Giáo Trình Hàn Ống Công Nghệ Cao Nghề Hàn Cao Đẳng

Giáo trình nghiên cứu hàn ống công nghệ cao nghề hàn cao đẳng, trình bày lý thuyết rõ ràng, minh họa ví dụ thực tế, phù hợp sinh viên kỹ thuật.

• Tác giả: Thạc Sỹ Nguyễn Văn Duyệt
• Trường học: Trường Cao Đẳng Nghề Việt - Đức Hà Tĩnh
• Chuyên ngành: Hàn
• Đề tài: Giáo Trình Hàn Ống Công Nghệ Cao
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Tĩnh

Mục lục chi tiết

• 1. Chương 1: Chương trình mô đun hàn ống công nghệ cao
• 1.1. Vị trí, tính chất của mô đun
• 1.2. Mục tiêu của mô đun
• 1.3. Nội dung mô đun
• 1.3.1. Bài 1: Hàn ống vị trí 2G (TIG + SMAW)
• 1.3.2. Bài 2: Hàn ống vị trí 5G (TIG + SMAW)
• 1.3.3. Bài 3: Hàn ống vị trí 6G (TIG + SMAW)
• 1.4. Tài liệu tham khảo
• 2. Chương 2: TÊN MÔ ĐUN: HÀN ỐNG CÔNG NGHỆ CAO
• 2.1. Vị trí, tính chất, ý nghĩa, vai trò của mô đun
• 2.2. Mục tiêu của mô đun
• 2.3. Nội dung của mô đun
• 3. Chương 3: BÀI 1: HÀN ỐNG VỊ TRÍ 2G (TIG + SMAW)
• 3.1. Giới thiệu
• 3.2. Mục tiêu
• 3.3. Một số khái niệm cơ bản
• 3.4. Kích thước danh nghĩa của ống
• 3.5. Các loại thép theo tiêu chuẩn ASTM
• 3.6. Hàn SMAW (Shielded Metal Arc Welding)
• 3.7. Hàn TIG (Gas Tungsten arc Welding)
• 3.8. Hàn ống (SMAW + SMAW)
• 3.9. Hàn ống (TIG + SMAW)
• 3.10. Vật liệu hàn TIG
• 3.10.1. Khí trơ (thành phần, tính chất của khí trơ)
• 3.10.2. Điện cực Tungsten (Điện cực Vonfram)
• 3.10.3. Que hàn TIG
• 3.11. Vật liệu hàn SMAW

Tóm tắt

I. Tổng quan về giáo trình hàn ống công nghệ cao nghề hàn

Giáo trình hàn ống công nghệ cao nghề hàn cao đẳng là tài liệu quan trọng giúp sinh viên nắm vững các kỹ thuật hàn hiện đại. Nội dung giáo trình bao gồm các phương pháp hàn tiên tiến như hàn TIG và SMAW, cùng với các tiêu chuẩn kỹ thuật cần thiết. Mục tiêu chính của giáo trình là trang bị cho sinh viên kiến thức và kỹ năng cần thiết để thực hiện các mối hàn chất lượng cao trong ngành công nghiệp.

1.1. Mục tiêu và nội dung chính của giáo trình

Giáo trình tập trung vào việc trình bày các kỹ thuật hàn ống chịu áp lực cao, ống chịu nhiệt và ăn mòn hóa chất. Nội dung bao gồm các bài học về hàn ống ở các vị trí khác nhau như 2G, 5G và 6G.

1.2. Vai trò của giáo trình trong đào tạo nghề hàn

Giáo trình đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao kỹ năng nghề cho sinh viên, giúp họ tự tin làm việc tại các khu công nghiệp và khu chế xuất.

II. Thách thức trong việc hàn ống công nghệ cao

Hàn ống công nghệ cao gặp nhiều thách thức, đặc biệt là trong việc đảm bảo chất lượng mối hàn. Các yếu tố như vị trí hàn, loại ống và kỹ thuật hàn đều ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng. Việc nắm vững các kỹ thuật và quy trình hàn là rất cần thiết để vượt qua những thách thức này.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn

Chất lượng mối hàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kỹ thuật hàn, loại vật liệu và điều kiện môi trường. Việc chuẩn bị kỹ lưỡng trước khi hàn là rất quan trọng.

2.2. Những khó khăn trong quá trình hàn ống

Hàn ống ở các vị trí khó như 2G và 6G đòi hỏi kỹ năng cao và sự tập trung. Các vấn đề như độ chính xác và kiểm soát nhiệt độ cũng cần được chú ý.

III. Phương pháp hàn ống công nghệ cao hiệu quả

Để đạt được mối hàn chất lượng, việc áp dụng các phương pháp hàn tiên tiến là rất cần thiết. Hàn TIG và SMAW là hai phương pháp phổ biến trong hàn ống công nghệ cao. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng, cần được lựa chọn phù hợp với từng loại ống.

