Kiểm tra các mối hàn bằng máy siêu âm mối hàn

Phạm vi áp dụng máy siêu âm mối hàn

Tiêu chuẩn này qui định các phương pháp kiểm tra siêu âm mối hàn bằng tay các mối hàn nóng chảy của tất cả các hình dạng thép ferit có chiều dầy từ 6 mm đến 150 mm và đối với thép tròn đường kính ngoài tối thiểu là 100 mm.

Chú thích 1 - Một số phương pháp kiểm tra siêu âm không phải chỉ dành cho mối hàn cũng được nêu trong phụ lục cho đầy đủ.

Chú thích 2 - Các tiêu chuẩn trích dẫn xem phụ lục U.

Định nghĩa phương pháp máy siêu âm mối hàn

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các định nghĩa sau đây. Các định nghĩa khác có thể tham khảo TCVN 6106:1996 (ASTM E 500:89)

• Mối nối xuyên qua (set-through connection): Một dạng mối nối bằng hàn giữa hai ống nối với nhau, trong đó ống có đường kính nhỏ xuyên hết chiều dày thành của ống có đường kính lớn.
• Mối nối đặt lên (set-on connection): Một dạng mối nối bằng hàn giữa hai ống nối với nhau, trong đó ống có đường kính nhỏ chỉ đặt trên bề mặt của ống có đường kính lớn mà không xuyên vào chiều dầy của nó.
• Mối nối nút (node joint): Một dạng mối nối bằng hàn giữa hai ống không nối với nhau được đặt nghiêng hoặc vuông góc với nhau, trong đó ống có đường kính nhỏ đặt trên bề mặt của ống có đường kính lớn mà không xuyên vào chiều dầy của nó.
• Mối hàn nhánh (branch weld): Một dạng mối nối bằng hàn giữa hai ống nối với nhau, trong đó đường kính của ống nhỏ bằng hay lớn hơn một nửa đường kính của ống lớn.
• Mối hàn nhánh nhỏ (nozzle weld): Một dạng mối hàn giữa hai ống nối với nhau, trong đó đường kính ống nhỏ bé hơn nửa đường kính của ống lớn.
• Mối hàn nhánh cụt (stub weld): Một dạng của mối hàn nhánh nhỏ, trong đó chiều dày thành của ống nhỏ bằng hoặc nhỏ hơn 12,5 mm và đường kính trong bằng hoặc nhỏ hơn 120 mm.
• Các phía của siêu âm mối hàn (hay mối nối) (sides of weld (or joint): Hai phía của mối hàn là các vùng của 2 chi tiết được hàn với nhau.
• Bề mặt mối hàn (hay mối nối) (surface of weld) (or joint): Bề mặt toàn bộ của mối hàn: Thí dụ bề mặt của mối hàn giáp mép ống là bề mặt phía trong ống và phía ngoài ống.
• Mối nối giáp mép thẳng hàng (in-line butt joint): Mối nối giữa các mép hay đầu của hai phần song song với nhau.
• Mối nối không thẳng hàng (non-linear joint): Mối nối bất kỳ giữa hai phần không song song với nhau.
• Mức đánh giá (evaluation level): Chiều cao của tín hiệu liên hệ với mức hiệu chỉnh biên độ - khoảng cách (DAC) mà bất kỳ tín hiệu nào thấp hơn nó đều có thể bỏ qua, còn cao hơn nó đều phải xem xét tiếp.
• Ảnh xung phản xạ động học (echodynamic pattern): Một dạng thay đổi chiều cao và hình dạng của tín hiệu khi cho chùm siêu âm qua khuyết tật theo hai chiều vuông góc với nhau.
• Mức ghi (recording level): Chiều cao của tín hiệu liên hệ với đường cong DAC mà những tín hiệu cao hơn đường đó phải được ghi.
• Thân mối hàn (kim loại hàn) (weld body) (weld metal): Tất cả kim loại bị nóng chảy trong khi tạo thành mối hàn và giữ lại trong mối hàn.

