Giải thích chụp X quang về chất lượng mối hàn là một kỹ năng quan trọng mà mọi kỹ sư cơ khí nên hiểu để đảm bảo tính toàn vẹn và an toàn của kết cấu hàn. Xét nghiệm X quang (RT) sử dụng tia X hoặc tia gamma để tạo ra hình ảnh về cấu trúc bên trong của mối hàn, tiết lộ các khuyết tật không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Dưới đây là những gì mọi kỹ sư cơ khí nên biết về quy trình này và cách giải thích của nó:

Kiến thức cơ bản về kiểm tra mối hàn chụp X quang

• Nguyên tắc: RT hoạt động bằng cách truyền bức xạ qua mối hàn. Các khu vực dày đặc hơn hấp thụ nhiều bức xạ hơn và có vẻ nhẹ hơn trên X quang, trong khi các khu vực ít dày đặc hơn (chẳng hạn như khoảng trống hoặc vết nứt) hấp thụ ít hơn và có vẻ tối hơn. Sự tương phản này giúp xác định các khuyết điểm bên trong256.

• Nguồn bức xạ: Tia X thường được sử dụng cho các vật liệu mỏng hơn, trong khi tia gamma được ưu tiên cho các phần dày hơn. Hiệu chuẩn và an toàn thích hợp là điều cần thiết25.

• Quy trình: Bức xạ được hướng từ một bên của mối hàn và một máy dò hoặc phim ở phía đối diện chụp ảnh. Sau đó, màng được xử lý hóa học để tạo ra một bản ghi vĩnh viễn về tình trạng bên trong của mối hàn35.

Các khuyết tật mối hàn phổ biến có thể phát hiện được bằng chụp X quang

Các kỹ sư cơ khí sẽ có thể nhận ra những khiếm khuyết điển hình này trên chụp X-quang:

• Tạp chất xỉ: Các hình dạng tối, lởm chởm, không đối xứng bên trong hoặc dọc theo mối hàn, cho thấy các tạp chất phi kim loại bị mắc kẹt trong mối hàn13.

• Độ xốp: Các đốm đen tròn với kích thước khác nhau, nằm rải rác ngẫu nhiên hoặc cụm, do bong bóng khí bị mắc kẹt gây ra37.

• Thâm nhập không hoàn chỉnh (IP) / Thiếu thâm nhập (LOP): Các khu vực mà kim loại hàn không xuyên qua hoàn toàn mối nối, xuất hiện dưới dạng đường sẫm màu thẳng hoặc thay đổi mật độ đột ngột dọc theo gốc mối hàn147.

• Ngấu không hoàn chỉnh (LOF): Các đường sẫm màu kéo dài giữa các hạt hàn và bề mặt mối nối, cho thấy liên kết kém7.

• Các vết nứt: Các đường lởm chởm, mờ nhạt phải được định hướng song song với chùm tia X để có thể nhìn thấy4.

• Undercut và Conwrench: Khoét hoặc lõm dọc theo các cạnh hoặc bề mặt mối hàn, có thể nhìn thấy dưới dạng những thay đổi cục bộ về mật độ37.

• Gia cố mối hàn quá mức hoặc không đầy đủ: Các khu vực có độ dày kim loại hàn nhiều hơn hoặc nhỏ hơn quy định, xuất hiện dưới dạng vùng sáng hơn (thừa) hoặc tối hơn (không đủ) so với vật liệu cơ bản47.

• Bù đắp hoặc không khớp: Sự sai lệch của các mảnh hàn, được coi là sự thay đổi mật độ đột ngột trên chiều rộng mối hàn47.

Các bước giải thích

Giải thích chụp X quang bao gồm ba bước chính:

1. Phát hiện: Xác định bất kỳ sự gián đoạn hoặc bất thường nào trong hình ảnh mối hàn, yêu cầu thị lực tốt và điều kiện ánh sáng thích hợp4.

2. Giải thích: Hiểu bản chất của sự gián đoạn được phát hiện — cho dù chúng là khuyết tật như độ xốp, vết nứt hay tạp chất — và tác động tiềm ẩn của chúng đối với tính toàn vẹn của mối hàn14.

3. Đánh giá: Đánh giá mức độ nghiêm trọng của các khuyết tật so với các mã và tiêu chuẩn hiện hành để quyết định xem mối hàn có thể chấp nhận được hay cần sửa chữa hay không34.

Thách thức và cân nhắc

• Phiên dịch bức xạ có thể mang tính chủ quan và phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm và đào tạo của phiên dịch viên. Các yếu tố như chất lượng màng, tiếng ồn, độ tương phản và độ dày mối hàn có thể làm phức tạp việc phát hiện và định lượng khuyết tật1.

• Các hệ thống có sự hỗ trợ của máy tính đang được phát triển để hỗ trợ thông dịch viên con người bằng cách số hóa chụp X quang và sử dụng các thuật toán để xác định các sai sót, nhằm giảm tính chủ quan và cải thiện tính nhất quán1.

• Chụp X quang tốn nhiều công sức và đòi hỏi các quy trình an toàn nghiêm ngặt do sử dụng bức xạ ion hóa35.

• Việc tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định của ngành là bắt buộc để đảm bảo chất lượng và an toàn mối hàn, làm cho thử nghiệm chụp X quang trở thành một phần thiết yếu của việc đảm bảo chất lượng trong nhiều lĩnh vực23.

Tại sao kỹ sư cơ khí nên biết điều này

• Hiểu được cách giải thích mối hàn chụp X quang cho phép các kỹ sư xác định tốt hơn các yêu cầu kiểm tra, đánh giá kết quả kiểm tra và đưa ra quyết định sáng suốt về chất lượng mối hàn và an toàn kết cấu.

• Nó giúp xác định sớm các điểm hỏng hóc tiềm ẩn, ngăn ngừa việc sửa chữa tốn kém hoặc hỏng hóc thảm khốc trong dịch vụ.

• Kiến thức về các khuyết tật mối hàn phổ biến và hình thức chụp X quang của chúng hỗ trợ giao tiếp hiệu quả với các kỹ thuật viên NDT và nhóm kiểm soát chất lượng.

Tóm lại, giải thích chụp X quang về chất lượng mối hàn là một kỹ năng chuyên biệt nhưng cần thiết liên quan đến việc phát hiện, xác định và đánh giá các khuyết tật mối hàn bên trong bằng hình ảnh tia X hoặc tia gamma. Các kỹ sư cơ khí được trang bị kiến thức này có thể đảm bảo các thành phần hàn đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và hiệu suất, do đó bảo vệ tính toàn vẹn của cấu trúc và độ tin cậy vận hành12347.