3.1. Hàn TIG Ưu điểm và ứng dụng

Hàn TIG (Gas Tungsten Arc Welding) là phương pháp hàn sử dụng điện cực không nóng chảy, cho phép tạo ra mối hàn đẹp và chính xác. Phương pháp này thường được sử dụng cho các loại ống inox và nhôm.

3.2. Hàn SMAW Đặc điểm và lợi ích

Hàn SMAW (Shielded Metal Arc Welding) là phương pháp hàn hồ quang tay, dễ sử dụng và linh hoạt. Phương pháp này thích hợp cho các loại ống thép và ống chịu áp lực cao.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giáo trình hàn ống công nghệ cao

Giáo trình hàn ống công nghệ cao không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn cung cấp các kỹ năng thực hành cần thiết. Sinh viên có thể áp dụng kiến thức vào thực tế tại các nhà máy, xí nghiệp và công trình xây dựng.

4.1. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng trong ngành công nghiệp

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng giáo trình hàn ống công nghệ cao giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu lỗi trong quá trình sản xuất.

4.2. Tình hình thực tế tại các khu công nghiệp

Tại các khu công nghiệp, nhu cầu về kỹ thuật hàn ống công nghệ cao ngày càng tăng. Sinh viên tốt nghiệp từ chương trình này có cơ hội việc làm cao và được đánh giá cao bởi nhà tuyển dụng.

V. Kết luận và tương lai của giáo trình hàn ống công nghệ cao

Giáo trình hàn ống công nghệ cao là một phần không thể thiếu trong chương trình đào tạo nghề hàn. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, giáo trình cần được cập nhật thường xuyên để đáp ứng nhu cầu thực tế. Tương lai của nghề hàn sẽ còn nhiều tiềm năng phát triển.

5.1. Định hướng phát triển giáo trình trong tương lai

Cần có sự đầu tư vào nghiên cứu và phát triển giáo trình để phù hợp với xu hướng công nghệ mới. Việc tích hợp các công nghệ hàn tự động và robot vào giáo trình sẽ là một bước tiến lớn.

5.2. Vai trò của giáo trình trong việc nâng cao tay nghề

Giáo trình không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn trang bị cho họ các kỹ năng thực hành cần thiết để đáp ứng yêu cầu của thị trường lao động.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Hàn ống công nghệ cao (Mã mô đun: MĐ20) được biên soạn bởi Thạc sỹ Nguyễn Văn Duyệt, lưu hành nội bộ năm 2017 tại Trường Cao đẳng Nghề Việt - Đức Hà Tĩnh. Mô đun này nằm trong khối kiến thức chuyên môn nghề thuộc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Hàn, được bố trí sau khi người học đã hoàn thành các môn học chung, các mô đun kỹ thuật cơ sở (từ MH07 đến MH12) và các mô đun chuyên ngành (MĐ13 đến MĐ23).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình tập trung vào việc trang bị cho người học kiến thức và kỹ năng thực hành hàn nối các hệ thống ống chịu áp lực cao, ống dẫn dầu, ống dẫn khí, ống chịu nhiệt và ống chịu ăn mòn hóa chất tại các tư thế hàn cố định 2G, 5G và 6G theo quy trình công nghệ kết hợp TIG (Gas Tungsten Arc Welding) và SMAW (Shielded Metal Arc Welding). Giáo trình đặt ra yêu cầu người học phải chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, thiết bị hàn an toàn; gia công mép vát và làm sạch bề mặt phôi; gá đính phôi đúng kích thước; thiết lập thông số chế độ hàn (dòng điện, điện áp, lưu lượng khí, loại điện cực và que hàn); thực hiện mối hàn đúng quy trình; nhận biết, giải đoán và khắc phục các khuyết tật mối hàn theo các quy phạm kỹ thuật hiện hành.

Cấu trúc giáo trình có tổng thời lượng 150 giờ, trong đó lý thuyết chiếm 3 giờ, thực hành chiếm 140 giờ và kiểm tra chiếm 7 giờ. Điểm đặc trưng trong cách tiếp cận của giáo trình là tính định lượng kỹ thuật cao, bám sát các tiêu chuẩn quốc tế như ASME (Boiler & Pressure Vessel Code), ASTM, AWS, ISO và TCVN, đồng thời tích hợp trực tiếp quy trình kiểm tra không phá hủy (NDT) bằng phương pháp siêu âm và chụp bức xạ xuyên tâm.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân chia thành 3 bài học thực hành chuyên sâu theo trình tự tăng dần về độ phức tạp không gian của liên kết ống:

