Kiểm tra không phá hủy NDT
1. Kiểm tra không phá huỷ là gì?
Kiểm tra không phá huỷ (Non-Destructive Testing-NDT) bao gồm các phương pháp dùng để thử nghiệm, kiểm tra, đánh giá và chẩn đoán kỹ thuật các sản phẩm, công trình công nghiệp mà không làm tổn hại đến khả năng sử dụng của chúng.Sau khi kiểm tra không phá huỷ, đối tượng kiểm tra không hề bị thay đổi về hình dạng, kích thước, các tính chất cơ- lí -hoá và vẫn có thể dùng được theo các mục đich thiết kế ban đầu.
Trong lĩnh vực thử nghiệm phá huỷ, sau khi thử nghiệm, mẫu bị phá huỷ và không còn dùng theo mục đích dự định được nữa. Hơn nữa, trong phương pháp này kết quả thu được của một hay một vài mẫu đại diện sẽ được đem áp dụng cho toàn bộ các sản phẩm được chế tạo trên cùng một dây chuyền công nghệ, trong cùng giai đoạn sản xuất (các sản phẩm cùng lô). Điều này sẽ rất nguy hiểm nếu như mẫu chọn để thử nghiệm lại là mẫu duy nhất đạt yêu cầu hay kém chất lượng.
Kiểm tra không phá huỷ có thể áp dụng cho mọi loại sản phẩm, có thể kiểm tra toàn bộ 100% sản phẩm và đảm bảo 100% sản phẩm xuất xưởng đạt chất lượng yêu cầu.
Kiểm tra không phá huỷ gồm nhiều phương pháp khác nhau. Từ phương pháp đơn giản nhất như kiểm tra bằng mắt, đến các phương pháp phức tạp như chụp cắt lớp bằng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân. Chúng bao gồm các phương pháp dùng để phát hiện các khuyết tật ở trên bề mặt hoặc gần bề mặt của sản phẩm như: phương pháp thẩm thấu chất lỏng, phương pháp bột từ, phương pháp dòng điện xoáy và các phương pháp dùng để phát hiện và định vị các khuyết tật nằm sâu trong các sản phẩm như pháp chụp ảnh phóng xạ ( X quang hoặc dùng nguồn phóng xạ gamma) và phương pháp siêu âm. Ngoài các phương pháp thường dùng kể trên, nhiều phương pháp khác cũng được phát triển nhằm đáp ứng ngày càng cao và đa dạng của các ngành công nghiệp và cuộc sống như phương pháp chụp ảnh nơtron, phương pháp phát xạ âm, phương pháp nhiệt và hồng ngoại v.v.
NDT: tại sao?
Có thể liệt kê nhiều ứng dụng quan trong của kiểm tra không phá huỷ. Một số ứng dụng quan trọng có thể nêu sau đây:
– Để tiết kiệm tiền, bằng cách loại bỏ các nguyên liệu có khuyết tật trước khi chấp nhận và đưa chúng vào các công đoạn sản xuất tiếp theo.
– Để phát hiện các khuyết tật xuất hiện trong các sản phẩm và bán sản phẩm trước khi đầu tư thời gian và tiền bạc vào các công đoạn sau.
– Để cải thiện các quy trình sản xuất, bằng cách kiểm tra các sản phẩm trước và sau mỗi lần cải tiến.
– Để giảm thiểu các chi phí, tăng cường sự an toàn cho công nhân, dân chúng, môi trường bằng cách kiểm tra định kì các thiết bị máy móc, tìm ra các khuyết tật, thay thế trước khi chúng gây nên sự cố nghiêm trọng.
– Để có được các thông tin về chất lượng, tình trạng của sản phẩm mà không làm tổn hại đến khả năng sử dụng của chúng.
– Để khẳng định sự toàn vẹn của các đối tượng kiểm tra trong quá trình đại tu nhằm đảm bảo sự hoạt động an toàn của máy móc, thiết bị.
Chất lượng và giá cả là hai yếu tố hàng đầu quyết định sức cạnh tranh của một sản phẩm công nghiệp. NDT góp phần quyết định đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng cao và giá thành hạ. NDT chính là công cụ hữu hiệu giúp các doanh nghiệp nâng cao sức cạnh tranh trong nền kinh tế thị trường và trong xu thế toàn cầu hoá.
