thước của khuyết tật Nguyờn lý cơ bản của phương phỏp kiểm tra bằng siờu õm được trỡnh bày trong hỡnh 8

Hỡnh 8: Cỏc thành phần cơ bản của mỏy kiểm tra bằng siờu õm

Phương phỏp kiểm tra vật liệu bằng súng siờu õm:

(1) Hầu như được sử dụng để phỏt hiện cỏc khuyết tật trong vật liệu

(2) Sử dụng rộng rói trong việc đo bề dày

(3) Được dựng để xỏc định cỏc tớnh chất cơ học và cấu trỳc hạt của vật liệu

(4) Được dựng để đỏnh giỏ quỏ trỡnh biến đổi của vật liệu

*Ưu điểm :

(1) Cú độ nhạy cao cho phộp phỏt hiện được cỏc khuyết tật nhỏ

(2) Cú khả năng xuyờn thấu cao (khoảng 6 – 7 m sõu bờn trong khối thộp) cho phộp kiểm tra cỏc tiết diện rất dày

(3) Cú độ chớnh xỏc cao trong việc xỏc định vị trớ và kớch thước khuyết tật

(4) Cho đỏp ứng nhanh vỡ thế cho phộp kiểm tra nhanh và tự động

(5) Chỉ cần tiếp xỳc từ một phớa của vật được kiểm tra

*Nhược điểm:

(1) Hỡnh dạng của vật liệu kiểm tra cú thể gõy khú khăn cho cụng việc kiểm tra

(2) Khú kiểm tra cỏc vật liệu cú cấu tạo bờn trong phức tạp

(3) Phương phỏp này cần phải sử dụng chất tiếp õm

Độ lệch ngang

Bộ phát độ lệch

Định dạng xung

Bộ phát xung

ống thu hình

Độ lệch thẳng

đứng Bộ khuyếch

đại thu

Bộ phận phát Chuyển mạch hoạt

động

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

(5) Hướng của khuyết tật có ảnh hưởng đến khả năng phát hiện khuyết tật

(6) Thiết bị rất đắt tiền

(7) Nhân viên kiểm tra cần phải có rất nhiều kinh nghiệm

Chu kỳ P liên hệ với tần số f bởi :

p

f  1 (4) Kết hợp phương trình (3) và (4) chúng ta thu được phương trình cơ bản của mọi chuyển động sóng là :

v = f (5) Trong phương trình (5) nếu f có đơn vị là Hz,  là mm thì đơn vị của v là mm/s Còn

nếu đơn vị của f là MHz,  là mm thì đơn vị của v là km/s

1.3 Các loại thiết bị kiểm tra siêu âm:

Máy đo bề dày là một thiết bị siêu âm đặc biệt không có núm điều khiển hoặc chỉ có một đến hai núm điều khiển Chúng có màn hình dạng analogue hoặc số hóa Các loại thiết bị đo bề dày hiện đại thường là loại hiện số Số lượng núm điều khiển phụ thuộc vào ứng dụng của nó Nếu sử dụng để đo bề dày cho chuyên một vật liệu thì thường không có núm điều khiển nào Thiết bị dùng để đo bề dày của một số vật liệu

đã biết tính chất về âm, thường có một núm điều khiển để điều chỉnh về zero hoặc điều khiển trễ Những thiết bị như vầy cần có một mẫu độ dày để chuẩn Những thiết bị đo

bề dày các vật liệu chưa biết đặc tính âm, thường có hai núm điều khiển: Một là để điều điểm zero (điều khiển trễ) và một điều chỉnh dải kiểm tra Vì vậy cần phải có mẫu

có hai bề dày khác nhau biết trước để chuẩn Ngoài ra còn có các thiết bị đo bề dày chính xác rất cao thường dùng để đo chính xác các chi tiết máy, loại máy này có giá thành rất cao

Tất cả các thiết bị xách tay đều là dạng kênh đơn, có nghĩa là nó có thể làm việc với các đầu dò đơn tinh thể hoặc với đầu dò tinh thể kép Các thiết bị này thường được điều khiển bằng tay Các thiết bị xách tay hoạt động được với cả pin và điện nguồn