• Bài 1: Hàn ống vị trí 2G (TIG + SMAW) – Mã bài MĐ 20.1 (Thời lượng: 20 giờ; 1 giờ lý thuyết, 18 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra): Tập trung vào kỹ thuật hàn ống ở tư thế hàn ngang, trục ống được đặt thẳng đứng cố định, không quay. Nội dung bao gồm các khái niệm cơ bản về ống, quy chuẩn kích thước danh nghĩa (Schedule), mác thép ASTM, quy cách khí bảo vệ (Argon, Heli), điện cực Vonfram (AWS A5.12), que hàn TIG (AWS ER70S-6) và que hàn bọc thuốc SMAW (AWS A5.1, AWS A5.5, TCVN, ISO). Quy trình hàn bao gồm: hàn lót TIG, hàn điền đầy và hàn phủ bề mặt bằng que hàn bọc thuốc E7016.
• Bài 2: Hàn ống vị trí 5G (TIG + SMAW) – Mã bài MĐ 20.2 (Thời lượng: 45 giờ; 1 giờ lý thuyết, 43 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra): Hướng dẫn kỹ thuật hàn ống ở tư thế trục nằm ngang cố định, đường hàn thuộc mặt phẳng đứng. Do kim loại lỏng chịu tác động của trọng lực ở đoạn đáy (vị trí hàn trần/hàn ngửa), bài học chi tiết hóa các góc nghiêng mỏ hàn (20°), que hàn phụ (70°) và kỹ thuật dao động dích dắc nhằm kiểm soát bể hàn lỏng và tránh hiện tượng chảy sệ.
• Bài 3: Hàn ống vị trí 6G (TIG + SMAW) (Thời lượng: 91 giờ; 1 giờ lý thuyết, 89 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra) và Kiểm tra kết thúc mô đun (4 giờ): Mở rộng kỹ thuật liên kết trên ống có trục nghiêng 45° cố định trong không gian. Đây là vị trí tổng hợp các kỹ năng kiểm soát hồ quang ở mọi tư thế hàn (bằng, đứng, trần, ngang) trên một chu vi ống.

Progression logic của giáo trình đi từ việc thiết lập các thông số cơ bản trên mặt phẳng ngang (2G), chuyển tiếp sang làm chủ sự biến thiên góc độ trên đường tròn đứng (5G), và hoàn thiện kỹ năng thao tác không gian đa hướng trên ống nghiêng (6G).

[Mô đun MĐ20: 150 giờ]

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình cung cấp hệ thống lý thuyết kỹ thuật vật liệu và tiêu chuẩn công nghiệp:

1. Hệ thống phân loại thép ống theo ASTM: Cung cấp thông số cơ bản cho các mác thép: A27 (thép cacbon đúc), A36 (thép cacbon kết cấu), A53, A105, A106, A134, A135, A139 (thép cacbon chế tạo ống), A131 (thép kết cấu tàu biển). Kích thước danh nghĩa ống từ 1/8" (6 mm) đến 2 1/2" (65 mm) và các quy chuẩn bề dày thành ống (Schedule).
2. Khí bảo vệ trong công nghệ TIG: Khí Argon (Ar) tinh khiết chia thành 3 loại A, B, C theo tiêu chuẩn SNG (độ ẩm < 0,03 g/m³); khí Heli (He) có tính dẫn nhiệt cao và điện áp ion hóa lớn; hỗn hợp 70% Ar + 30% He và 70% He + 30% Ar dùng để kiểm soát hình dạng tiết diện và độ ngấu của mối hàn.
3. Hệ thống điện cực Vonfram theo AWS A5.12: Phân loại điện cực đường kính 0,3–6 mm, chiều dài 75–300 mm gồm: EWP (nguyên chất - màu xanh lá), EWCe-2 (2% Ceria - màu cam), EWLa-1 (1% Lanthana - màu đen), EWTh-1 (1% Thoria - màu vàng), EWTh-2 (2% Thoria - màu đỏ), EWZr-1 (0,25% Zirconia - màu nâu), EWG (hỗn hợp không rõ - màu xám). Hướng dẫn quy cách mài nhọn cho nguồn DCEN và vê tròn đầu cho nguồn AC/DCEP.
4. Hệ thống tiêu chuẩn que hàn:
   • TCVN 3734-89 và TCVN 3223-89: Ký hiệu que hàn thép cacbon thấp (N42, N50) và que hàn thép hợp kim cao (HC60Cr18VWMo-B).
   • ISO 2560 và ISO 3581: Ký hiệu que hàn theo độ bền kéo, độ giãn dài, loại vỏ bọc (Rutin, Bazơ) và hàm lượng hợp kim Cr-Ni-Mo (ví dụ: E19.9 R 120 1 6).
   • AWS A5.1 và AWS A5.5: Giải mã các ký hiệu E6010 đến E7048, cùng 6 nhóm que hàn hợp kim thấp (C-Mo, Cr-Mo, Ni, Ni-Mo, Mn-Mo).
5. Nguyên lý kiểm tra không phá hủy (NDT): Nguyên lý truyền sóng siêu âm dọc và ngang, cơ chế phản xạ xung tại bề mặt phân cách khuyết tật; cấu tạo và sơ đồ bố trí chụp ảnh bức xạ công nghiệp (RT) bằng 1 phim hoặc nhiều phim.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Cắt phôi, mài vát mép đúng quy cách; gá đính chi tiết cách đều bằng căn khe hở chữ U (khe hở tương đương lõi que hàn, kích thước mối đính dài 20 mm, cao 3–4 mm); thao tác góc nghiêng que hàn phụ và mỏ hàn (90° ở vị trí 2G; 70° và 20° ở vị trí 5G); dao động mỏ hàn hình răng cưa và dích dắc; kiểm soát dòng điện hàn lót TIG ($I_h = 85 - 105\text{ A}$, lưu lượng khí Ar 7 lít/phút), hàn điền đầy SMAW ($I_h = 80 - 100\text{ A}$, que $\varnothing 2,5\text{ mm}$) và hàn phủ hoàn thiện ($I_h = 90 - 120\text{ A}$, que $\varnothing 3,2\text{ mm}$).
• Kỹ năng phân tích và đo kiểm (Analytical skills): Vận hành máy kiểm tra siêu âm EPOCH LTC của hãng Panametrics-NDT; thực hiện quy trình chuẩn máy tự động với các đầu dò A109S-RM (5,0 MHz, 13 mm), V202-RM (10 MHz, 6 mm), DHC711-RM (5 MHz, 6 mm) và đầu dò góc A420S-SB (2,25 MHz) trên khối mẫu chuẩn Panametrics-NDT TB7541-1 theo tiêu chuẩn ASTM E-164 IIW Type I và Type II; giải đoán tín hiệu màn hình A-scan để xác định vị trí và kích thước khuyết tật.
• Năng lực sửa chữa khuyết tật thực tế (Practical competencies): Nhận biết và xử lý 5 dạng khuyết tật mối hàn chính: mối hàn không ngấu (chỉnh dòng, đổi dao động, khoét hàn lại), khuyết cạnh (giảm dòng, tăng thời gian dừng hai biên độ), lỗ hơi (sấy que hàn, làm sạch bề mặt mép hàn), lẫn xỉ (tăng dòng, làm sạch lớp lót), chảy sệ (hiệu chỉnh góc độ mỏ hàn và giảm dòng điện).

