KIỂM TRA ĐỘ CỨNG TRONG MỐI HÀN – MỘT CÔNG CỤ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG QUAN TRỌNG

KIỂM TRA ĐỘ CỨNG TRONG MỐI HÀN – MỘT CÔNG CỤ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG QUAN TRỌNG 🔍

Kiểm tra độ cứng là một phương pháp kiểm tra quan trọng được sử dụng để xác minh tính toàn vẹn của mối hàn, đảm bảo tuân thủ quy chuẩn và đánh giá hiệu suất hoạt động lâu dài.

Kiểm tra độ cứng là gì? Kiểm tra độ cứng đo lường khả năng chống lại sự lún của vật liệu. Trong hàn, nó đánh giá kim loại mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và vật liệu nền để xác nhận rằng các yêu cầu về độ bền, độ dẻo dai và độ bền lâu được đáp ứng.

Tại sao kiểm tra độ cứng lại quan trọng trong mối hàn:

• Xác nhận chất lượng mối hàn và tuân thủ các giới hạn độ cứng quy định

• Phát hiện các vùng giòn có thể gây nứt dưới tác động của ứng suất

• Xác định các vùng mềm có thể gây hỏng sớm

• Hỗ trợ việc xác nhận Quy trình hàn (WPS) và Hồ sơ chứng nhận quy trình (PQR)

• Xác minh hiệu quả của Xử lý nhiệt sau hàn (PWHT)

• Hỗ trợ dự đoán tuổi thọ sử dụng trong điều kiện hoạt động và môi trường

Các khu vực chính được đo trong quá trình kiểm tra độ cứng:

• Kim loại hàn (WM) – Đánh giá các đặc tính của kim loại phụ và chất lượng nóng chảy

• Vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) – Xác định các thay đổi vi cấu trúc do chu kỳ nhiệt hàn gây ra

• Kim loại nền (BM) – Dùng làm giá trị độ cứng tham chiếu

• Vùng chuyển tiếp – Theo dõi độ dốc độ cứng giữa WM, HAZ và BM để xác định các khu vực tập trung ứng suất tiềm năng

Các phương pháp kiểm tra độ cứng phổ biến được sử dụng trong hàn:
• Độ cứng Vickers (HV) – Độ chính xác cao; thích hợp cho các vùng nhỏ như vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ)
• Độ cứng Rockwell (HR) – Kiểm tra nhanh; Thường được sử dụng để kiểm tra sản xuất

• Độ cứng Brinell (HB) – Lý tưởng cho các vật liệu có kích thước lớn và hạt thô

• Máy đo độ cứng cầm tay – Được sử dụng để kiểm tra tại chỗ và trong quá trình vận hành

Các tiêu chuẩn phổ biến để kiểm tra độ cứng trong mối hàn:

• ASTM E384 – Kiểm tra độ cứng bằng phương pháp vi ấn (Vickers và Knoop)

• ASTM E92 – Kiểm tra độ cứng Vickers của vật liệu kim loại

• ASTM E18 – Kiểm tra độ cứng Rockwell

• ASTM E10 – Kiểm tra độ cứng Brinell

• ISO 6507 – Kiểm tra độ cứng Vickers

• ISO 6506 – Kiểm tra độ cứng Brinell

• ISO 6508 – Kiểm tra độ cứng Rockwell

• AWS D1.1 – Mã hàn kết cấu với các yêu cầu về độ cứng để đủ điều kiện quy trình

• ASME Section IX – Chứng chỉ hàn và hàn thiếc với tiêu chí chấp nhận độ cứng

• NACE MR0175 / ISO 15156 – Giới hạn độ cứng cho các ứng dụng trong môi trường ăn mòn

Giải thích kết quả đo độ cứng:

• Độ cứng quá cao (>350 HV, tùy thuộc vào vật liệu) → Tăng độ giòn và khả năng nứt

• Độ cứng thấp → Giảm độ bền và khả năng chịu tải

• Phạm vi độ cứng chấp nhận được → Được xác định bởi cấp vật liệu, tiêu chuẩn áp dụng và điều kiện sử dụng

• Xu hướng độ cứng trên toàn bộ mối hàn → Cho thấy tính nhất quán của lượng nhiệt đầu vào và hành vi luyện kim

Những thách thức chính trong thử nghiệm độ cứng của mối hàn:

• Đo chính xác trong các vùng ảnh hưởng nhiệt hẹp

• Sự biến đổi do các thông số hàn và lượng nhiệt đầu vào

• Sự căn chỉnh đầu đo và phụ thuộc vào kỹ năng của người vận hành

• Giải thích kết quả trên các vật liệu khác nhau và các lớp phủ mối hàn