1.3.2 - Thiết bị phòng thí nghiệm:

Các thiết bị trong phòng thí nghiệm được sử dụng để phát triển các kỹ thuật kiểm tra siêu âm Những thiết bị này rất đa năng và có rất nhiều núm điều khiển cho phép người vận hành phát triển kỹ thuật kiểm tra có kết quả tối ưu Vì vậy những thiết

bị này rất lớn, nặng nề và giá thành cao Nói chung, đây là các thiết bị một kênh và có thể vận hành bằng tay và tự động

1.4 Một số ứng dụng đặc trưng

1.4.1 Kiểm tra siêu âm mẫu đúc:

Các khuyết tật trong vật liệu xuất hiện trong quá trình đúc thường là dạng co ngót, các lỗ rỗng hoặc các lỗ xốp, sự phân lớp, cấu trúc hạt thô, các tạp chất phi kim loại và các vết nứt

Khuyết tật dạng co ngót xuất hiện trong quá trình kết tinh của thỏi đúc Trước hết các lớp ngoài hóa rắn đầu tiên, trong thời gian này kim loại lỏng tập trung tại các đỉnh của thỏi, tại đây sau khi hóa rắn xong một lõm dạng phễu có thể xuất hiện do co ngót Lõm co ngót có thể hở hoặc kín bên trong thỏi đúc và trong điều kiện nhất định

Cấu trúc các hạt thô có thể xảy ra khi nhiệt độ rót cao và quá trình nguội xảy ra chậm Đôi khi hiện tượng khuyết tật này làm cho ta không thể dùng siêu âm để kiểm tra vì độ suy giảm sóng âm rất cao trong vật liệu thô

Các chất khí hòa tan trong thép sẽ tách ra khi quá trình kết tinh bắt đầu vì độ hòa tan của nó trong kim loại lỏng giảm đi nhanh chóng ở giai đoạn này Nếu hàm lượng của chất khí cao, các bọt khí hay lỗ khí thường bị kẹt dưới bề mặt hoặc bên trong thỏi đúc

Những tạp chất phi kim loại như xỉ, các vật liệu chịu nhiệt trong quá trình luyện thép lẫn vào kim loại trong quá trình nấu chảy hoặc đúc và thường là nguyên nhân chủ yếu gây ra dạng nứt mỏi Các vết nứt dọc hoặc ngang có thể xuất hiện trong khi kết tinh tùy theo phương pháp tạo khuôn đúc, thành phần thép và nhiệt độ nấu chảy

Trong việc dò khuyết tật vật đúc hầu như người ta quan tâm đặc biệt đến các khuyết tật trong quá trình chế tạo như các lỗ co ngót, lỗ rỗng, các tạp chất (thường là cát, xỉ) và vết nứt ( gây ra do ứng suất trong khi làm nguội khi mà kim loại đã kết tinh hoàn toàn)

Bằng phương pháp siêu âm, rất khó phát hiện được sự phân lớp rõ ràng Vì vậy

có thể dùng các phương pháp gián tiếp Ít khi người ta kiểm tra dạng nứt mỏi của vật đúc nhưng nếu cần thiết thì kỹ thuật kiểm tra cũng tương tự như kỹ thuật dùng để kiểm tra vật rèn

Về cơ bản, yêu cầu khuyết tật trong việc kiểm tra vật đúc là không thể cao như

là đối với các chi tiết máy đang làm việc, vì luôn luôn có các lỗ co ngót và các rổ khí trong vật đúc tạo nên các “ tín hiệu cỏ” và các xung nhiễu nhỏ, ngay cả khi sử dụng tần số thấp

Cả hai kỹ thuật sóng dọc và sóng ngang đều được sử dụng rộng rãi để kiểm tra các vật đúc Do cấu trúc hạt vật đúc có ảnh hưởng đáng kể đến sự suy giảm sóng siêu