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình đào tạo tích hợp mô-đun hóa, lấy thực hành nghề nghiệp làm trọng tâm với tỷ lệ phân bổ 93,3% thời lượng thực hành (140/150 giờ).

Tiến trình thực hiện công nghệ chuẩn

Mỗi bài học thực hành được chuẩn hóa theo bảng hướng dẫn quy trình công nghệ gồm 8 bước cụ thể:

STT	Bước thực hiện	Thiết bị, dụng cụ chính	Yêu cầu kỹ thuật đạt được
1	Đọc bản vẽ	Bản vẽ liên kết hàn	Đọc, phân tích đúng quy ước, ký hiệu, kích thước mối hàn.
2	Cắt phôi và gia công	Máy cắt ống chuyên dùng, kìm kẹp, máy mài	Cắt phôi đúng kích thước, gia công vát mép chính xác.
3	Làm sạch và hàn đính	Máy đánh gỉ, phớt đánh gỉ, bàn chải thép, máy hàn	Đánh sạch gỉ sắt mặt trong và ngoài mép hàn từ 20–30 mm; dòng hàn đính $I_h = 85 - 90\text{ A}$, đính đúng quy cách.
4	Hàn lớp lót (TIG)	Máy hàn TIG-DC/AC, kính hàn, bảo hộ	Dây hàn $\varnothing 2,4\text{ mm}$, $I_h = 85 - 105\text{ A}$, lưu lượng khí Ar 7 lít/phút; bề mặt phẳng đều, không thiếu hụt.
5	Hàn lớp điền đầy (SMAW)	Kìm hàn, que hàn E7016, búa gõ xỉ	Đường kính que $d = 2,5\text{ mm}$, dòng $I_h = 80 - 100\text{ A}$, gõ sạch xỉ từng lớp, bề mặt bằng đều, cách mép 1,6 mm.
6	Hàn lớp phủ hoàn thiện	Kìm hàn, que hàn E7016, búa gõ xỉ	Đường kính que $d = 3,2\text{ mm}$, dòng $I_h = 90 - 120\text{ A}$, đường hàn xếp đều, không tạo rãnh khuyết cạnh.
7	Kiểm tra, sửa chữa	Máy siêu âm EPOCH LTC, thước, dưỡng đo	Đọc và đo kích thước khuyết tật; đục khoét và hàn bù đạt chuẩn.
8	Thu dọn vệ sinh	Giẻ lau, chổi, dụng cụ vệ sinh	Lau sạch bụi bảng điều khiển, quét dọn xỉ hàn và cát tại xưởng.

Phương pháp đánh giá kết quả học tập

Kết quả học tập được đánh giá dựa trên thang điểm 10 kết hợp 3 thành phần có trọng số định lượng:

• Kiến thức (Hệ số 0,3): Đánh giá qua vấn đáp và làm bài tự luận. Cơ cấu điểm: Vật liệu hàn TIG (1,0 điểm: tính chất khí 0,5 đ; tiêu chuẩn điện cực 0,5 đ); Vật liệu hàn SMAW (2,0 điểm: ký hiệu que hàn 1,0 đ; tính năng 0,5 đ; phương pháp chọn 0,5 đ); Kỹ thuật công nghệ hàn (7,0 điểm: chuẩn bị phôi 1,0 đ; thiết bị vật liệu 0,5 đ; hàn lót TIG 1,0 đ; hàn điền đầy SMAW 1,5 đ; hàn hoàn thiện SMAW 1,5 đ; kiểm tra sửa chữa 1,5 đ).
• Kỹ năng thực hành (Hệ số 0,4): Đánh giá bằng quan sát trực tiếp thao tác và kiểm tra kích thước mẫu hàn: Hàn TIG (4,0 điểm); Hàn SMAW (6,0 điểm).
• Thái độ nghề nghiệp (Hệ số 0,3): Theo dõi việc thực hiện nội quy và an toàn xưởng: Tác phong công nghiệp (4,0 điểm: đi học đúng giờ 1,5 đ; không vi phạm nội quy 1,5 đ; tính cẩn thận tỉ mỉ 1,0 đ); Đảm bảo thời gian hoàn thành (2,0 điểm); An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp (4,0 điểm: tuân thủ an toàn 1,5 đ; đầy đủ bảo hộ lao động 1,5 đ; vệ sinh xưởng đúng quy định 1,0 đ).

---

Điểm nổi bật và cập nhật

1. Quy trình công nghệ liên hợp (TIG + SMAW): Giáo trình hệ thống hóa phương pháp hàn kết hợp hai công nghệ hàn tiên tiến: dùng TIG (khí Argon, dây ER70S-6) để hàn lớp lót đáy nhằm đảm bảo độ ngấu sâu tuyệt đối, bề mặt chân mối hàn nhẵn phẳng, sau đó chuyển sang SMAW (que hàn thuốc bọc Hydro thấp E7016) để hàn các lớp điền đầy và lớp phủ, giúp tăng năng suất đắp và đảm bảo cơ tính chịu lực cho đường ống.
2. Hệ thống hóa và đối chiếu đồng thời 5 hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật: Tài liệu lập bảng quy chiếu trực tiếp giữa các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế: TCVN (Việt Nam), AWS (Hoa Kỳ), ISO (Quốc tế), DIN (Đức) và BS (Anh). Điều này cho phép người học giải mã chi tiết các thông số thành phần hóa học, giới hạn bền kéo, năng lượng va đập và cực tính dòng điện của từng loại que hàn (như que thép cacbon E6010, E7018 đến que hợp kim cao E8018-B2L, E100XX-D2).
3. Tích hợp thiết bị kiểm tra không phá hủy công nghệ cao: Giáo trình đưa vào quy trình vận hành và hiệu chuẩn thực tế dòng máy siêu âm kỹ thuật số Panametrics-NDT EPOCH LTC; mô tả thông số cài đặt cụ thể cho 4 dòng đầu dò (thẳng, trễ, kép, góc) và hướng dẫn sử dụng mẫu chuẩn thép cacbon Panametrics-NDT IIW Type I (P/N: TB7541-1) theo tiêu chuẩn ASTM E-164.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên và học viên: Sinh viên năm cuối hệ Cao đẳng nghề Hàn, học viên các khóa đào tạo nâng cao kỹ thuật hàn ống công nghệ cao nhằm chuẩn bị làm việc tại các Khu công nghiệp, Khu chế xuất và các dự án lắp đặt đường ống dẫn dầu khí, bồn áp lực.
• Yêu cầu tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học chung, các mô đun kỹ thuật cơ sở (MH07 đến MH12), các mô đun chuyên ngành cơ bản (MĐ13 đến MĐ23), và đã nắm vững kỹ thuật hàn hồ quang tay cùng hàn TIG ở các vị trí tấm cơ bản từ 1G đến 4G.
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm giáo trình giảng dạy tích hợp lý thuyết - thực hành, tổ chức luyện tập theo bảng hướng dẫn 8 bước công nghệ và chấm điểm đánh giá học viên dựa trên bảng tiêu chí định lượng đã thiết lập.
• Kỹ thuật viên và kỹ sư giám sát: Dùng làm tài liệu tham khảo để tra cứu các mác thép ASTM, ký hiệu que hàn AWS/ISO, thông số mài điện cực Vonfram, chế độ dòng điện và quy trình chuẩn bị thiết bị kiểm tra khuyết tật NDT tại hiện trường thi công.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được thiết kế cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề Hàn, thợ hàn cần nâng cao tay nghề và kỹ thuật viên cơ khí chuyên ngành công nghệ hàn đường ống chịu áp lực.

2. Cần kiến thức nền nào để học giáo trình này?

Người học cần hoàn thành các mô đun kỹ thuật cơ sở (MH07 đến MH12), mô đun chuyên ngành (MĐ13 đến MĐ23), đồng thời phải có kỹ năng hàn hồ quang tay (SMAW) và hàn TIG cơ bản ở các tư thế từ 1G đến 4G.

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu hàn thông thường là gì?

Giáo trình chuyên sâu về công nghệ hàn kết hợp TIG (lớp lót) + SMAW (lớp điền đầy và phủ) trên kết cấu ống thép chịu áp lực; đồng thời tích hợp trực tiếp quy trình kiểm tra không phá hủy (siêu âm EPOCH LTC và chụp phim RT) và đối chiếu chi tiết các hệ thống tiêu chuẩn ASTM, ASME, AWS, ISO, TCVN.

