Tìm Hiểu Phương Pháp Siêu Âm Trong Đo Và Kiểm Tra Không Phá Hủy

• Tác giả: Nguyễn Văn Minh
• Người hướng dẫn: TS. Cung Thành Long
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Đo Và Tin Học Công Nghiệp
• Đề tài: Phương Pháp Siêu Âm Trong Đo Kiểm Tra Không Phá Hủy
• Loại tài liệu: Báo Cáo Môn Học
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM
• 1.1. Tìm hiểu tổng quan về phương pháp
• 1.2. Giới thiệu chung về NDT bằng Phương pháp siêu âm
• 1.3. Lịch sử hình thành và phát triển của Phương pháp kiểm tra siêu âm
• 1.4. Ứng dụng của phương pháp kiểm tra siêu âm
• 1.5. Đánh giá chung về phương pháp kiểm tra siêu âm
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ CỦA PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM
• 2.1. Những đặc điểm của sóng âm
• 2.2. Góc tới hạn của khúc xạ
• 2.3. Các loại sóng âm
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẦU DÒ THU PHÁT SÓNG SIÊU ÂM
• 3.1. Cấu tạo đầu dò
• 3.2. Mạch thu phát sóng siêu âm
• 3.2.1. Mạch Phát sóng siêu âm
• 3.2.2. Mạch thu sóng siêu âm
• 3.3. Phân loại đầu dò
• 3.4. Đầu dò kết hợp
• 3.5. Giới thiệu công nghệ EMAT và đầu dò không tiếp xúc
• 3.5.1. Nguyên lý, cấu tạo
• 3.5.2. Ưu nhược điểm
• 3.6. Chất tiếp âm dùng trong kiểm tra siêu âm
• 4. CHƯƠNG 4: MỘT SỐ KỸ THUẬT TRONG ĐO VÀ KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM
• 4.1. Phương pháp đo và kiểm tra
• 4.1.1. Phương pháp dẫn truyền (Through transmission)
• 4.1.2. Phương pháp cộng hưởng (Resonance)
• 4.2. Phương pháp hồi âm (Pulse echo)
• 4.3. Các kĩ thuật đo thường gặp
• 4.3.1. Kĩ thuật kiểm tra chùm tia thông thường
• 4.3.2. Kĩ thuật chùm tia góc
• 4.3.3. Thử nghiệm ngâm
• 4.4. Kỹ thuật ngâm
• 4.5. Kỹ thuật sủi bọt
• 4.6. Kỹ thuật bộ chuyển đổi bánh xe
• 4.7. Kĩ thuật sóng bề mặt
• 5. CHƯƠNG 5: XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM
• 5.1. Tìm hiểu về A scan, B scan, C scan
• 5.1.1. B scan giá trị đơn
• 5.1.2. B scan mặt cắt ngang
• 5.2. Siêu âm nhiều chiều
• 6. CHƯƠNG 6: SAI SỐ
• 6.1. Điều kiện bề mặt
• 6.2. Kích thước hạt
• 6.3. Thay đổi đường kính
• 6.4. Những yếu tố khác
• 7. CHƯƠNG 7: KIỂM TRA MỘT SỐ ĐỐI TƯỢNG CỤ THỂ
• 7.1. Các loại mối hàn
• 7.2. Các khuyết tật mối hàn
• 7.2.1. Nứt mối hàn( weld crack)
• 7.2.2. Mối hàn rỗ khí (Blow hole)
• 7.2.3. Mối hàn lẫn xỉ (kẹt xỉ)