âm Tần số dùng để kiểm tra vật đúc có xu hướng thấp hơn so với tần số dùng kiểm tra các sản phẩm khác Người ta thường dùng tần số 1,25 MHz đến 2,5 MHz, đôi khi cần phải giảm tới 0,5 MHz để truyền sâu đến các vùng xa hơn Các đầu dò sóng dọc (đơn tinh thể hay tinh thể kép) và các đầu dò sóng ngang có góc 450, 600, 700 là được sử dụng phổ biến nhất

Máy dò khuyết tật siêu âm dùng để kiểm tra vật đúc cần phải có dải tần số từ 0,5 MHz đến 6 MHz và khi sử dụng các đầu dò được chọn cho việc kiểm tra chung phải có độ phân giải và đặc tình xuyên thấu tốt

Các tính chất xuyên thấu được đánh giá bằng cách đặt đầu dò sóng dọc lên miếng chất dẻo thủy tinh hữu cơ ( Perspex) được gài vào mẫu chuẩn V1, điều chỉnh các núm khuyếch đại tới cực đại và đếm số xung phản hồi từ đáy Một kết quả có hai hoặc bốn xung phản hồi đáy cho thấy khả năng xuyên thấu yếu với việc kiểm tra và từ sáu đến mười xung phản hồi chứng tỏ khả năng xuyên thấu cao

Sau đây trình bày những khuyết tật thông thường trong vật đúc cùng với những kỹ thuật kiểm tra phổ biến để phát hiện chúng

1.4.2 - Các khuyết tật co ngót ( Shrinkage defects):

Khuyết tật co ngót là những hốc(lõm) hình thành khi kết tinh và được tạo ra trong quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể rắn Những khuyết tật này đi kèm với bọt khí, khi hàm lượng khí cao sẽ làm tăng đáng kể phạm vi của khuyết tật

Những vị trí điển hình mà tại đó các lỗ co ngót thường xuất hiện được biểu diễn như trong hình vẽ 1 Ở nơi có sự thay đổi cục bộ về bề dày tiết diện, sẽ xuất hiện một điểm nóng không được điền đầy tức thời Điều này dẫn tới sự tạo lỗ co ngót và vì vật cần phải khắc phục ngay nếu có thể được Các vật đúc có hình dạng nối góc nhọn như hình chữ V, X hoặc Y là có nguy cơ bị lõm co mạnh nhất; các vật đúc có mối nối hình chữ

T hay L là ít có vấn đề hơn

Có thể phân loại các khuyết tật co ngót trong quá trình đúc thép làm ba loại: co ngót vĩ mô, co ngót vi mô, và co ngót dạng sợi

Hình 1: Vị trí điển hình của những lỗ rỗng do co ngót

1.4.3 - Các dạng co ngót vĩ mô (Macro – shinkage)

Các khuyết tật co ngót lớn là các lỗ trống lớn tạo thành khi hóa rắn Kiểu phổ biến nhất của khuyết tật là lõm co thường xuất hiện do kim loại rót cung cấp không đủ Trong các thiết kế tốt, khuyết tật lõm co thường bị cô lập tại đầu rót kim loại Kỹ thuật dùng để dò khuyết tật loại này phụ thuộc vào bề dày tiết diện vật đúc

Đối với những tiết diện có bề dày lớn hơn 75mm có thể dùng đầu dò sóng dọc đơn tinh thể, còn đối với những tiết diện có bề dày dưới 75mm thì nên dùng đầu dò sóng dọc tinh thể kép Sự có mặt của khuyết tật này được biểu diễn bằng sự mất hoàn toàn xung phản hồi đáy đồng thời xuất hiện xung phản hồi khuyết tật mới Nên dùng đầu dò sóng dọc để xác định lại thông tin thu được từ đầu dò sóng dọc.(hình 2)

Hình 2: Những vị trí điển hình của đầu dò để kiểm tra co ngót lớn trong vật đúc

1.4.4 - Khuyết tật co ngót dạng sợi (Filamentary shrinkage)

