TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 165:1988

KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY – KIỂM TRA CHẤT LưỢNG MỐI HÀN ỐNG THÉP BÀNG PHưƠNG PHÁP SIÊU ÂM
Non- destructive testing – Quality control for welded connection of steel pipes by ultra-sound method

Tiêu chẩn này áp dụng để kiểm tra siêu âm bằng phương pháp xung dội các mối hàn vòng, giáp mép cửa ống thép có chiều dày từ 4 đến 120mm, hàn nóng chảy có đệm lót và không có đệm lót. Mục đích của phương pháp là phát hiện các khuyết tật trong mối hàn như vết nứt, hàn không ngấu, rò khí, đọng xỉ v.v…

Tiêu chuẩn này phù hợp với kiểm tra bằng tay và không áp dụng cho mối hàn có lớp phủ, mối hàn đắp và mối hàn giữa các thép khác loại.

1. Yêu cầu chung

1.1. Người kiểm tra

1.1.1. Người được giao nhiệm vụ kiểm tra siêu âm cần đảm bảo các điều kiện:

– Được đào tạo tốt nghiệp cả lí thuyết và thực hành về kiểm tra khuyết tật trong kim loại bằng siêu âm;

– Có ít nhất 2 tháng thực tế do người kiểm tra có kinh nghiệm kèm cặp;

– Được cơ quan có thẩm quyền cấp bằng hoặc giấy cho phép kiểm tra.

1.1.2. Trong quá trình công tác, người kiểm tra phải được kiểm tra lại trình độ chuyên môn theo định kì 2 năm một lần và phải thường xuyên bồi dưỡng kiến thức về những tiến bộ mới trong công tác kiểm tra siêu âm.

Nếu bị gián đoạn công tác kiểm tra quá 2 năm, người kiểm tra phải sát hạch lại và khi được cấp bằng hoặc giấy phép khác mới được tiếp tục công tác kiểm tra.

1.1.3. Trường hợp cần kiểm tra các liên kết hàn dạng đặc biệt người kiểm tra phải được đào tạo theo yêu cầu của dạng liên kết hoặc sản phấm đặc biệt đó.

1.2. Thiết bị kiểm tra.

1.2.1. Máy kiểm tra siêu âm (máy dò khuyết tật siêu âm) cần đảm bảo:

– Kiểm tra được bằng phương pháp xung dội;

– Có giải tần làm việc trong khoảng từ l đến 6 MHz;

– Kích thước tối thiểu của màn ảnh chữ nhật: 40 x 60mm;

– Có bộ suy giảm với thang đo chia vạch đến 2dB.

1.2.2. Cần kiểm tra lại các thông số của máy theo TCVN 1548: 1974 và theo hướng dẫn dẫn sử dụng thiết bị của nhà máy chế tạo. Các sai lệch không cho phép phải được điều chỉnh trước khi sử dụng.

1.2.3. Đầu dò

1. a) Trên đầu dò nghiêng sử dụng để kiểm tra cần ghi rõ;

– Tần số làm việc;

– Góc nghiêng của đầu dò hoặc góc vào của tia siêu âm trong thép;

– Điểm phát của chùm tia siêu âm

1. b) Các thông số của đầu dò chọn để kiểm tra phụ thuộc vào chiều dọc thành ống theo bảng 1.

Bảng 1

Chú thích: Các thông số của đầu dò phải được kiểm tra lại theo TCVN 1548: 1974.

1.2.4. Khi kiểm tra các ống có đường kính dưới 100mm, bề mặt làm việc của đầu dò nên có độ cong phù hợp với bề mặt ống. Khi đó bán kính cong của đầu dò lớn hơn bán kính cong của ống từ 1 đến 2mm.

1.2.5. Mẫu chuẩn là mẫu dùng để kiểm định các thông số kiểm tra cơ bản và các thông số của thiết bị theo chỉ dẫn của TCVN 1548: 1974. Các bộ phận kiểm tra nhất thiết phải có bộ mẫu chuẩn N 01, 2, 3 theo TCVN 1548: 1974.

