Thông tin kiểm tra
Kiểm tra hàn vật liệu là quá trình đánh giá chất lượng mối hàn trên các kim loại và hợp kim dùng trong kết cấu cơ khí, đường ống, bình áp lực, thiết bị hóa chất và nhiều ngành công nghiệp khác, nhằm phát hiện các khuyết tật bên trong và bề mặt của mối hàn trước khi đưa vào sử dụng. Phòng thí nghiệm ZHONGXI Testing cung cấp dịch vụ kiểm tra hàn vật liệu cho nhiều loại vật liệu hàn phổ biến như thép các-bon, thép hợp kim thấp, thép không gỉ, nhôm, đồng, titan và các hợp kim nickel, phục vụ sản xuất, nghiên cứu phát triển vật liệu và kiểm soát chất lượng nội bộ. Dịch vụ này áp dụng cho cả mẫu mối hàn trong phòng thí nghiệm lẫn kiểm tra tại hiện trường đối với kết cấu, đường ống và bể chứa đã lắp dựng.
Mục đích của việc kiểm tra hàn vật liệu là xác định mối hàn có đạt yêu cầu về độ bền cơ học, cấu trúc vi mô, độ thấm kim loại nền và độ liền khối hay không, đồng thời phát hiện các khuyết tật điển hình như rỗ khí, lẫn xỉ, nứt, thiếu chảy, thiếu góc hàn và lẫn tùng. Kỹ thuật được sử dụng bao gồm hai nhóm chính: kiểm tra không phá hủy (NDT) như kiểm tra siêu âm, chụp ảnh mối hàn bằng tia X, kiểm tra thẩm thấu màu, kiểm tra từ nghiệm và kiểm tra rò rỉ; và kiểm tra phá hủy như kéo thử mẫu mối hàn, uốn thử, thử va đập Charpy, phân tích kim tương và đo độ cứng tại các vùng mối hàn. Việc lựa chọn kỹ thuật phụ thuộc vào loại vật liệu, độ dày tấm, hình học mối hàn và tiêu chuẩn áp dụng cho sản phẩm.
Quy trình kiểm tra điển hình bắt đầu bằng việc tiếp nhận mẫu mối hàn hoặc khảo sát hiện trường, xác định phương pháp hàn (hàn hồ quang tay SMAW, hàn trong môi trường khí bảo vệ MIG/TIG, hàn hồ quáng chìm SAW, hàn điện trở, hàn laser), sau đó lập kế hoạch thử nghiệm theo các hạng mục khách hàng yêu cầu. Các thông số cốt lõi thường được đánh giá bao gồm kích thước vùng nóng chảy, chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt HAZ, độ sâu ngấu, độ bền kéo của mối hàn, độ dai va đập ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ thấp, phân bố độ cứng trên mặt cắt ngang mối hàn và mức khuyết tật so với cấp chấp nhận quy định. Kết quả được tổng hợp thành báo cáo kiểm tra mô tả chi tiết phương pháp, điều kiện thử, số liệu đo được và nhận xét về sự phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật do khách hàng chỉ định.
Ngoài việc đánh giá mối hàn hoàn chỉnh, dịch vụ còn bao gồm kiểm tra vật liệu hàn đầu vào như que hàn, dây hàn và thuốc hàn, kiểm tra tính công nghệ hàn (weldability) của vật liệu mới, cũng như phân tích nguyên nhân hỏng hóc mối hàn khi xảy ra sự cố trong vận hành. Các khách hàng thường xuyên sử dụng dịch vụ gồm nhà sản xuất kết cấu thép, nhà máy chế tạo thiết bị áp lực, nhà thầu lắp đặt đường ống dầu khí, doanh nghiệp chế tạo tàu thủy và các cơ sở sản xuất thiết bị bằng thép không gỉ phục vụ ngành thực phẩm, dược phẩm.
Tình huống ứng dụng
Trong chế tạo thiết bị áp lực như bình chứa khí nén, lò hơi và thiết bị trao đổi nhiệt, mối hàn vỏ và mối hàn ống là vị trí chịu áp lực và nhiệt độ cao liên tục, do đó khách hàng thường yêu cầu gói thử đầy đủ gồm kéo thử, uốn thử, va đập, phân bố độ cứng và chụp X toàn bộ đường hàn để phát hiện rỗ khí và lẫn xỉ nằm sâu. Các nhà máy thuộc ngành này thường gửi mẫu bản hàn chứng minh quy trình trước khi sản xuất hàng loạt, sau đó tiến hành siêu âm và thẩm thấu màu tại hiện trường cho từng sản phẩm hoàn chỉnh.
Trong xây dựng kết cấu thép như nhà công nghiệp, cầu trục và cầu đường, mối hàn dầm, cột và nút liên kết chịu tải trọng tĩnh và động lớn. Các nhà thappl dụng dịch vụ kiểm tra hàn vật liệu để đánh giá mối hàn giáp mối bằng hồ quang tay hoặc hồ quáng chìm, bao gồm kéo thử, uốn thử, quan sát vĩ mô và kiểm tra từ nghiệm hoặc siêu âm trên kết cấu đã lắp dựng, nhằm kiểm soát mức thiếu góc hàn và nứt gây giảm khả năng chịu lực của cấu kiện.