Đây là dạng thô của co ngót nhưng có kích thước nhỏ hơn các lỗ co ngót lớn Các lỗ lõm có thể thường giãn rộng, phân nhánh và nối liền với nhau

Về mặt lý thuyết, co ngót dạng sợi có thể xảy ra dọc theo đường trung tâm của tiết diện thỏi đúc, nhưng không phải trường hợp nào cũng vậy và trong một số trường hợp,

nó kéo dài và mở rộng đến tận bề mặt của vật đúc Sự mở rộng và kéo dài này đến bề mặt vật đúc còn do sự trợ giúp của các lỗ rỗ hay lỗ rỗ dạng xoắn Co ngót dạng sợi mảnh có thể phát hiện được nhờ kết hợp hai đầu dò với nhau, nếu tiết diện vật đúc có

bề dày nhỏ hơn 75mm Các xung phản hồi khuyết tật khuyết tật có xu hướng rời rạc hơn so với co ngót lớn Lần quét đầu tiên nên thực hiện bằng một đầu dò có đường kính lớn (20-25mm) và lần quét đánh giá sau cùng bằng một đầu dò có đường kính nhỏ hơn (10 -15mm) (hình 3)

Hình 3: Quét để phát hiện co ngót dạng sợi mảnh trong gang bằng đầu dò kép

1.4.5 - Co ngót vi mô ( Micro – shinkage)

Đây là sự co ngót dạng sợi mảnh hết sức tinh vi do co ngót hoặc sự vận động của khí trong quá trình kết tinh Các lỗ rỗng cũng hình thành ở biên giới hạt (co ngót trong tinh thể) hoặc giữa các tinh thể dạng nhánh cây (co ngót dạng nhánh cây) Bằng cách sử dụng kỹ thuật đầu dò sóng dọc, các chỉ thị trên màn hình CRT xuất hiện từ các

co ngót vi mô có khuynh hướng giống như tín hiệu cỏ, đó là một nhóm các xung phản hồi tương đối nhỏ, phân giải kém, trải dài trên phần nào đó của đường thời gian.(hình 4)

Hình 4: Các vị trí của đầu dò và sự xuất hiện co ngót vi mô trên màn hình CRT

Sự tồn tại của xung phản hồi đáy đồng thời với các xung khuyết tật sẽ tùy thuộc vào tần số chọn sử dụng Ví dụ có thể không thấy một xung phản hồi từ đáy khi sử dụng đầu dò 4 – 5 MHz do sự tán xạ của chùm tia siêu âm Điều này có thể gây ra sự nghi ngờ là có tồn tại một loại khuyết tật lớn Tuy nhiên, khi thay đổi đầu dò 1 – 2 MHz là có thể truyền vượt qua được vùng có khuyết tật để làm xuất hiện xung phản hồi đáy trên nền xung phản hồi khuyết tật và do đsó bác bỏ được cảm giác tồn tại một khuyết tật lớn

1.4.6 - Những khuyết tật do bẫy nhốt khí

a - Lỗ rỗng khí (Airlocks)

Khi kim loại nóng chảy được rót vào khuôn, không khí có thể bị kéo theo vào trong dòng kim loại nóng chảy và sẽ xuất hiện trong vật đúc như một lỗ trống hoặc nhiều lỗ

trống ở ngay dưới hoặc song song với bề mặt vật đúc Thông thường chúng được phát hiện bằng đầu dò sóng dọc tinh thể kép.(Hình 6)

Hình 6: Những vị trí đầu dò và kết quả kiểm tra trên màn hình CRT trong quá trình

kiểm tra lỗ khí

b - Các bọt khí (Gas holes)

Những khuyết tật này là các lỗ trống rời rạc, thường có đường kính lớn hơn 1.5mm, chúng được tạo ra trong quá trình hòa tan chất khí từ kim loại trong quá trình kết tinh Lỗ rỗng dạng xoắn là tên đặt cho một hốc khí hình ống, luôn vuông góc với

bề dày của vật đúc Vì hốc khí có thể gần với bề mặt cho nên sử dụng đầu dò sóng dọc tinh thể kép là thích hợp nhất (hình 7)