1.2.6. Mẫu thử là mẫu dùng để điều chỉnh máy (điều chỉnh độ lâu đường quét và độ nhạy). Mẫu thử được chế tạo giống như liên kết hàn và loại thép, phương pháp hàn, đường kính, chiều dày và độ bóng bề mặt. Quy cách các mẫu thử chỉ dẫn ở điều 2.2. và phụ lục 5.

1.2.7. Chất tiếp âm là chất nhằm đảm bảo sự tiếp xúc giữa đầu dò và bề mặt chi tiết. Chất tiếp âm có thể là các loại dầu nhờn như dầu AK, dầu biến thế, dầu tuốc bin v.v… và các loại mỡ công nghiệp.

2. Công tác chuẩn bị

2.1. Chuẩn bị chung

2.1.1. Địa điểm kiểm tra:

– Khi làm việc trên cao phải có sàn công tác với giá an toàn;

– Khi làm việc ngoài trời phải có bạt che mưa nắng và đảm bảo đọc được rõ màn ảnh dưới ánh sáng mặt trời:

– Hạn chế tối đa ảnh hưởng của các nguồn tiếng động;

– Nhiệt độ môi trường đảm bảo từ 5 đến 45⁰C;

– Mức dao động điện áp cung cấp cho máy không được vượt quá r 5%. Nếu vượt quá, cần ổn áp cho máy.

2.1.2. Chi tiết kiểm tra

1. a) Vùng dịch chuyển đầu dò cần:

– Làm sạch các rỉ sắt, xỉ tóe, vết xước v.v…

– Làm nhẵn đến độ bóng Ra=40m (tức ’4);

– Có chiều dài bằng chiều dài đoạn mối hàn cần kiểm tra, chiều rộng ở mỗi bên được tính tùy thuộc vào số lần phản xạ, nhưng tối thiểu:

              X t (2,5 S+40) khi S< 65mm               (1)

và           X t (135 S+40) khi S t 65mm              (2)

Trong đó: X – Chiều rộng vùng làm sàch để dịch chuyển đầu dò; mm;

S – Chiều dày danh định thành ống, mm.

Vùng dịch chuyển đầu dò được đánh dấu bằng các vạch giới hạn.

1. b) Khi chiều dày danh định thành ống 65mm và lớn hơn, nếu chỉ kiểm tra từ mặt ngoài ống thì cần gia công bằng và nhẵn bề mặt mối hàn như bề mặt thép cơ bản.
2. c) Chia mối hàn vòng ống thành 12 đoạn đều nhau và đánh số thứ tự theo chiều kim đông hồ. Các ống có đường kính lớn hơn 800mm thì chia mối hàn thành các đoạn dài 300mm để kiểm tra. Các kí hiệu và mốc đánh dấu cần ghi vào hồ sơ kiểm tra.
3. d) Nếu trong ống có chứa chất lỏng thì phải tháo chất lỏng ra khỏi ống trước khi kiểm tra.
4. e) Bôi phủ chất tiếp âm lên bề mặt vùng dịch chuyển đầu dò.

2.1.3. Người kiểm tra

Người kiểm tra cần có đủ số liệu về: điều kiện làm việc của sản phẩm; dạng vát mép, góc vát mép và chiều rộng mối hàn; loại que hàn, phương pháp hàn; bậc thợ và kí hiệu thợ hàn. Nếu kiểm tra mối hàn ống có đệm lót cần thêm số liệu về; kích thước của tấm đệm, vị trí của tấm đệm so với trục mối hàn và độ lệch cho phép khe hở giữa tấm đệm với ống thép và khoảng cách cho phép; mác thép của tấm đệm.

Người kiểm tra cần quan sát bên ngoài và xác định các khuyết tật trên về mặt mối hàn (nếu có). Sau khi quan sát, mối hàn không bị loại bỏ thì mới tiến hành kiểm tra siêu âm.