4. Làm sao để tự học và thực hành hiệu quả theo giáo trình?

Người học cần tuân thủ nghiêm ngặt quy trình công nghệ 8 bước, thiết lập chính xác chế độ dòng điện ($I_h$), lưu lượng khí bảo vệ, góc nghiêng mỏ hàn theo từng tư thế không gian (2G, 5G, 6G), kết hợp đối chiếu bảng nguyên nhân - biện pháp khắc phục khi phát hiện các khuyết tật mối hàn.

5. Có tài liệu bổ trợ nào được tích hợp kèm theo giáo trình?

Giáo trình tích hợp đầy đủ hệ thống bản vẽ liên kết phôi hàn, bảng thông số kích thước danh nghĩa ống (Schedule), bảng phân loại điện cực Vonfram theo AWS A5.12, quy chuẩn que hàn theo AWS A5.1/A5.5, hướng dẫn cài đặt đầu dò Panametrics-NDT và hệ thống câu hỏi bài tập tự luận, bài tập thực hành kèm đáp án hướng dẫn chi tiết.

---

Kết luận

Giáo trình Hàn ống công nghệ cao (MĐ20) là tài liệu đào tạo nghề nghiệp chuẩn xác, có tính hệ thống cao, kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết vật liệu hàn, công nghệ liên kết TIG + SMAW và kỹ thuật kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn công nghiệp quốc tế.

Lộ trình học tập đề xuất:

1. Nghiên cứu lý thuyết vật liệu, tiêu chuẩn thép ASTM, khí bảo vệ và que hàn (TCVN, ISO, AWS).
2. Luyện tập kỹ thuật hàn ống vị trí 2G (20 giờ).
3. Luyện tập nâng cao kỹ thuật hàn ống vị trí 5G (45 giờ).
4. Luyện tập chuyên sâu kỹ thuật hàn ống vị trí 6G (91 giờ).
5. Thực hành hiệu chuẩn máy siêu âm EPOCH LTC và kiểm tra kết thúc mô đun (4 giờ).

Tài liệu tham khảo nền tảng được trích dẫn trong giáo trình bao gồm: Tiêu chuẩn ASME Boiler and Pressure Vessel Code, các tiêu chuẩn vật liệu ASTM (A27–A139), tiêu chuẩn que hàn AWS (A5.1, A5.5, A5.12), tiêu chuẩn ISO (2560, 3581) và hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3734-89, TCVN 3223-89).

Trích đoạn nội dung tài liệu

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HÀ TĨNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT - ĐỨC HÀ TĨNH GIÁO TRÌNH Mô đun/Môn học: HÀN ỐNG CÔNG NGHÊ CAO Nghề: HÀN Trình độ: CAO ĐẲNG Biên soạn: Thạc sỹ Nguyễn Văn Duyệt Tài liệu lưu hành nội bộ Năm 2017 1 MỤC LỤC TRANG Chương trình mô đun hàn ống công nghệ cao 3 Vị trí, tính chất của mô đun 3 Mục tiêu của mô đun 3 Nội dung mô đun Bài 1: Hàn ống vị trí 2G (TIG + SMAW) 4 Bài 2: Hàn ống vị trí 5G (TIG + SMAW) 36 Bài 3: Hàn ống vị trí 6G (TIG + SMAW) 52 Tài liệu tham khảo 68 2 TÊN MÔ ĐUN: HÀN ỐNG CÔNG NGHỆ CAO Mã mô đun: MĐ20 Vị trí, tính chất, ý nghĩa, vai trò của mô đun: - Vị trí: Là môn đun được bố trí cho người học sau khi đã học xong các môn học chung, các môn học, môđun kỹ thuật cơ sở từ MH07 đến MH12 và mô đun chuyên ngành MĐ13 – MĐ23. - Tính chất: Đây là mô đun chuyên môn nghề trong chương trình đào tạo Cao đẳng nghề Hàn. - Vai trò, ý nghĩa của mô đun: Luyện tập nâng cao kỹ năng nghề về phương pháp hàn Hồ quang tay, hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ ở vị trí 1G – 4G. Tạo cho người học có đủ tự tin làm việc tại các Khu công nghiệp, Khu chế suất và Công nghệ đường ống.