2. NDT: khi nào?
NDT có thể và nên dùng trong mọi công đoạn của quá trình sản xuất và sử dụng: từ khâu lựa chọn vật liệu, kiểm soát chất lượng của các bán sản phẩm trong các giai đoạn công nghệ khác nhau đến việc đánh giá chất lượng các sản phẩm cuối trước khi xuất xưởng. Kiểm tra không phá huỷ còn dùng để phát hiện và đánh giá sự xuất hiện và phát triển của các khuyết tật trong các sản phẩm, kết cấu công trình trong quá trình sử dụng. Trên cơ sở đó có thể loại đi được các vật liệu và sản phẩm không đạt yêu cầu tránh được các chi phí trong các công đoạn tiếp theo cho các sản phẩm bị loại. Cũng bằng cách đó có thể sớm tìm ra được các chi tiết, cấu kiện hư hại, đánh giá được mức độ toàn vẹn của công trình và có biện pháp bảo dưỡng và thay thế kịp thời các thành phần cấu kiện hư hại, tránh được những thảm hoạ có thể xảy ra.NDT: Dùng ở đâu?
NDT được dùng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp, dặc biệt là trong các ngành công nghiệp dầu khí, cơ khí, hàng không, năng lượng (nhiệt điện, thuỷ điện, hạt nhân), đóng tàu, công nghiệp hoá chất và chế biến thực phẩm. Trong ngành dầu khí NDT dùng để kiểm tra chất lượng, độ an toàn và toàn vẹn của các đường ống dẫn dầu, bồn chứa, dàn khoan, hệ thống ống dẫn và bình áp lực của nhà máy lọc dầu, nhà máy khí hoá lỏng v.v. Trong ngành cơ khí chế tạo, NDT dùng để kiểm soát và đánh giá chất lượng của các sản phẩm đúc, nén, kéo và đặc biệt là chất lượng mối hàn của các cấu kiện, thiết bị đòi hỏi cao về chất lượng và an toàn. Trong ngành hàng không NDT là công cụ không thể thiếu trong bảo trì bảo dưỡng và đảm bảo an toàn cho máy bay dân dụng và quân sự. Hệ thống nồi hơi áp lực trong nhà máy nhiệt điện, tuốc bin cánh quạt trong nhà máy thuỷ điện v.v là các lĩnh vực ứng dụng quan trọng trong ngành năng lượng. Trong công nghiệp đóng tàu, chỉ đối với mỗi một con tàu, ụ nổi mà đã có hàng trăm tấn thép, hàng trăm đường hàn đòi hỏi phải kiểm tra chất lượng bằng các kỹ thuật không phá huỷ.
3. NDT: như thế nào?
Tất cả các phép kiểm tra chất lượng bằng các phương pháp không phá huỷ đều phải được tiến hành theo các quy trình kỹ thuật cho trước, bởi các kỹ thuật viên được đào tạo và có các chứng chỉ thích hợp, với các thiết bị vật tư đạt được các yêu cầu kỹ thuật tương ứng. Lựa chọn phương pháp thích hợp, tiến hành theo đúng quy trình kỹ thuật yêu cầu và được thực hiện bởi các kỹ thuật viên được đào tạo theo các tiêu chuẩn tương ứng và được trang bị đầy đủ các kiến thức và thiết bị – phương tiện an toàn là các yếu tố quyết định đảm bảo sự thành công của công việc triển khai của NDT.Các dịch vụ NDT cho khách hàng cho phép kiểm tra, đánh giá tình trạng kỹ thuật của kim loại và các mối hàn khi chế tạo cũng như sau một thời gian sử dụng. Các phương pháp kiểm tra không phá hủy chủ yếu:
1. Siêu âm kiểm tra (Ultrasonic test – UT) (Kiểm định bằng phương pháp siêu âm)
2. Chụp ảnh bức xạ hay còn gọi là chụp phim (Radiographic test – RT)
3. Kiểm tra bằng chất lỏng thẩm thấu (Penetrant test – PT) (kiểm định bằng Phương pháp thẩm thấu)
4. Kiểm tra bằng bột từ (Magnetic particle test – MT) (kiểm định bằng bột từ)
Trong đó các biện pháp UT và RT được sử dụng để phát hiện các khuyết tật nằm sâu bên trong chiều dày kết cấu, còn biện pháp PT và MT sử dụng khi cần kiểm tra các khuyết tật nằm trên bề mặt.