• 7.2.4. Hàn không ngấu (Incomplete fusion)
• 7.2.5. Mối hàn bị lẹm chân (Undercut)
• 7.2.6. Khuyết tật về hình dáng liên kết hàn
• 7.3. Quy trình chung để kiểm tra siêu âm các mối hàn
• 7.4. Hướng dẫn việc lựa chọn đầu dò
• 7.4.1. Qui định chung
• 7.4.2. Kích thước đầu dò
• 7.4.3. Dạng nêm của đầu dò
• 7.4.4. Các dầu dò dùng tinh thể đơn / kép
• 7.5. Định vị chân mối hàn
• 7.5.1. Phương pháp đầu dò thẳng
• 7.5.2. Phương pháp đầu dò xiên 1
• 7.5.3. Phương pháp đầu dò xiên 2
• 7.6. Các phương pháp kiểm tra chân mối hàn
• 7.6.1. Phương pháp cho mối hàn một phía
• 7.6.2. Phương pháp cho mối hàn hai phía
• 7.7. Các phương pháp cho việc quét mối hàn để tìm các chỗ khuyết tật dọc
• 7.7.1. Phương pháp: các mối nối giáp mép thẳng hàng
• 7.7.2. Phương pháp: các mối nối không thẳng hàng
• 7.7.3. Các mối hàn nhánh và nhánh nhỏ đặt lên (hình H
• 7.7.4. Mối hàn nhánh cụt đặt lên (hình H
• 7.7.5. Các mối hàn ống xuyên qua - một phía (hình H
• 7.7.6. Cấu trúc mối nối chữ T và mối nối nhánh nhỏ xuyên qua hai phía (hình H
• 7.7.7. Các mối nối chữ thập (hình H
• 7.8. Vùng chiếu siêu âm
• 7.9. các phương pháp quét mối hàn để tìm các chỗ khuyết tật ngang
• 7.9.1. Phương pháp: các mối nối giáp mép thẳng hàng, bề mặt mối hàn được mài
• 7.9.2. Phương pháp: các mối hàn giáp mép thẳng hàng, bề mặt mối hàn không mài
• 7.9.3. Phương pháp: các mối nối kiểu chữ T, chữ thập và góc
• 7.9.4. Vùng chiếu siêu âm: các mối hàn giáp mép thẳng hàng
• 7.9.5. Vùng chiếu siêu âm: các mối nối kiểu chữ T, chữ thập và góc
• 8. CHƯƠNG 8: TIÊU CHUẨN TRONG ĐO VÀ KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY
• 8.1. Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm Hoa Kỳ (ASTM)
• 8.2. Hiệp hội kĩ sư cơ khí Hoa Kỳ (ASME)
• 8.3. Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO
• 8.4. Hiệp hội kĩ sư ô tô Mỹ (SAE)
• 9. CHƯƠNG 9: MỘT SỐ THIẾT BỊ THƯƠNG MẠI HÓA TRÊN THỊ TRƯỜNG
• 9.1. Giới thiệu về phương pháp siêu âm mảng điều pha
• 9.2. So sánh siêu âm mảng điều pha với siêu âm truyền thống
• 9.3. Nguyên lí và những đặc tính của máy
• 9.3.1. nguyên lí hoạt động của máy
• 9.3.2. Sử dụng đơn giản
• 9.4. Khả năng của máy
• 9.5. Thông số kỹ thuật của máy
• 9.5.1. Bộ phát xung
• 9.5.2. Quét và hiển thị
• 9.5.3. Thông số chung
• 9.6. Các tiêu chuẩn kiểm tra được hỗ trợ/ và công nhận