2.2. Điều chỉnh máy

2.2.1. Điều chỉnh độ lâu đường quét (hay tốc độ quét) để tín hiệu phản xạ từ khuyết tật mối hàn luôn luôn nằm trong vùng xác định trên đường quét của màn ảnh máy.

2.2.2. Hình dạng và kích thước mẫu thử để chỉnh độ lâu đường quét trình bày ở bảng 2 và từ hình 1 đến hình 4.

Bảng 2

Chú thích:

1. Chiều dài mẫu thử cho trong bảng chỉ phù hợp khi kiểm tra mối hàn bằng tia trực tiếp và tia phản xạ một lần. Khi kiểm tra bằng các tia phản xạ nhiều lần, chiều dài mẫu cần kéo dài thêm tùy thuộc vào số lần phản xạ.
2. Chiều dày mẫu thử không được sai khác qúa 0,1 chiều dày danh định thành ống.

2.2.3. Lỗ phản xạ góc trên mẫu thử được chế tạo theo TCVN 1548: 1974 và phụ lục 5 của tiêu chuẩn này. Kích thước lỗ phản xạ gốc trên mẫu thử phụ thuộc chiều dày thành ống theo bảng 3.

Bảng 3: Kích thước lỗ phản xạ góc trên mẫu thử

2.2.4. Điều chỉnh độ lâu đường quét

Dịch chuyên đầu dò dọc theo bề mặt mẫu thử cho đến khi nhận được các tín hiệu phản xạ có biên dộ lớn nhất từ:

– Lỗ phản xạ góc dưới và trên đối với các mẫu có chiều dày nhỏ hơn 20mm;

– Cạnh dưới và cạnh trên đối với các mẫu có chiều dày 20-64.5mm.

– Cạnh dưới và lỗ khoan đối với mẫu có chiều dày 65mm và lớn hơn.

Sơ đồ điều chỉnh độ lâu đường quét chỉ dẫn trên hình 5.

Chú thích:

1. Có thể nhận biết các vị trí phản xạ bằng sự thay đối chiều cao biên độ tín hiệu khi tác dụng trực tiếp vào vị trí phản xạ (dùng giẻ lau có chất tiếp âm tiếp xúc vào vị trí phản xạ)

Đánh dấu vị trí các tín hiệu phản xạ có biên độ cực đại trên màn ảnh bằng xung đánh dấu hoặc người kiểm tra tự đánh dấu trên đường quét ngang.

2. Để có độ chính xác cao, cần điều chỉnh độ lâu đường nét theo lỗ khoan bên hông ở phần gốc và phần đỉnh mối hàn (đường kính lỗ từ 2 đến 3 mm, độ sâu không nhỏ hơn 10mm) của mẫu thử (hình 6)

2.2.5. Chọn số lần phản xạ. Để phát hiện vị trí phản xạ dưới, có thể dùng tia trực tiếp, tia phản xạ 2 lần hay 2n lần (n – số tự nhiên). Để phát hiện vị trí phản xạ trên, có thể dùng tia phản xạ 1 lần, 3 lần hay 2n+1 lần. Việc chọn số lần phản xạ phụ thuộc vào chiều dày thành ống, góc nghiêng, khoảng nhô của đầu dò và chiều rộng gờ nổi mối hàn. Nhưng để năng lượng âm tổn hao ít nhất trên đường đi, nên chọn:

– Tia trực tiếp và tia phản xạ l lần khi chiều dày thành ống nhỏ hơn 65 mm;

– Tia trực tiếp khi chiều dày thành ống 65mm và lớn hơn. Phần trên gần bề mặt của mối hàn loại này nên kiểm tra bằng các phương pháp kiểm tra khuyết tật bề mặt (sóng bề mặt, bột từ, dung dịch thẩm thấu…).

2.2.6. Điều chỉnh độ nhạy. Để xác định mức biên độ cho phép của khuyết tật trong mối hàn, cần điều chỉnh độ nhạy. Mẫu thử để điều chỉnh độ nhạy;

– Khi chiều dày danh định thành ống từ 4 đến 19,5mm, dùng mẫu thử ở điều 2.2.2;

– Khi chiều dày danh định thành ống 20mm và lớn hơn, dùng mẫu thử hình 7.