Mục tiêu của mô đun: - Trình bày được kỹ thuật hàn các loại ống chịu áp lực cao, ống chịu nhiệt, chịu ăn mòn hoá chất ; - Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị hàn đầy đủ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và an toàn ; - Chuẩn bị mép hàn sạch hết các vết dầu mỡ, vết bẩn, lớp ô-xy hoá, đúng kích thước đảm bảo yêu cầu kỹ thuật ; - Gá phôi hàn chắc chắn đúng kích thước, đảm bảo vị trí tương quan giữa các chi tiết ; - Chọn chế độ hàn: Ih, U h, đường kính vật liệu hàn, đường kính điện cực, lưu lượng khí, loại khí bảo vệ ; - Hàn nối các loại ống dẫn dầu, dẫn khí, ống chịu áp lực cao, ống chịu nhiệt, ống chịu ăn mòn hoá chất, ở vị trí 2G ; 5G ; 6G bằng công nghệ hàn (TIG + SMAW) đạt yêu cầu ; - Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn ; - Sửa chữa các khuyết tật của mối hàn đảm bảo yêu ; - Tuân thủ quy trình, tự giác độc lập trong luyện tập. Nội dung của mô đun: Thời gian Số TT Tên các bài trong mô đun Lý Thực Kiểm Tổng số thuyết hành tra 1 Hàn ống 2G (TIG + SMAW) 20 1 18 1 2 Hàn ống 5G (TIG + SMAW) 45 1 43 1 3 Hàn ống 6G (TIG + SMAW) 91 1 89 1 4 Kiểm tra kết thúc Mô đun 4 0 0 4 Cộng 150 3 140 7 3 BÀI 1: HÀN ỐNG VỊ TRÍ 2G (TIG + SMAW) Mã bài: MĐ 20.1 Giới thiệu: Kỹ thuật hàn ống ở vị trí 2G (TIG + SMAW) là tư thế hàn ngang, ống có trục thẳng đứng cố định, không quay khi hàn. Đây là tư thế hàn tương đối khó, mối hàn hình thành trên mặt phẳng đứng. Do trọng lượng giọt kim loại lỏng luôn luôn có xu hướng rơi xuống phía dưới làm cho mối hàn hình thành khó khi hàn bằng phương pháp hàn SMAW.

Vị trí hàn 2G Mục tiêu: - Trình bày được kỹ thuật khi hàn các loại ống chịu áp lực cao, ống chịu nhiệt, chịu ăn mòn hoá chất ở vị trí 2G; - Nêu được một số khái niệm cơ bản về ống, công nghệ hàn áp dụng khi hàn các loại ống; - Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị hàn đầy đủ, đảm bảo yêu cầu và an toàn. - Chuẩn bị mép hàn đúng kích thước làm sạch các vết dầu mỡ, vết bẩn, lớp ô- xy hoá; - Gá phôi hàn chắc chắn đúng vị trí; - Chọn chế độ hàn: Ih, U h, đường kính vật liệu hàn, đường kính điện cực, lưu lượng khí, loại khí bảo vệ; - Hàn nối các loại ống dẫn dầu, dẫn khí, ống chịu áp lực cao, ống chịu nhiệt, ống chịu ăn mòn hoá chất ở vị trí 2G bằng công nghệ hàn (TIG + SMAW) đạt yêu cầu. - Tuân thủ quy trình, có ý thức độc lập trong luyện tập. Một số khái niệm cơ bản Mục tiêu : - Trình bày được một số khái niệm cơ bản, các kích thước danh nghĩa về ống, các mác thép thường sử dụng chế tạo ống ; 4 - Trình bày một số khái niệm như : Hàn SMAW, Hàn TIG, Hàn ống (SMAW + SMAW), Hàn ống (TIG + SMAW).

Ngày nay trong hệ thống sản xuất chế tạo, các ngành công nghiệp và hệ thống đường ống dẫn dầu hoặc khí được sử dụng nhiều trên các vùng lãnh thổ rộng lớn chủ yếu được lắp ghép bằng hàn, các liên kết ren chỉ còn được dùng rất hạn chế. Việc hàn ống chủ yếu liên quan đến các mối hàn và sự điều tiết của các quy phạm tiêu chuẩn có liên quan như tiêu chuẩn của Mỹ Asme về boler & pressuare vesseel code ( Tiêu chuẩn về nồi hơi & bồn áp lực ), astm (American Society for testing and Materials). Ống Ống dùng để chuyển tải chất thông vận từ nơi này sang nơi khác. Chất lượng ống được phân loại dựa trên danh mục của ống (schedule).

Sich là tiêu chuẩn đánh giá về trọng lượng (weight) và độ dầy (thickness) của ống. Kích thước danh nghĩa của ống Bảng 1. Kích thước danh nghĩa của các loại ống 1/8” 6 mm 1” 25 mm ¼” 8 mm 1 ¼” 32 mm 3/8” 10 mm 1 ½” 40 mm ½” 15 mm 2” 50 mm ¾” 20 mm 2 ½” 65 mm Các loại thép theo tiêu chuẩn astm (American Society for testing and Material-hiệp hội kiểm tra và vật liệu hoa kỳ) thông thường được bắt đầu bằng chữ a, phía sau chữ a là 1 cụm chữ số và chữ cái dùng để chỉ cấp độ, thuộc tính cơ học và thành phần hoá học của mỗi loại thép. để tìm hiểu chi tiết về mỗi loại thép, ta phải sử dụng các tài liệu của astm để tra cứu.

Liệt kê các mác thép thường được sử dụng để chế tạo ống theo tiêu chuẩn astm Ký hiệu theo STT Mô tả đặc điểm astm 1 A27 Thép cacbon đúc. 2 A36 Thép cac bon kết cấu. 3 A53 Thép cacbon để chế tạo ống. 4 A105 Thép cán dùng để chế tạo các loại ống.