Kiểm tra siêu âm (Ultrasonic test)
Sử dụng chùm tia siêu âm để phát vào bên trong kim loại và ghi nhận lại các tia siêu âm phản xạ từ bề mặt kim loại cũng như từ các khuyết tật bên trong kim loại . Trên cơ sở phân tích các tia phản xạ này, người ta có thể xác định được chiều dày kim loại cũng như độ lớn và vị trí các khuyết tật bên trong kim loại.
Chụp phim (RT):
Sử dụng các chùm tia X hoặc tia phóng xạ gamma để chụp ảnh vật cần kiểm tra, chụp ảnh bức xạ cho phép ghi nhận cả hình ảnh bên trong vật chụp do các chùm tia X, tia gamma có khả năng xuyên thấu. Nếu phương pháp siêu âm đòi hỏi phải xử lý số liệu ngay trong quá trình kiểm tra thì phương pháp chụp phim cho phép lưu lại phim chụp để đọc vào bất kỳ lúc nào.
Kiểm tra bằng chất lỏng thẩm thấu (PT):
Để phát hiện các vết nứt trên bề mặt kim loại, mối hàn sau khi gia công, đặc biệt là các vật liệu không nhiễm từ như thép không rỉ. người ta phun một chất lỏng có khả năng thẩm thấu cao và có màu sắc dễ phân biệt (thường là màu đỏ) lên bề mặt vật cần kiểm tra. Nếu trên bề mặt có các vết nứt dù là rất nhỏ, chất thẩm thấu sẽ ngấm vào và đọng lại ở các khe nứt sau đó tiếp tục phun lên bề mặt kiểm tra một chất khác gọi là “chất hiện màu” làm cho phần chất thẩm thấu đã ngấm vào các vết nứt nổi rõ lên và ta nhận biết được các vết nứt rất nhỏ mà mắt thường không phát hiện được. Tuy nhiên để có thể áp dụng phương pháp này bề mặt vật kiểm tra phải rất sạch và khô vì vậy nó không thích hợp với các bề mặt bị bám bẩn và có độ nhám cao.
Kiểm tra bằng bột từ (MT):
Kiểm tra bằng bột từ (MT) là phương pháp có độ tin cậy và độ nhạy cao hơn, không đòi hỏi bề mặt kiểm tra phải quá sạch và nhẵn như khi kiểm tra thẩm thấu, không sử dụng được với các vật liệu không nhiễm từ như thép không rỉ, MT được Trung tâm kiểm định kỹ thuật an toàn lao động TP.HCM áp dụng phổ biến trong việc kiểm tra định kỳ các nồi hơi và bình áp lực có nguy cơ nứt cao sau một thời gian sử dụng như bồn chứa NH3 hóa lỏng, các nắp nồi hấp, bình khử khí, bao hơi của nồi hơi nhà máy nhịêt điện, bề mặt ống lò của nồi hơi ống lò ống lửa v.v. Mặt khác chúng tôi cũng thường áp dụng MT như biện pháp kiểm tra bổ sung đối với các mối hàn, chi tiết gia công sau khi xử lý nhiệt.
Trong phương pháp này, vùng cần kiểm tra sẽ được từ hoá, sau đó người ta phun lên bề mặt vùng cần kiểm tra một lớp bột sắt từ (thường có màu đen). Bằng việc xem xét kỹ sự phân bố của các hạt sắt từ trên vùng kiểm tra ta dễ dàng phát hiện ra các vị trí bị nứt hay có các khuyết tật bề mặt. Trong thực tế để dễ phân biệt vị trí có khuyết tật, người ta thường phun lên bề mặt vùng kiểm một lớp dung môi màu trắng có tác dụng làm nổi bật màu đen của các hạt sắt từ hoặc sử dụng đèn huỳnh quang tia cực tím trong những trường hợp đòi hỏi độ nhạy cao.