Các đề mục cần cho thỏa thuận

• Các yêu cầu chung máy siêu âm mối hàn

Nếu không có các thỏa thuận khác giữa các bên tham gia hợp đồng, các việc phải làm là:

• như đã cho trong tiêu chuẩn áp dụng; hoặc
• như liệt kê trong bảng 1.

Chú thích - Khi công việc đã được thỏa thuận giữa hai bên, các đề mục 1 tới 4 trong bảng 1 phải được thỏa thuận khi thảo luận hợp đồng, các đề mục từ 5 tới 7 sẽ được làm trước khi bắt đầu thử nghiệm.

Các yêu cầu riêng cho mức kiểm tra 4

Nếu việc thử nghiệm được tiến hành với mức kiểm tra 4 các nội dung sau đây phải được hai bên thỏa thuận tiếp ngoài các phần ở điều 3.1.

• phương pháp đặt độ nhậy thử, mức ghi, đánh giá;
• độ nhậy thử, mức ghi, hoặc mức đánh giá cần được áp dụng;
• chi tiết về việc quét được áp dụng và đầu dò sử dụng;
• loại điều kiện bề mặt mối hàn (xem 8.2).

Chú thích - Khi không có bất kỳ thỏa thuận nào trong các nội dung ở trên, cần áp dụng các điều khoản của mức kiểm tra 2.

Các yêu cầu riêng cho tất cả các mức kiểm tra siêu âm mối hàn

Ngoài các yêu cầu ở 3.1 và 3.2, các nội dung sau đây cũng phải được thỏa thuận giữa hai bên để lập thành văn bản.

• nơi nào việc cấp chứng chỉ cá nhân là không phù hợp với sơ đồ cấp chứng chỉ quốc gia, trình độ của người thực hiện kiểm tra (xem điều 4);
• sự quét mối hàn đã được thay đổi, bỏ đi, thêm vào (xem điều 6 và 9.1);
• loại profin bề mặt mối hàn được áp dụng cho qui trình thử (xem 8.2);
• giai đoạn chế tạo tại đó tiến hành việc thử (xem 9.1);
• nếu sự quét tùy ý cho khuyết tật mối hàn ngang được thực hiện (xem bảng 6);
• nếu kích thước các khuyết tật được xác định ở phạm vi vượt quá vị trí nửa khoảng cách bước (xem 17.5).

Bảng 1 - Các đề mục cho thỏa thuận hoặc công việc

Đề mục

Công việc

1. Tiêu chuẩn chấp nhận (xem chú thích)

Các điều chủ yếu trong thỏa thuận (trừ khi một tiêu chuẩn chấp nhận đã bao gồm trong tiêu chuẩn áp dụng có liên quan khi tiêu chuẩn này được sử dụng)

Khi đánh giá tình trạng nguy hiểm về mặt kỹ thuật hoặc phá hủy cơ học dùng mức kiểm tra 1 và kết quả báo cáo.

2. Mức kiểm tra (xem điều 6)

Khi không có một mức kiểm tra nào được qui định trong tiêu chuẩn áp dụng có liên quan, thì áp dụng mức kiểm tra 2.

3. Giai đoạn chế tạo tại đó tiến hành kiểm tra

Nếu có thể sau khi xử lý nhiệt lần cuối. Nếu kết cấu của mối nối không cho phép làm điều này, việc kiểm tra siêu âm toàn bộ phải được thực hiện ở giai đoạn cuối cùng trong quá trình chế tạo nếu có thể và có thể phải được bổ sung bằng một kiểm tra bất kỳ sau lần xử lý nhiệt cuối cùng.

4. Trình độ được công nhận của người thực hiện kiểm tra

Loại thích hợp theo sơ đồ cấp chứng chỉ quốc gia.

Chú thích - Xem hướng dẫn ghi ở phần chú thích của điều 4.

5. Dữ liệu đối chiếu vị trí

Phù hợp với cách hàn thông thường của nhà cung cấp hay sản xuất.