– Kích thước mẫu thử (hình 7) phụ thuộc sơ đồ chiếu tia và chiều dày thành ống

Bảng 4

Kích thước lỗ phản xạ đáy phẳng trên mẫu thử cũng phụ thuộc chiều dày thành ống. Khi dùng đầu dò có góc nghiêng 40⁰, kích thước lỗ được tính theo bảng 5.

Bảng 5

2.2.7. Trình tự điều chỉnh độ nhạy.

Trước hết để các núm điều chỉnh của máy ở chế độ có độ nhạy cao. Sau đó dịch chuyển đầu đó dọc theo mẫu thử cho đến khi nhận được tín hiệu có biên độ lớn nhất tử lỗ phản xạ góc ở các mẫu hình 1,2,4 đối với chiều đày thành nhỏ hơn 20mm và từ lỗ phàn xạ đáy phẳng ở các mẫu hình 7 đối với chiều dày thành 20mm và lớn hơn. Giữ nguyên vị trí tín hiệu trên màn ảnh rồi từ từ hạ độ nhạy bằng núm suy giảm cho đến khi chiều cao biên độ tín hiệu còn từ 10 đến 20mm, khi đó núm suy giảm có một trị số xác định (tính bằng dB).

Kiểm tra lại việc điều chỉnh độ nhạy bằng cách đo lại biên độ tín hiệu từ lỗ phản xạ: Nếu trị số đó lại sai khác vượt quá 2dB (hoặc 2mm trên màn ảnh) thì điều chỉnh bằng núm công suất cho đến khi đạt độ chính xác.

Chú thích: Kiểm tra nửa dưới mối hàn, chỉnh độ nhạy theo lỗphản xạ ở mặt trong của mẫu. Kiểm tra nửa trên mối hàn, chỉnh độ nhạy theo lỗ phản xạ ở mặt ngoài của mẫu (số lần phản xạ khi kiểm tra và điểu chỉnh độ nhạy phải như nhau).

3. Tiến hành kiểm tra

3.1. Trình tự chung

3.1.1. Sử dụng độ nhạy của máy ở các mức:

1. a) Mức tìm kiếm (là mức độ nhạy sử dụng khi dò tìm khuyết tật). Mức này có giá trị tùy thuộc chiều dày thép, độ bóng bề mặt tiếp xúc, chất lượng máy kiểm tra v.v…
2. b) Mức kiểm tra (là mức độ nhạy sử dụng khi đo các thông số của khuyết tật). Mức này có giá trị độ nhạy trung bình.
3. c) Mức loại bỏ thử nhất (là mức độ nhạy sử dụng khi đánh giá sự cho phép của khuyết tật theo biên độ tín hiệu xung).

Mức này có giá trị bằng mức độ nhạy xác định ở điều 2.2.7.

1. d) Mức loại bỏ thử hai (là mức độ nhạy sử dụng khi đánh giá sự cho phép của khuyết tật theo biên độ tín hiệu xung và hệ số dạng).

Thông thường mức loại bỏ thử nhất có độ nhạy thấp hơn mức kiểm tra 6dB và cao hơn mức loại bỏ thử hai 6dB. Khi kiểm tra các mối hàn có chiều dày từ 4 đến 64,5mm chỉ sử dụng 3 mức độ nhạy đầu, còn chiều dày 65mm và lớn hơn sử dụng cả 4 mức độ nhạy.

Trong quá trình kiểm tra, chỉ được sử dụng núm suy giảm của máy để điều chỉnh độ nhạy và cứ sau 30 phút làm việc cần định kì kiểm tra lại độ nhạy của máy.