Đầu dò đặt tại vị trí 2

Hình 7: Những vị trí đầu dò và kết quả kiểm tra trên màn hình CRT trong quá trình

kiểm tra bọt khí

1.5 Kiểm tra mối hàn bằng siêu âm

Trong công nghiệp hàn, hai mảnh kim loại được nối liền với nhau Kim loại nóng chảy “rót” từ một que hàn lẫn vào với kim loại cơ bản nóng chảy ở bề mặt của hai vách đã được gia công và liên kết hai mảnh kim loại đó với nhau khi mối hàn nguội và đông rắn lại Một số khuyết tật sinh ra do các bề mặt rãnh hàn không nóng chảy hay hòa lẫn với kim loại que hàn (các khuyết tật hàn không thấu và hàn không ngấu) Các khuyết tật sinh ra do vảy hoặc xỉ không được làm sạch hoàn toàn trước khi hàn phủ lớp tiếp theo (ngậm xỉ) Một số khuyết tật khác do nhúng que hàn quá sâu vào dòng kim loại nóng chảy và một mảnh đồng hay tungsten rơi vào trong đường hàn nóng chảy (ngậm tạp chất kim loại) Một vài khuyết tật xuất hiện theo nhiều cách giống nhau như các khuyết tật trong vật đúc (các lỗ khí, lõm co, lỗ khí xoắn, co ngót, rãnh khuyết mặt…) Một số khuyết tật xảy ra do ứng suất nhiệt, do có một số phần đang ở nhiệt độ nóng chảy, trong khi các phần còn lại của kim loại cơ bản thì đang ở nhiệt độ thấp hơn rất nhiều (vết nứt, xé…)

Nhiều khuyết tật xuất hiện trong mối hàn nhưng không làm thay đổiđộ bền của mối hàn, một số khác có ảnh hưởng dưới nhiều mức độ khác nhau Tuy nhiên, các khuyết tật dạng phẳng (vết nứt, các khyết tật hàn không ngấu và hàn không thấu), gây

ra sự gián đoạn trên bề mặt của mối hàn nối làm cho sức bền của mối hàn giảm xuống rất nhanh chóng

1.5.1 - Các loại mối hàn nối

Hầu hết các loại mối hàn đều có thể chia thành các loại sau:

(i) Mối hàn đối đầu

(ii) Mối hàn chữ T

(iii) Mối hàn ống dạng nhánh (Nozzle Weld)

Mối hàn nối đối đầu là mối hàn khi hai tấm kim loại hoặc hai ống thường là có đầu bề dày bằng nhau được nối lại với nhau theo một trong các cách vát mép như trong các hình vẽ 8

Hình 8

Hình 8 mô tả hình dạng khác nhau của các mối nối đối đầu Hình 9.a minh họa quá trình chuẩn bị mối hàn chữ V đơn và những thuật ngữ thường dùng để mô tả những thành phần của vùng hàn Hình 9.b biễu diễn mối hàn đó sau khi hàn, cho thấy hình dạng ban đầu và số lớp điền đầy mối hàn Mối hàn chữ T là mối hàn khi cả hai bản kim loại được nối vuông góc với nhau Mối hàn chữ T có thể xuyên thấu hoàn toàn (hình 10.a), hoặc chỉ xuyên thấu một phần (hình 10.b)

Hình 9a: Những thuật ngữ được sử dụng để mô tả những thành phần khác trong vùng

hàn

Hình 9b: Hình dạng rãnh hàn ban đầu và số lớp điền đầy mối hàn

(a) Mối hàn thấu hoàn toàn (b) Mối hàn thấu một phần

Hình 10

Mối hàn ống nhánh (Nozzle Weld) là mối hàn nối một ống với một nhánh ống khác theo một góc vuông hay một góc nào đó Cũng giống nhƣ mối hàn chữ T mối hàn ống có thể thầu hoàn toàn hoặc thấu một phần Ống nhánh có thể nối với ống chính sao cho chất lỏng hay chất khí thông nhau giữa hai ống, hoặc ống nhánh chỉ nối một cách đơn giản với một ống chính không cần khoan thủng Hai dạng hàn ống nói trên đƣợc biểu diễn trên hình 11, phần gạch chéo biểu diễn thành ống