6. Sử dụng khối thử đặc biệt

Phù hợp với cách hàn thông thường của nhà cung cấp hay sản xuất

7. Qui trình kiểm tra chi tiết (xem 7.2)

Được chuẩn bị bởi nhà cung cấp hay sản xuất phù hợp với các yêu cầu riêng và các qui định của tiêu chuẩn này.

8. Báo cáo

Nội dung báo cáo phụ thêm.

Chú thích - Nếu có thể, các tiêu chuẩn chấp nhận cần được viết dưới dạng có liên hệ trực tiếp với các thông số đo được bằng phương pháp siêu âm. Các khuyến nghị về việc soạn thảo các tiêu chuẩn chấp nhận cho việc kiểm tra chất lượng được ghi trong phụ lục A.

• Nhân sự

Việc áp dụng có kết quả phép thử siêu âm bằng tay phụ thuộc vào kinh nghiệm và hiểu biết của nhân viên soạn thảo qui trình thử và trình độ và khả năng của người thực hiện kiểm tra siêu âm theo qui trình và giải thích kết quả.

Khi không có thỏa thuận nào khác giữa các bên ký hợp đồng (xem 3.3a) thì trình độ và loại của chứng chỉ cá nhân phải phù hợp với sơ đồ cấp chứng chỉ cá nhân quốc gia (ví dụ sơ đồ cấp chứng chỉ cá nhân trong thử không phá hủy (PCN).

Chú thích - Nếu chọn sơ đồ cấp chứng chỉ cá nhân trong thử không phá hủy (PCN) thì:

• người chịu trách nhiệm soạn thảo qui trình cho mức kiểm tra 4 (xem điều 6) hoặc các qui trình khác sẽ là:
• người được cấp chứng chỉ thử không phá hủy bậc 3 hoặc
• người ở cương vị chịu trách nhiệm với việc đào tạo kỹ thuật và kinh nghiệm được xem là người nhiều thâm niên trong thử không phá hủy bậc 2;
• người giải thích và hướng dẫn các phép thử thực hiện theo đúng tiêu chuẩn này phải là người được cấp chứng chỉ thử không phá hủy bậc 2 được trợ giúp của người được cấp chứng chỉ bậc 1 (nếu thích hợp).

Thiết bị

• Máy phát hiện khuyết tật và đầu dò
• Thể hiện: Dùng thể hiện kiểu quét A. Vết sáng phải được xác định rõ ràng cùng với các vạch chia cố định của thang đo lẫn biên độ.
• Tần số thử: Thiết bị phải có khả năng làm việc với các tần số thử trong khoảng từ 1 MHz+ 6 MHz.
• Độ tuyến tính của thang thời gian: Độ tuyến tính của thang thời gian phải trong khoảng 2 % trên toàn thang, có nghĩa, tín hiệu phản xạ không bị lệch lớn hơn 2 % của thang thời gian so với giá trị thực của nó.

Độ tuyến tính của bộ khuyếch đại

• Tuyến tính: Bộ khuyếch đại phải tuyến tính với độ chính xác ± 1 dB tại bất kỳ điểm nào trong khoảng 20 % đến 80 % chiều cao toàn bộ màn hình. Bộ khuyếch đại phải có đặc trưng động không nhỏ hơn 24 dB trong vùng chiếm tới 80 % chiều cao toàn bộ màn hình.
• Logarit: Bộ khuyếch đại phải cho ta các bước gián cách đều tính theo đêxibel trong toàn bộ chiều cao của các vạch chia độ.

Điều khiển độ khuyếch đại đã hiệu chuẩn

Độ khuyếch đại phải được điều chỉnh qua bộ điều khiển độ khuyếch đại đã hiệu chuẩn có các bước không vượt quá 2 dB và có mức chính xác không nhỏ hơn 1 dB trong bất kỳ khoảng 20 dB nào.

Đầu dò

Bất kỳ “nhiễu nội” nào từ đầu dò cũng không được cản trở việc giải thích kết quả tại độ nhậy làm việc.