I. Tổng Quan Về Phương Pháp Siêu Âm Trong Đo Kiểm Tra Không Phá Hủy

Phương pháp siêu âm là một trong những kỹ thuật kiểm tra không phá hủy (NDT) phổ biến nhất hiện nay. Phương pháp này sử dụng sóng siêu âm để phát hiện các khuyết tật bên trong vật liệu mà không làm hư hại đến chúng. Sóng siêu âm được truyền vào vật liệu và phản xạ lại khi gặp các khuyết tật, từ đó giúp xác định vị trí và kích thước của chúng. Phương pháp này có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như xây dựng, sản xuất và y tế.

1.1. Giới Thiệu Về Phương Pháp Siêu Âm

Phương pháp siêu âm (Ultrasonic Testing - UT) là một kỹ thuật đo kiểm tra siêu âm sử dụng sóng âm tần số cao để phát hiện các khuyết tật trong vật liệu. Kỹ thuật này có khả năng thâm nhập sâu và độ nhạy cao, cho phép phát hiện các khuyết tật nhỏ mà các phương pháp khác không thể làm được.

1.2. Lịch Sử Phát Triển Phương Pháp Siêu Âm

Phương pháp siêu âm đã được phát triển từ những năm 1920, với những nghiên cứu đầu tiên về việc sử dụng sóng siêu âm để phát hiện các vật thể kim loại. Qua thời gian, công nghệ này đã được cải tiến và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

II. Những Thách Thức Trong Kiểm Tra Không Phá Hủy Bằng Phương Pháp Siêu Âm

Mặc dù phương pháp siêu âm mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại một số thách thức trong quá trình kiểm tra không phá hủy. Các yếu tố như bề mặt vật liệu, kích thước và hình dạng của đối tượng kiểm tra có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả. Việc chuẩn bị bề mặt và lựa chọn đầu dò phù hợp cũng là những yếu tố quan trọng.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Độ Chính Xác

Độ chính xác của phương pháp siêu âm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như bề mặt vật liệu, kích thước hạt và các khuyết tật bên trong. Bề mặt cần được làm sạch và chuẩn bị kỹ lưỡng để đảm bảo sóng siêu âm có thể truyền qua mà không bị suy giảm.

2.2. Khó Khăn Trong Việc Phát Hiện Khuyết Tật Nhỏ

Một trong những thách thức lớn nhất là phát hiện các khuyết tật nhỏ hoặc khó nhìn thấy. Đòi hỏi kỹ thuật viên phải có kinh nghiệm và kiến thức chuyên sâu để phát triển các quy trình kiểm tra phù hợp.

III. Phương Pháp Siêu Âm Trong Đo Kiểm Tra Không Phá Hủy

Có nhiều phương pháp siêu âm khác nhau được sử dụng trong đo kiểm tra siêu âm. Các phương pháp này bao gồm phương pháp dẫn truyền, phương pháp cộng hưởng và phương pháp hồi âm. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với từng loại vật liệu và ứng dụng cụ thể.

3.1. Phương Pháp Dẫn Truyền

Phương pháp dẫn truyền sử dụng sóng siêu âm để truyền qua vật liệu và đo độ dày của chúng. Phương pháp này thường được sử dụng để kiểm tra độ dày của các ống dẫn và cấu trúc kim loại.

3.2. Phương Pháp Hồi Âm

Phương pháp hồi âm (Pulse Echo) là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất trong kiểm tra siêu âm. Kỹ thuật này đo thời gian phản xạ của sóng siêu âm để xác định vị trí và kích thước của khuyết tật.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Phương Pháp Siêu Âm

Phương pháp siêu âm được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như xây dựng, sản xuất và y tế. Trong ngành công nghiệp, nó được sử dụng để kiểm tra mối hàn, phát hiện khuyết tật trong vật liệu và đánh giá chất lượng sản phẩm. Trong y tế, siêu âm được sử dụng để chẩn đoán và theo dõi tình trạng sức khỏe.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Công Nghiệp

Trong ngành công nghiệp, phương pháp siêu âm được sử dụng để kiểm tra các sản phẩm như ống dẫn, mối hàn và các cấu trúc kim loại khác. Nó giúp phát hiện các khuyết tật và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

4.2. Ứng Dụng Trong Y Tế

Trong lĩnh vực y tế, siêu âm được sử dụng để chẩn đoán các bệnh lý và theo dõi tình trạng sức khỏe của bệnh nhân. Kỹ thuật này không xâm lấn và an toàn cho người sử dụng.

V. Kết Luận Về Phương Pháp Siêu Âm Trong Đo Kiểm Tra Không Phá Hủy

Phương pháp siêu âm là một công cụ mạnh mẽ trong kiểm tra không phá hủy. Nó không chỉ giúp phát hiện các khuyết tật mà còn đánh giá chất lượng vật liệu một cách hiệu quả. Với sự phát triển của công nghệ, phương pháp này sẽ tiếp tục được cải tiến và mở rộng ứng dụng trong tương lai.

5.1. Tương Lai Của Phương Pháp Siêu Âm

Với sự phát triển của công nghệ, phương pháp siêu âm sẽ ngày càng trở nên chính xác và hiệu quả hơn. Các thiết bị mới và phần mềm phân tích sẽ giúp cải thiện khả năng phát hiện khuyết tật.

5.2. Lợi Ích Của Phương Pháp Siêu Âm

Phương pháp siêu âm mang lại nhiều lợi ích như không gây hại cho vật liệu, khả năng phát hiện khuyết tật sâu và độ nhạy cao. Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng trong công nghiệp và y tế.