Nghiên cứu giải pháp và công cụ phát hiện tự động khuyết tật hàn qua phim chụp ảnh bức xạ

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Hà
• Người hướng dẫn: Pgs. Đặng Thiện Ngôn
• Trường học: Trường ĐHSPKT TPHCM
• Chuyên ngành: Cơ khí Chế tạo máy
• Đề tài: Nghiên cứu đề xuất giải pháp và công cụ phát hiện tự động khuyết tật hàn qua phim chụp ảnh bức xạ
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 0.2.1. Ý nghĩa khoa học
• 0.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 0.3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài
• 0.3.1. Mục tiêu chung
• 0.3.2. Mục tiêu cụ thể
• 0.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 0.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 0.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 0.5. Kết cấu luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Mối hàn
• 1.2. Khuyết tật hàn
• 1.2.1. Ngậm xỉ
• 1.2.1.1. Ngậm xỉ từ thuốc hàn nóng chảy
• 1.2.1.2. Ngậm xỉ từ thuốc hàn chưa nóng chảy
• 1.2.1.3. Ngậm xỉ từ các ôxít
• 1.2.1.4. Ngậm xỉ từ Tungsten
• 1.2.1.5. Ngậm xỉ từ đồng
• 1.2.1.6. Ngậm xỉ từ các kim loại khác
• 1.2.2. Thiếu ngấu
• 1.2.2.1. Thiếu ngấu cạnh
• 1.2.2.2. Thiếu ngấu giữa các lớp
• 1.2.2.3. Thiếu ngấu chân
• 1.2.3. Không thấu hoàn toàn
• 1.2.4. Không thấu chân
• 1.2.5. Khuyết tật rỗ khí/hốc khí (Porosity)
• 1.2.5.1. Rỗ khí dạng lỗ sâu
• 1.2.5.2. Rỗ khí trên bề mặt mối hàn
• 1.2.5.3. Rỗ khí rãnh hồ quang
• 1.2.6. Nứt rãnh hồ quang hàn
• 1.2.7. Nứt theo bản chất
• 1.2.8. Khuyết tật mối hàn chưa hoàn thiện và sai lệch về hình dạng, kích thước
• 1.2.8.1. Kiểm tra phá hủy (Destructive Testing – DT)
• 1.2.8.2. Kiểm tra không phá hủy (Non-Destructive Testing – NDT)
• 1.2.8.3. Kiểm tra chụp ảnh bức xạ (Radiographic Testing – RT)
• 1.3. Cách thức giải đoán ảnh chụp bức xạ
• 1.4. Hạn chế của phương pháp chụp ảnh bức xạ
• 1.5. Thực trạng kiểm tra phát hiện khuyết tật hàn qua ảnh bức xạ
• 1.6. Các nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.6.1. Các nghiên cứu trong nước
• 1.6.2. Các nghiên cứu ngoài nước
• 1.7. Ý kiến thảo luận và đề xuất nhiệm vụ của đề tài
• 1.7.1. Ý kiến thảo luận
• 1.7.2. Đề xuất nhiệm vụ của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nội dung nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp kế thừa
• 2.2.2. Phương pháp thu thập thông tin
• 2.2.3. Phương pháp thiết kế
• 2.2.4. Phương pháp nghiên cứu phục vụ thực nghiệm
• 2.3. Vật liệu và trang thiết bị thực nghiệm
• 2.3.1. Vật liệu thực nghiệm
• 2.3.2. Trang thiết bị phục vụ thực nghiệm
• 2.4. Phương pháp kiểm tra đánh giá
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Giới thiệu giải thuật Neural Network
• 3.1.1. Cấu tạo của mạng nơ-ron nhân tạo
• 3.1.2. Hàm kích hoạt trong mạng neural nhân tạo
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Giải pháp tự động đánh giá khuyết tật hàn qua phim chụp ảnh bức xạ
• 4.2. Chế tạo thiết bị số hoá các phim chụp ảnh bức xạ
• 4.2.1. Yêu cầu của thiết bị
• 4.3. Thực hiện công việc xử lý sơ bộ ảnh
• 4.4. Xây dựng cơ sở dữ liệu
• 4.5. Đề xuất giải thuật, xây dựng phần mềm thực hiện giải đoán
• 4.5.1. Giải thuật thực hiện giải đoán ảnh
• 4.5.2. Giải thuật Neural Network cho CSDL
• 4.5.3. Xây dựng phần mềm
• 4.5.4. Code Matlab sử dụng cho phần mềm nhận diện khuyết tật hàn
• 4.6. Đánh giá độ chính xác, độ tin cậy của kết quả đo
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về giải pháp phát hiện tự động khuyết tật hàn

Giải pháp phát hiện tự động khuyết tật hàn qua phim chụp ảnh bức xạ đang trở thành một xu hướng quan trọng trong ngành công nghiệp dầu khí. Với sự phát triển của công nghệ, việc áp dụng các phương pháp tự động hóa giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong việc phát hiện các khuyết tật hàn. Phương pháp này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu chi phí đào tạo cho các phân tích viên.