Lưu ý 1 - Khi một đầu đò được dùng với các máy phát hiện khuyết tật khác nhau cần có sự hòa hợp cảm ứng để thu được chất lượng tối ưu.

Lưu ý 2 - Hướng dẫn việc chọn đầu dò được cho trong phụ lục C và hướng dẫn việc xác định các đặc trưng của đầu dò cho trong BS 4331-3.

Độ phân giải: Độ phân giải của một liên hợp thiết bị điện tử và đầu dò được đo trên khối thử A.7 theo BS 2704 bằng phương pháp trong BS 4331.

Khối thử này thích hợp cho việc đo độ phân giải của đầu dò sóng dọc và sóng ngang.

Các đầu dò sóng dọc trong trong phạm vi tần số từ 4 MHz đến 6 MHz phải được phân giải rõ ràng các bậc 3 mm và 4 mm, các đầu dò tần số thấp hơn (2 MHz đến 2,5 MHz) phải phân giải được các bậc 5 mm.

Đầu dò sóng ngang trong phạm vi tần số từ 4 MHz đến 6 MHz phải phân giải rõ ràng các bậc 2 mm và 3 mm. Các đầu dò tần số thấp hơn (2 MHz đến 2,5 MHz) phải phân giải được các bậc 4 mm và 5 mm.

Chú thích - Có thể tham khảo TCVN 5114:1990.

Các mẫu chuẩn và mẫu đối chiếu

Các mẫu chuẩn dùng để hiệu chuẩn thiết bị và xác định các đặc tính của đầu dò được qui định trong BS 2704 và BS 4331-3 (có thể tham khảo TCVN 5114:90).

Các mẫu đối chiếu được dùng để đặt độ nhậy theo phương pháp DAC, được mô tả trong K.1.

Sự tiếp xúc âm

Sự tiếp xúc âm có thể thực hiện được hoặc do tiếp xúc hoặc khe quét dùng chất lỏng, chất keo, bột dẻo tùy theo ứng dụng, thích hợp với vật liệu cần thử.

Nhiệt độ bề mặt cực đại khi dùng các đầu dò thông thường và chất tiếp xúc âm không vượt quá 50°C.

Hiệu chuẩn

Phương pháp hiệu chuẩn các máy phát hiện khuyết tật và đầu dò theo BS 4331-1 (có thể tham khảo TCVN 5114:90).

Các khối thử và đầu dò dùng trong khi hiệu chuẩn phải được giữ ở nhiệt độ trong khoảng ± 15°C so với các mối nối cần kiểm tra.

Chú thích - Khi nhiệt độ tăng, sự suy giảm tăng lên đáng kể và làm giảm vận tốc truyền sóng siêu âm trong vật liệu dùng chế tạo các đầu dò nghiêng. Điều này dẫn đến làm giảm độ nhậy của đầu dò, làm tăng góc nghiêng của chùm tia.

Mức kiểm tra

Mục đích của các yêu cầu kiểm tra cụ thể này là: có mức kiểm tra cố định, có một tiêu chuẩn xác định, có thể thực hiện được bởi các người thầu khác nhau trên các loại chính của mối hàn. Vì các mối hàn khác nhau, dùng cho các ứng dụng khác nhau, nên 3 mức kiểm tra đã được định nghĩa để áp dụng.

Các yêu cầu của mức kiểm tra 1, 2, 3 cho các loại mối hàn có trong các bảng từ 3 đến 28, trong đó mô tả chi tiết loại điều kiện bề mặt, số và sự mở rộng đường quét, loại đầu dò (thẳng hay xiên), bề mặt có thể thực hiện việc quét. Các bảng này được dùng kết hợp với các điều 10 và 17 để cho độ nhậy quét cần thiết, các mức thăm dò / ghi và các thông số đo cho các loại khuyết tật chính.

Các bảng cũng cho các yêu cầu đối với các mối hàn mà việc quét không bị hạn chế (xem phụ lục D). Khi các yêu cầu nghiêm ngặt của các bảng không thể được đáp ứng do tính chất riêng của các mối nối hay các thành phần liên kết, các yêu cầu quét cần phải thay đổi để cho ít nhất một mức bằng nhau của vùng quét. Nếu điều này không đạt được, mức kiểm tra cụ thể không thể được đáp ứng.