5 A106 Thép cacbon để chế tạo ống. 6 A131 Thép kết cấu sử dụng cho ngành tàu biển. 7 A134 Thép cacbon để chế tạo ống. 5 Ký hiệu theo STT Mô tả đặc điểm astm 8 A135 Thép cacbon để chế tạo ống.

9 A139 Thép cacbon để chế tạo ống. Hàn SMAW ( Shielded Metal Arc Welding) Là hàn hồ quang tay que hàn thuốc bọc, đây là nhóm các quy trình hàn trong đó nhiệt cần thiết để nóng chảy được cung cấp từ hồ quang điện cực nóng chảy và kim loại nền.điện cực nóng chảy trong hồ quang sẽ cung cấp kim loại cho mối hàn. Hàn TIG ( Gas Tungsten arc Welding) Hàn hồ quang điện cực vonfram không nóng chảy trong môi trường khí trơ bảo vệ. là quá trình trong đó nguồn nhiệt là hồ quang được tạo thành giữa điện cực không nóng chảy và kim loại cơ bản , hồ quang và vùng kim loại được bảo vệ bởi không khí xung quanh ( ô xy , ni tơ ) bằng lớp khí trơ bảo vệ như khí argon , hê li.

kim loại điền đầy nếu cần thiết được đưa vào hồ quang từ bên ngoài ở dạng dây trần. Hàn ống ( SMAW + SMAW) Hàn ống bằng công nghệ hồ quang tay 1. Hàn ống ( TIG + SMAW ) Hàn ống bằng công nghệ hàn TIG và công nghệ hàn hồ quang tay. Trong đó hàn lớp lót bằng hàn TIG, hàn lớp điền đầy và lớp hoàn thiện bằng hồ quang tay.

Vật liệu hàn TIG Mục tiêu: - Trình bày được thành phần tính chất, công dụng và phân loại các loại khí dùng trong hàn ống; - Trình bày được thành phần tính chất, công dụng và phân loại các loại điện cực vonfram dùng trong hàn ống; - Trình bày được thành phần, tính chất của que hàn phụ; - Trình bày được tiêu chuẩn một số loại que hàn thuốc bọc, thành phần, tính năng, công dụng, phân loại và cách chọn que hàn; - Tuân thủ quy trình, có ý thức độc lập trong luyện tập. Khí trơ (thành phần, tính chất của khí trơ) Khí trơ là loại khí không tác dụng với các phản ứng hóa học, hầu như không hòa tan trong kim loại. Khí Argon và khí heli cùng hỗn hợp của chúng thường dùng trong công nghệ hàn TIG. Khí Argôn (Ar) Là loại khí trơ không màu, không mùi, không cháy và không nổ.

Sôi ở nhiệt độ 185,50C dưới áp suất bình thường. Khí Ar nặng hơn không khí 1,4 lần. Nhờ nặng hơn nên bảo vệ tốt vùng kim loại nóng chảy khi hàn. 6 Theo tiêu chuẩn các nước SNG, khí Ar tinh khiết có thể chia làm 3 loại A, B, C độ ẩm <0,03%g/m3.

Thành phần khí Ar theo % khối lượng Lượng A B C Ar 99.01 Loại A dùng để hàn, luyện kim các kim loại hoạt tính và hiếm như Titan, Niobi cùng các hợp kim của chúng. Loại B dùng để hàn, luyện kim các kim loại như Nhôm, Magiê sử dụng để hàn điện cực nóng chảy và không nóng chảy. Loại C dùng để hàn, luyện kim và hợp kim Crôm, Niken, thép hợp kim và Nhôm. Khí Ar được bảo quản và vận chuyển trong các bình kín.

Bình được quy định sơn đen phần dưới và sơn trắng phần trên. Phần trên bình in chữ Argôn sạch. Khí He là loại khí trơ không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, chỉ bằng 0.14 lần so với không khí. Do vậy việc bảo vệ kim loại mối hàn khó khăn hơn khí Ar.

Đòi hỏi lượng khí tiêu hao lớn hơn so với khí Ar 2÷3 lần. He li có tính dẫn nhiệt cao hơn so với Ar và sản sinh ra hồ quang Plasma. Hồ quang hàn được bảo vệ bởi khí He thường tạo ra mối hàn rộng, sâu, có dạng parabôn. Còn hồ quang tạo bởi khí Ar có dạng ngón tay.

Khí He có khả năng ion hóa cao hơn khí Ar do đó điện áp hồ quang cao hơn, khí He được chia thành 2 loại: Khí He có độ sạch cao và khí He kỹ thuật. Khí He được bảo quản trong những bình kín, bình chứa khí He được quy định sơn màu nâu và in chữ Heli màu trắng. Các hỗn hợp khí trơ. Các hỗn hợp khí trơ bao gồm khí (Ar+He) có trọng lượng lớn hơn khí He nên nó bảo vệ vùng hàn tốt hơn khí He.