KỸ THUẬT GIÁM SÁT KHUYẾT TẬT VÀ KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY

[vietsoft]

Để giám sát các khuyết tật bên trong và trên bề mặt của một số chi tiết máy mà không phá hủy chúng, người ta dùng nhiều phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT – Non Destructive Testing) khác nhau như: phương pháp kiểm tra bằng từ tính, kiểm tra bằng chất thấm màu, kiểm tra bằng dòng Eddy, kiểm tra bằng siêu âm, kiểm tra bằng tia X, ...
1. Mục đích
Giám sát khuyết tật và kiểm tra không phá hủy nhằm:
- Cải tiến công nghệ sản xuất
Phương pháp NDT thường được dùng để kiểm tra chất lượng của sản phẩm. Trong quá trình sản xuất, nếu nhiều sản phẩm bị khuyết tật thì phải kiểm tra và cải tiến công nghệ sản xuất hiện tại để nâng cao chất lượng thành phẩm cũng như hạn chế các khuyết tật của sản phẩm.
- Giảm chi phí sản xuất
Cần đầu tư chi phí khi áp dụng phương pháp NDT. Nhưng chi phí cho phương pháp này ít hơn nhiều so với chi phí cho việc sửa chữa những hư hỏng mà nguyên nhân gây ra là do phôi của các khâu không được giám sát, kiểm tra trước khi đưa vào gia công.
- Tăng độ tin cậy
Áp dụng phương pháp NDT vào sản xuất để kiểm tra chất lượng sản phẩm sẽ cải thiện chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm vì phương pháp này giúp phát hiện các khuyết tật của phôi và sản phẩm.
2. Phân loại và mức độ gây hại của các khuyết tật
a. Phân loại khuyết tật
- Rãnh và sự tập trung ứng suất
• Rãnh là nơi mà hình dạng bề mặt vật liệu bị thay đổi đột ngột. Khi vật liệu có rãnh bị tác động bởi ngoại lực thì ứng suất tại đáy rãnh lớn hơn rất nhiều so với giá trị ứng suất được tính khi vật liệu không có rãnh. Hiện tượng này gọi là sự tập trung ứng suất hay còn gọi là hiệu ứng rãnh.
• Tỷ lệ giữa ứng suất tại đáy rãnh và ứng suất danh nghĩa được gọi là hệ số tập trung ứng suất. Hệ số tập trung ứng suất chỉ liên quan đến hình dạng của rãnh, không liên quan đến loại vật liệu và kích cỡ của rãnh.
Khi hình dạng của rãnh nhọn giống như vết nứt thì hệ số tập trung ứng suất tăng rất nhanh và khả năng phá hủy vật liệu cao.
• Áp dụng phương pháp NDT để phát hiện sự tồn tại của rãnh.
- Khuyết tật mối hàn
Thường là các vết nứt, tạp chất xỉ, rỗ khí..., có thể được phát hiện bằng phương pháp NDT.
• Vết nứt:
+ Vết nứt mối hàn là một khuyết tật nghiêm trọng nhất trong số các khuyết tật mối hàn. Dựa vào nhiệt độ, người ta chia vết nứt ra làm hai loại: vết nứt nóng và vết nứt lạnh.
+ Ở nhiệt độ cao, kim loại chỗ mối hàn hay chỗ bị ảnh hưởng của hơi nóng chưa đông đặc được. Ở khoảng nhiệt độ này kim loại có độ dẻo thấp nên có thể xuất hiện các vết nứt và các vết nứt này được gọi là các “vết nứt nóng”.
+ Khi nhiệt độ tại mối hàn giảm xuống dưới 300 0C thì xuất hiện các “vết nứt lạnh”. Các “vết nứt lạnh” xuất hiện do: khí H2 sinh ra ở mối hàn, hiện tượng co rút, tập trung ứng suất tại rãnh và hiện tượng biến cứng của kim loại tại vị trí hàn hoặc khu vực bị ảnh hưởng của nhiệt gây ra. Để phát hiện các “vết nứt lạnh” của mối hàn phải tiến hành kiểm tra bằng phương pháp NDT chậm nhất là 24 giờ sau khi hàn.
• Tạp chất xỉ:
Khi hàn có thể có một phần xỉ còn tồn tại bên trong mối hàn mà không nổi lên. Tạp chất xỉ thường nhỏ và phân bố đều.
• Rỗ khí
Rỗ khí xảy ra do kim loại hàn đông đặc trước khi khí CO2 hoặc khí H2 bay hơi.
b. Mức độ gây hại của các khuyết tật
Các khuyết tật trong sản phẩm có thể làm thay đổi các tính năng của sản phẩm như khả năng chịu tải, độ bền, tuổi thọ....
- Độ bền giảm
Độ bền của chi tiết có khuyết tật phụ thuộc vào hình dạng và hướng của khuyết tật. Khuyết tật có hình tròn làm giảm độ bền của kết cấu theo tỉ lệ giảm diện tích bề mặt cắt. Khuyết tật dài và mảnh làm giảm độ bền theo mức độ tập trung ứng suất.
Khuyết tật bề mặt nguy hiểm hơn khuyết tật bên trong nếu như chúng thuộc cùng loại và cùng kích cỡ.
Nếu vật liệu có khuyết tật hay có kim loại hàn thừa ở bề mặt thì sự tập trung ứng suất sẽ xảy ra tại những điểm này. Vì thế nên làm sạch kim loại hàn thừa trong các mối hàn là điều quan trọng.
- Vật liệu bị phá hủy
• Mỏi kim loại
Vật liệu thường bị phá hủy ngay bởi ứng suất lớn. Nhưng khi một ứng suất nhỏ hơn tải trọng tĩnh tác động nhiều lần đến vật liệu thì sẽ làm xuất hiện các vết nứt. Vết nứt này cứ lớn dần và cuối cùng vật liệu bị phá hủy. Đó là hiện tượng mỏi của kim loại. Nghiên cứu hiện tượng này rất quan trọng đối với thiết bị quay, thiết bị rung...
Trường hợp hư hỏng do kim loại bị phá hủy vì mỏi gây ra lớn hơn nhiều so với hư hỏng do tải trọng tĩnh gây ra.
• Gãy giòn và gãy dẻo
Khi vật liệu bị tác động bởi ứng suất lớn hơn ứng suất đàn hồi thì biến dạng dẻo xảy ra và vật liệu không thể trở về trạng thái ban đầu của nó. Sau đó, vết nứt xuất hiện và kim loại bị phá hủy. Hiện tượng phá hủy vật liệu được chia làm hai loại: gãy giòn và gãy dẻo.
+ Gãy giòn: là hiện tượng vật liệu bị phá hủy do lực bên ngoài tác động khi không có biến dạng dẻo và không có co thắt tại vị trí gãy. Hiện tượng này rất dễ xảy ra đối với vật liệu cứng như gang.
Xem thêm : Quản lý bảo trì nhà máy tại website vietsoft.

Mọi nhu cầu cần tư vấn vui lòng liên hệ :

CÔNG TY TNHH PHẦN MỀM NAM VIỆT
VIETSOFT CO., LTD
Địa chỉ : 91 Nguyễn Trọng Lội, Phường 4, Quận Tân Bình, TP HCM , Việt Nam
Fax : 08.38 110 750
Điện thoại : 08.38 110 770 (ext:108)
Email : chiltk@vietsoft.com.vn
Website : http://vietsoft.com.vn