3.1.2. Tiến hành kiểm tra.

1. Khi chiều dày danh định thành ống nhỏ hơn 65 mm;
2. a) Thiết lập mức độ nhạy tìm kiếm;
3. b) Chiếu tia siêu âm quét mối hàn;
4. c) Nếu xuất hiện tín hiệu khuyết tật thì xác định và ghi lại tọa độ khuyết tật;
5. d) Thiết lập mức độ nhạy kiểm tra. Nếu biên độ tín hiệu lớn hơn mức kiểm tra thì:

– Đo và ghi chiều dài quy ước của khuyết tật;

– Đo và ghi chiều cao quy ước của khuyết tật khi chiều dày danh định thành ống 20mm và lớn hơn;

– Xác định mức cho phép của khuyết tật theo chiều dài quy ước và chiều cao quy ước;

– Phân tích các đặc điểm của tín hiệu khuyết tật để xác định dạng khuyết tật.

1. e) Thiết lập mức loại bỏ thử nhất. Ghi biên độ tín hiệu khuyết tật ở mức độ nhạy này;
2. f) Tính toán số lượng khuyết tật cho phép theo chiều dài quy ước, chiều cao quy ước và biên độ tín hiệu xung.
3. Khi chiều dày danh định thành ống 65mm và lớn hơn: Thực hiện theo thử tự từ a đến e điều 3.l.2, sau đó:
4. g) Thiết lập mức loại bỏ thử hai nếu biên độ tín hiệu lớn hơn mức loại bỏ thứ nhất;
5. h) Tiến hành đo hệ số dạng của khuyết tật nếu biên độ tín hiệu nhỏ hơn mức loại bỏ thứ hai;
6. i) Tính toán số lượng khuyết tật cho phép theo chiều cao quy ước, chiều dài quy ước, biên độ tín hiệu và hệ số dạng.

Chú thích: Nếu không đo được hệ số dạng thì có thể chophép chỉ tiến hành theo thứ tự từ a đến g.

3.1.3. Chiếu tia siêu âm quét mối hàn: dịch chuyển đầu dò trong vùng dịch chuyển đầu dò ở cả hai bên mối hàn. Bước dịch chuyển theo hướng dọc trục mối hàn có độ rộng không lớn hơn 1/2 đường kính tinh thể áp diện trong đầu dò (thông thường từ 2 đến 5mm). Khi dịch chuyển vuông góc với trục..nối hàn, luôn xoay qua lại đầu dò một góc từ 10 đến 150 (hình 8).

Việc chọn sơ đồ chiếu (chọn tia siêu âm nào để chiếu quét các phần mối hàn) thực hiện theo điều 2.2.5.

Chú thích. Trường hợp bề mặt chi tiết không cho phép dịch chuyển đầu dò ở cả hai bên mối hàn (ví dụ liên kết kiểu 3 nhánh) có thể kiểm tra từ một bên nếu điều kiện kĩ thuật cho phép.

3.1.4. Khi chiều dày danh định thành ống 20mm và lớn hơn, nếu đường kính trong lớn thì nên kiểm tra cả từ mặt ngoài và mặt trong của ống.

Nếu kiểm tra phần trên gần bề mặt mối hàn loại này bằng tia phán xạ tín hiệu phản xạ có thể xuất hiện từ chỗ khung bằng phẳng của gờ nối mối hàn. Để tránh tín hiệu này, nên gia công bằng và phần gờ nối mối hàn như bề mặt thép cơ bản ở vùng dịch chuyển đầu dò.

3.1.5. Chiều dài quy ước của khuyết tật đo được là khoảng cách giứa các vị trí của đầu dò ứng với vị trí xuất hiện và mất đi của tín hiệu khuyết tật trên màn ảnhỏ hơn khi dịch chuyển đầu dò song song với trục mối hàn (hình 9).

3.1.6. Trong mối hàn ống, giá trị chiều dài quy ước phụ thuộc vào độ sâu xuất hiện khuyết tật và đường kính ống. Do vậy, chiều dài quy ước của khuyết tật được tính chuyển thành chiều dài quy ước quy đổi theo công thức 3:

Trong đó:

l_q – cbiều dài quy đổi, mm;

l_đ – chiều dài quy ước đo được, mm;

D_n – đường kính ngoài danh định của ống, mm;

H – độ sâu phát hiện khuyết tật, mm.