Các mức kiểm tra phải được viết với các ứng dụng sau đây phải nhớ, mặc dầu các ứng dụng của nó có thể được qui định như đã yêu cầu.

• Mức kiểm tra 1: Mức kiểm tra cao, trong đó yêu cầu mức kiểm tra thực tế cao nhất.
• Mức kiểm tra 2: Mức kiểm tra trung bình, trong đó mức kiểm tra nghiệm ngặt dùng cho mục đích kiểm tra chất lượng. Việc kiểm tra này đảm bảo trong phạm vi giới hạn thông thường của kiểm tra siêu âm, mọi khuyết tật không chấp nhận được phải được phát hiện và phân loại.

Mức này chia làm 2 mức nhỏ: mức 2 A để kiểm tra các mối hàn đã được mài sửa hoàn toàn, mức 2B để kiểm tra các mối hàn trong điều kiện chưa được mài sửa.

• Mức kiểm tra 3: Một mức kinh tế cho việc kiểm tra chất lượng, điều khiển quá trình. Mức này không khuyến nghị cho việc đánh giá độ bền.

Chú thích - Cần chú ý rằng khi quan tâm đến kinh tế, một sự kiểm tra hạn chế hơn nữa cho mức kiểm tra 3 đã được chọn, trong đó xác suất phát hiện và hủy bỏ chính xác tất cả các khuyết tật về cấu trúc có thể được giảm đi.

• Mức kiểm tra 4: Yêu cầu của mức kiểm tra này không được xác định, nhưng sẽ được thỏa thuận theo yêu cầu của các bên ký hợp đồng để thực hiện những ứng dụng chưa có trong mức 1, 2 hay 3.

Ngoài ra, các chi tiết trong các bảng từ 3 tới 28 đại diện cho các yêu cầu cơ bản của các mức kiểm tra 1, 2 , 3. Trừ khi vượt qui định theo các yêu cầu của các bảng một cách đặc biệt, các yêu cầu chung của điều 9 sẽ phải đáp ứng.

Góc chùm tia và tần số đầu dò cho các trường hợp riêng, không được ghi trong bảng vì chúng phụ thuộc vào protin của mối hàn, loại hàn, chiều dầy mối hàn. Nhìn chung, ít nhất một góc chùm tia được lựa chọn càng gần pháp tuyến của mặt nóng chảy mối hàn này càng tốt. Chi tiết hơn về việc chọn đầu dò được ghi trong phụ lục C.

Chú thích - Khi cần thiết, việc quét thêm có thể được qui định theo thỏa thuận giữa các bên ký hợp đồng. Một trường hợp như vậy có thể xảy ra như khi có nguy cơ nứt kiểu chữ V.

Một cách tương tự, việc quét nào đó có thể bị hủy bỏ hay thay thế nếu có thỏa thuận giữa các bên ký hợp đồng khi việc đưa sóng âm vào bị hạn chế hay các tính chất khác của mối nối ngăn cản một hay nhiều phép quét liệt kê trong bảng không thực hiện được (xem 3.3b). Các yêu cầu đối với việc đưa siêu âm vào để kiểm tra không hạn chế các mối hàn được ghi trong bảng 32.

Trong trường hợp xuất hiện điều kiện không theo tiêu chuẩn tại thời điểm thử, các chi tiết và bất kỳ sự thay đổi nào so với các yêu cầu liệt kê trong bảng phải được ghi trong báo cáo của người thực hiện.

Khi áp dụng mức kiểm tra 4, các đề mục được thỏa thuận giữa các bên ký hợp đồng được liệt kê trong điều 3. Trong trường hợp này, cũng như đối với các mức kiểm tra 1, 2, 3, các yêu cầu chung của tiêu chuẩn này phải được đáp ứng.

http://lavme.vn/may-sieu-am-duong-han.htm