Trong ngành chế tạo tàu thủy và thùng chở hóa chất, mối hàn trên hợp kim nhôm và thép không gỉ cần độ kín và khả năng chống ăn mòn cao do tiếp xúc nước biển và hóa chất. Khách hàng thường yêu cầu kết hợp kiểm tra thẩm thấu màu cho mối hàn bề mặt, chụp X cho mối hàn quan trọng, phân tích ferit cho mối hàn thép không gỉ, và thử rò rỉ heli cho khoang chứa để mối hàn không có khuyết tật nối thông.
Trong sản xuất ô tô và thiết bị điện, mối hàn điểm và mối hàn laser trên tấm mỏng là đối tượng kiểm tra thường xuyên. Các doanh nghiệp gửi mẫu tấm hàn điểm để thử kéo đứt và đo đường kính lõi bật, đồng thời phân tích mặt cắt mối hàn laser nhằm kiểm tra chiều sâu ngấu và mức xỉ bên trong, từ đó điều chỉnh thông số công nghệ hàn trên dây chuyền sản xuất.
Câu hỏi thường gặp
Thời gian kiểm tra hàn vật liệu mất bao lâu?
Thời gian kiểm tra hàn vật liệu thường từ 7 đến 15 ngày làm việc tùy vào số lượng hạng mục và loại mẫu. Các thử nghiệm cơ học đơn giản như kéo thử, uốn thử và đo độ cứng có thể hoàn thành trong khoảng 5 đến 7 ngày làm việc sau khi nhận mẫu. Các gói thử nghiệm đầy đủ gồm va đập ở nhiệt độ thấp, phân tích kim tương, chụp X và thử ăn mòn có thể cần 10 đến 15 ngày làm việc do quy trình chế tạo mẫu tẩm thực và thời gian điều kiện môi trường lâu hơn. Với kiểm tra không phá hủy tại hiện trường như siêu âm, thẩm thấu màu và từ nghiệm, kết quả sơ bộ thường có trong 1 đến 3 ngày làm việc sau khi khảo sát xong.
Chi phí kiểm tra hàn vật liệu được tính như thế nào?
Chi phí được tính theo số lượng hạng mục thử nghiệm mà khách hàng lựa chọn, không theo số mẫu đơn thuần. Ví dụ gói cơ bản gồm kéo thử, uốn thử và quan sát vĩ mô sẽ có chi phí thấp hơn gói đầy đủ gồm thêm va đập Charpy, phân bố độ cứng, phân tích vi mô và chụp X. Khách hàng có thể liên hệ bộ phận kỹ thuật, cung cấp bản vẽ mối hàn, vật liệu, độ dày bản và tiêu chuẩn cần áp dụng để nhận báo giá chi tiết cho từng hạng mục trước khi gửi mẫu.
Kiểm tra hàn vật liệu bao gồm những hạng mục nào?
Bộ hạng mục phụ thuộc vào loại vật liệu và tiêu chuẩn áp dụng cho sản phẩm. Với thép kết cấu thông thường, gói thường gặp gồm kéo thử mối hàn, uốn thử, đo độ cứng và quan sát vĩ mô mặt cắt. Với thép không gỉ, thường bổ sung phân tích thành phần, đo hàm lượng ferit và thử ăn mòn liên kết hạt. Với đường ống và bình áp lực, các phương pháp không phá hủy như siêu âm, chụp X, thẩm thấu màu và thử rò rỉ được ưu tiên. Với mẫu dày trên 30 mm, va đập tại ranh giới nóng chảy và vùng ảnh hưởng nhiệt thường được yêu cầu thêm. Khách hàng có thể chọn theo gói tiêu chuẩn hoặc yêu cầu tùy chỉnh theo hồ sơ kỹ thuật riêng.
Cần chuẩn bị bao nhiêu mẫu và mẫu mối hàn có yêu cầu gì?
Đối với mẫu phẳng chế tạo trong phòng thí nghiệm, thường cần bản hàn mẫu kích thước khoảng 300 x 150 mm với chiều dài mối hàn đủ để cắt các mẫu kéo, uốn và va đập, tương đương khoảng 500 đến 1000 gram vật liệu. Đối với mẫu va đập, cần tối thiểu 3 mẫu cho mỗi vị trí lấy rãnh khuyết và mỗi nhiệt độ thử. Đối với kiểm tra không phá hủy tại hiện trường, khách hàng cần chuẩn bị bề mặt mối hàn đã làm sạch xỉ và sơn phủ, đồng thời cung cấp bản vẽ hàn và quy trình hàn WPS để định vị các mối hàn cần kiểm tra. Mẫu que hàn và dây hàn đầu vào cần khoảng 2 đến 5 kg tùy hạng mục phân tích.