Hình 11 Hình 12 biểu diễn một số cách hàn ống nhánh Vách ống chính đƣợc gọi là thân, còn phần vách nối vào gọi là nhánh

Hình 12: (a) Mối hàn thấu hoàn toàn kiểu “đặt trên”

(b) Mối hàn thấu một phần kiểu “đặt vào trong”

(c) Mối hàn hoàn toàn xuyên thấu

(d) Mối hàn xuyên thấu một phần

(e) Mối hàn hoàn toàn xuyên thấu

1.6 - Quy trình chung để kiểm tra mối hàn bằng siêu âm

1.6.1 - Thu thập thông tin trước khi kiểm tra mối hàn

Những thông tin cần thu thập trước khi kiểm tra một mối hàn bao gồm:

(iii) Cách thức gia công chuẩn bị mối hàn

(iv) Bề dày của kim loại cơ bản tiếp giáp với mối hàn

(vi) Vị trí của bất kỳ mối hàn nào đã bị sửa lại

(vii) Các tiêu chuẩn cho phép

1.6.2 - Xác định vị trí và kích thước chính xác của mối hàn

Để xác định chính xác vị trí đường trung tâm của mối hàn, một cách lý tưởng thì kim loại cơ bản được đánh dấu ở mỗi phía mối hàn trước khi bắt đầu hàn Trong một số trường hợp, khi phần mũ gia cường của mối hàn được mài phẳng ngang bằng với kim loại cơ bản, phải vạch dấu vùng bề rộng của mối hàn

Đường trung tâm của mối hàn phải được đánh dấu thật chính xác trên bề mặt sẽ

dò siêu âm Đối với mối hàn chữ V, khi mũi gia cường đã được mài bằng với kim loại

cơ bản thì đường trung tâm mối hàn được xác định bằng cách nối đường tâm của một đầu dò thẳng ở hai hoặc ba vị trí trên mối hàn (hình 13.a), ở đó ta sẽ nhận được một xung phản hồi cực đại từ giọt lồi đáy mối hàn Lúc đó đường nối các điểm này sẽ là đường trung tâm của mối hàn

Đối với mối hàn chữ V đơn, mà phần mũ tăng cường của mối hàn không được mài bằng, thì phải dùng một đàu dò góc, đầu tiên đặt đầu dò lên một phía của đường hàn (hình13.b) và đánh dấu điểm ra của đầu dò trên mẫu mà tại đó thu được xung phản hồi cực đại từ giọt lồi đáy mối hàn Thực hiện hai hoặc ba điểm như vậy ở trên cùng một phía của mối hàn Sau đó đầu dò lại được đặt sang phía bên kia của đường hàn và lặp lại quá trình như vậy Các điểm trung tâm của các điểm đánh dấu ở cả hai phía này sẽ được nối lại với nhau tạo thành đường trung tâm của mối hàn

Hình 13: Xác định vị trí đường trung tâm của mối hàn

1.6.3 - Kiểm tra bằng mắt thường

Cần phải kiểm tra sơ bộ bằng mắt thường trước khi bắt tay vào kiểm tra bằng máy siêu âm, phải chắc rằng bề mặt không còn dính các bụi kim loại hàn và đủ nhẵn

để quét đầu dò Một số khuyết tật như rãnh khuyết (undercut) có thể thấy trên bề mặt

và cần phải đánh dấu lại Nếu những khuyết tật này vượt quá tiêu chuẩn cho phép thì chúng phải được sửa chữa lại trước khi kiểm tra bằng siêu âm Điều này không phải lúc nào cũng thực hiện được

Những dạng khuyết tật khác có thể nhận thấy được khi kiểm tra bằng mắt thường là sự lệch hàng và lệch mép (hình 14)

Hình 14: Biểu diễn những mối hàn lệch hàng và lệch mép