Khi khuyết tật nằm ở phần gốc mối hàn và được phát hiện bằng tia trực tiếp, có thể tính:

K – hệ số phụ thuộc đường kính ống và xác định theo bảng 6

Chú thích:

1. Phần gốc mối hàn nằm dưới 1/3 chiều cao mối hàn nhưng không lớn hơn 5mm.
2. Nếu khuyết tật được phát hiện bằng tia trực tiếp thì độ sâu phát hiện khuyết tật thì độ sâu phát hiện khuyết tật tính từ bề mặt mối hàn đến khuyết tật. Còn nếu được phát hiện bằng tia phản xạ một lần thì tính bằng chiều dày thép cộng với khoảng cách từ mặt cách từ mặt trong của ống đến khuyết tật.

Bảng 6

3.1.7. Khoảng cách quy ước giữa hai khuyết tật riêng biệt tính bằng khoảng cách giữa các vị trí đầu dò ứng với sự mất đi tín hiệu từ khuyết tật này và sự xuất hiện từ khuyết tật kia. Việc đo tiến hành ở mức độ nhạy kiểm tra và dịch chuyển đầu dò song song với trục mối hàn.

3.1.8. Chiều cao quy ước của khuyết tật kéo dài, chiều cao quy ước được đo, tại vị trí biên độ cực đại. Chỉ đo chiều cao quy ước của khuyết tật khi chiều dày danh định thành ống 20mm và lớn hơn.

3.1.9. Hai khuyết tật cùng nằm trong một tiết diện ngang của mối hàn được phân biệt nếu đỉnh hai tín hiệu phản xạ từ chúng không trùng lên nhau khi quét tia siêu âm vuông góc với trục mối hàn. Nếu hai tín hiệu phản xạ đó trùng lên nhau hoặc không tách biệt rõ rệt thì coi là chỉ có một khuyết tật.

3.1.10. Hệ số dạng (KΦ) được đo bằng phương pháp hai đầu dò mắc theo sơ đồ hình 10. Trị số KΦ được xác định dưới dạng tỉ số giữa U_pk và U_tp (U_pk –biên độ tín hiệu phản xạ từ khuyết tật đến đầu dò 1: U_tp biên độ tín hiệu đi từ đầu dò 1 đến đầu do 2).

Sau khi phản xạ ở khuyết tật va bề mặt trong của ống tách biệt hỗn hợp (TCVN 1548: 1974)

Hệ sế KΦ được quy định:

– Dương, nếu chiều cao biên độ tín hiệu U_pk lớn hơn chiều cao biên độ tín hiệu U_tq;

– Bằng1, nếu chiều cao biên độ tín hiệu U_pk tương đương U_tq;

– Âm, nếu chiều cao biên độ tín hiệu U_pk nhỏ hơn U_tq.

Hệ Số dạng KΦ được đo với mục đích xác định dạng khuyết tật (mặt hay khối) và khi đó khuyết tật quy định:

– Là khuyết tật khối khi KΦ dương hoặc bằng ;

– Là khuyết tật mặt khi KI âm.

Chú thích:

1. Khuyết tật khối bao gồm các khuyết tật dạng xỉ, xỉ dải, rỗ khí, khí dạng chuỗi… Khuyết tật mặt gồm các khuyết tật dạng không ngấu và các vết nứt.
2. Nếu bề mặt chi tiết kiểm tra không thể đặt được hai đầu đó theo sơ đồ hình 10 thì cho phép không đo KI. Khi không đo KI, dạng khuyết tật được xác định bằng cách phân tích các đặc điểm tín hiệu khuyết tật chỉ dẫn ở điều 3.2.53.2.

TCVN 165:1988 KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY - KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG MỐI HÀN ỐNG THÉP BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM
tcvn-165-1988-kiem-tra-khong-pha-huy-kiem-tra-chat-luong-moi-han-ong-thep-bang-phuong-phap-sieu-am_2.pdf

1.5 MiB
238 Downloads
Chi tiết

Thời gian:

01/04/2016