Thiết bị kiểm tra
- Uốn thử mặt, uốn thử lưng và uốn thử bên: kiểm tra độ dẻo và khả năng chịu biến dạng dẻo của mối hàn mà không xuất hiện nứt.
- Thử va đập Charpy V-notch tại vùng mối hàn, ranh giới nóng chảy và vùng ảnh hưởng nhiệt: đánh giá độ dai và độ nhạy cảm giòn ở nhiệt độ thường và nhiệt độ thấp.
- Đo độ cứng Vickers trên mặt cắt ngang mối hàn: xác định phân bố độ cứng từ vùng nóng chảy qua vùng ảnh hưởng nhiệt tới kim loại nền.
- Phân tích kim tương vĩ mô: hiển thị hình dạng vùng nóng chảy, chiều sâu ngấu, độ lấn mép và kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt.
- Phân tích vi mô tổ chức tế tách: nhận diện ferit, austenit, mactensit, beynit, các pha liên kim và tạp chất trong mối hàn.
- Kiểm tra siêu âm mối hàn UT: phát hiện rỗ khí, lẫn xỉ, nứt và thiếu chảy nằm bên trong mối hàn qua độ dày lớn.
- Chụp ảnh mối hàn bằng tia X RT: ghi nhận ảnh toàn cảnh khuyết tật bên trong để phân loại và đo kích thước theo cấp chấp nhận.
- Kiểm tra thẩm thấu màu PT: phát hiện nứt bề mặt, rỗ hở mặt và thiếu góc hàn trên vật liệu kim loại và phi kim loại.
- Kiểm tra từ nghiệm MT: tìm nứt bề mặt và cạn bề mặt trên mối hàn thép từ tính.
- Kiểm tra rò rỉ mối hàn bằng khí heli hoặc bọt xà phòng: xác định độ kín của mối hàn bình áp lực, đường ống và bồn chứa.
- Đo kích thước hình học mối hàn: chiều rộng mặt hàn, chiều cao gia cường, góc mở mép và độ lệch tâm mối hàn.
- Đo độ sâu thấm và độ lấn mép bằng quan sát vĩ mô mặt cắt: đánh giá mức ngấu hai bên mép bản hàn.
- Phân tích thành phần hóa học vùng mối hàn bằng quang phổ phát xạ: kiểm soát hàm lượng Cr, Ni, Mo, Mn và các nguyên tố hợp kim.
- Đo hàm lượng ferit trong thép không gỉ hàn bằng feritscope: kiểm soát tỷ lệ pha ferit để hạn chế nứt nóng và ăn mòn.
- Thử ăn mòn liên kết hạt theo thử axit: phát hiện sự nhạy cảm nhiệt của thép không gỉ sau hàn.
- Thử mỏi mối hàn: xác định tuổi thọ mối hàn dưới tải trọng tuần hoàn cho kết cấu cầu trục và khung xe.
- Thử uốn xoắn và kéo đứt mẫuPlug: đánh giá chất lượng mối hàn đinh vít và mối hàn điểm.
- Kiểm tra phá hủy mẫu mối hàn điểm: đo đường kính lõi bật và kiểu đứt để đánh giá mối hàn điểm trên tấm mỏng ô tô.
- Thử độ bền đứt gãy góc mối hàn góc và mối hàn giáp mối bản mỏng trong kết cấu nhẹ.
- Đo niken trong mối hàn thép kẽm mạ nhúng nóng: kiểm tra lớp kẽm hàn và mức bay hơi kẽm gây rỗ khí.
- Phân tích tàn dược ứng suất dư trong mối hàn bằng phương pháp khoan lỗ: đánh giá ảnh hưởng ứng suất đến biến dạng và nứt.
- Thử nén mối hàn bồn cầu hình cầu và mối hàn tấm chịu lực chính trong kết cấu thép.
- Đánh giá cấp khuyết tật mối hàn theo mức chấp nhận: phân loại rỗ khí, lẫn xỉ và thiếu chảy theo cấp I, II, III quy định.
- Phân tích nguyên nhân hỏng mối hàn: kết hợp kim tương, độ cứng và thành phần để xác định cơ chế nứt mỏi, nứt ăn mòn ứng suất hay nứt nóng.
Tóm tắt
Dịch vụ kiểm tra hàn vật liệu của ZHONGXI Testing bao gồm các thử nghiệm cơ học như kéo thử, uốn thử, va đập, đo độ cứng, phân tích kim tương vi mô và vĩ mô, cùng các phương pháp không phá hủy như siêu âm, chụp X, thẩm thauen màu, từ nghiệm và thử rò rỉ áp dụng cho thép, inox, nhôm, đồng, titan và hợp kim nickel. Phạm vi phủ nhiều dạng sản phẩm từ bản hàn mẫu, bình áp lực, đường ống đến kết cấu tại hiện trường, với thời gian kiểm tra thông thường từ 7 đến 15 ngày làm việc tùy số lượng hạng mục và loại mẫu.