1.1. Tầm quan trọng của việc phát hiện khuyết tật hàn

Việc phát hiện khuyết tật hàn kịp thời giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn trong quá trình vận hành. Các khuyết tật như ngậm xỉ, thiếu ngấu có thể dẫn đến sự cố nghiêm trọng nếu không được phát hiện sớm.

1.2. Công nghệ chụp ảnh bức xạ trong phát hiện khuyết tật

Công nghệ chụp ảnh bức xạ (Radiographic Testing - RT) là một trong những phương pháp phổ biến nhất để kiểm tra chất lượng mối hàn. Phương pháp này cho phép phát hiện các khuyết tật bên trong mà không cần phá hủy sản phẩm.

II. Thách thức trong việc phát hiện khuyết tật hàn qua phim chụp ảnh bức xạ

Mặc dù công nghệ chụp ảnh bức xạ mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức lớn trong việc phát hiện khuyết tật hàn. Đặc biệt, việc yêu cầu kỹ thuật viên có trình độ cao và kinh nghiệm lâu năm là một trong những vấn đề chính.

2.1. Khó khăn trong đào tạo kỹ thuật viên

Đào tạo kỹ thuật viên có trình độ cao để phân tích phim chụp ảnh bức xạ là một quá trình tốn thời gian và chi phí lớn. Điều này gây khó khăn cho các doanh nghiệp trong việc duy trì đội ngũ nhân lực chất lượng.

2.2. Tốc độ xử lý và độ chính xác

Tốc độ xử lý đánh giá ảnh chậm có thể dẫn đến việc chậm trễ trong sản xuất. Hơn nữa, độ chính xác của việc phát hiện khuyết tật phụ thuộc vào kinh nghiệm của kỹ thuật viên, điều này có thể gây ra sai sót trong quá trình kiểm tra.

III. Phương pháp phát hiện tự động khuyết tật hàn qua phim chụp ảnh bức xạ

Giải pháp phát hiện tự động khuyết tật hàn thông qua phim chụp ảnh bức xạ sử dụng các kỹ thuật xử lý ảnh tiên tiến. Phương pháp này không chỉ giúp tăng tốc độ xử lý mà còn nâng cao độ chính xác trong việc phát hiện các khuyết tật.

3.1. Kỹ thuật xử lý ảnh trong phát hiện khuyết tật

Kỹ thuật xử lý ảnh sử dụng các thuật toán phức tạp để phân tích hình ảnh từ phim chụp bức xạ. Các thuật toán này giúp nhận diện và phân loại các khuyết tật như rỗ khí, ngậm xỉ một cách tự động.

3.2. Phát triển phần mềm tự động hóa

Phần mềm tự động hóa được phát triển để thực hiện giải đoán hình ảnh từ phim chụp bức xạ. Phần mềm này có khả năng so sánh hình ảnh với cơ sở dữ liệu và đưa ra kết quả chính xác về các khuyết tật hàn.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giải pháp phát hiện tự động

Giải pháp phát hiện tự động khuyết tật hàn đã được áp dụng thành công trong nhiều dự án lớn trong ngành dầu khí. Kết quả cho thấy hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ tin cậy trong việc phát hiện khuyết tật.

4.1. Kết quả nghiên cứu ban đầu

Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống phát hiện tự động đã phát hiện thành công các khuyết tật cơ bản như rỗ khí, ngậm xỉ, thiếu ngấu và cháy thủng. Điều này chứng tỏ tính khả thi của giải pháp trong thực tiễn.

4.2. Lợi ích kinh tế từ việc áp dụng công nghệ

Việc áp dụng công nghệ phát hiện tự động giúp giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả công việc. Doanh nghiệp có thể tiết kiệm chi phí đào tạo và tăng cường năng lực cạnh tranh trên thị trường.

V. Kết luận và tương lai của giải pháp phát hiện tự động khuyết tật hàn

Giải pháp phát hiện tự động khuyết tật hàn qua phim chụp ảnh bức xạ đang mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến trong quy trình kiểm tra chất lượng.

5.1. Triển vọng phát triển công nghệ

Công nghệ phát hiện tự động sẽ tiếp tục được nghiên cứu và phát triển để nâng cao độ chính xác và tốc độ xử lý. Các nghiên cứu mới sẽ giúp cải thiện khả năng nhận diện khuyết tật hàn.

5.2. Tác động đến ngành công nghiệp dầu khí

Việc áp dụng công nghệ phát hiện tự động sẽ có tác động tích cực đến ngành công nghiệp dầu khí, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.