Bé c«ng th−¬ng TËp ®oµn c«ng nghiÖp than kho¸ng s¶n viÖt nam viÖn c¬ khÝ n¨ng l−îng vµ má - tkv b¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ So s¸nh, t×m gi¶i ph¸p n©ng cao chÊt l−îng ¶nh kü thuËt sè víi ¶nh phim r¬nghen dïng ®Ó x¸c ®Þnh khuyÕt tËt mèi hµn tµu biÓn vµ mèi hµn chÞu ¸p lùc 6778 12/4/2008 Hµ Néi 2.2008 Bé c«ng th−¬ng TËp ®oµn c«ng nghiÖp than kho¸ng s¶n viÖt nam viÖn c¬ khÝ n¨ng l−îng vµ má - tkv b¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ So s¸nh, t×m gi¶i ph¸p n©ng cao chÊt l−îng ¶nh kü thuËt sè víi ¶nh phim r¬nghen dïng ®Ó x¸c ®Þnh khuyÕt tËt mèi hµn tµu biÓn vµ mèi hµn chÞu ¸p lùc. C¬ quan chñ qu¶n: Bé C«ng Th−¬ng C¬ quan chñ tr×: ViÖn C¬ khÝ N¨ng l−îng vµ Má TKV Chñ nhiÖm ®Ò tµi: KS. NguyÔn Thu HiÒn Chñ nhiÖm ®Ò tµi DuyÖt ViÖn NguyÔn Thu HiÒn Hµ Néi 8.2007 2 Danh s¸ch c¬ quan phèi hîp Stt Tªn c¬ quan Néi dung thùc hiÖn, phèi hîp 1 C«ng ty C¬ khÝ §ãng tµu Than ViÖt Nam Kh¶o s¸t hiÖn tr−êng vµ cung cÊp mÉu thö nghiÖm 2 Phßng thÝ nghiÖm – ViÖn KH vµ Kü thuËt H¹t Cung cÊp ¶nh so s¸nh nh©n Danh s¸ch ng−êi thùc hiÖn Stt Hä vµ tªn Häc vÞ Chøc vô N¬i c«ng t¸c 1 B¹ch §«ng Phong Th¹c sü T.Phßng ViÖn CKNL vµ Má - TKV 2 NguyÔn Thu HiÒn Kü s− P.Phßng- Chñ ViÖn CKNL vµ Má - nhiÖm ®Ò tµi TKV 3 TrÇn V¨n Khanh Kü s− Nghiªn cøu ViÖn CKNL vµ Má - viªn TKV 4 TrÇn ThÞ Mai Kü s− Nghiªn cøu ViÖn CKNL vµ Má - viªn TKV 5 Lª Thanh B×nh Kü s− Nghiªn cøu ViÖn CKNL vµ Má - viªn TKV 6 Vò ChÝ Cao Kü s− Nghiªn cøu ViÖn CKNL vµ Má - viªn TKV 7 NguyÔn V¨n S¸ng Kü s− Nghiªn cøu ViÖn CKNL vµ Má - viªn TKV 3 Môc lôc Lêi më ®Çu .6 Ch−¬ng I: LÞch sö ph¸t triÓn cña chôp ¶nh khuyÕt tËt vµ vai trß cña ph−¬ng ph¸p trong ngµnh c«ng nghiÖp. Sù ph¸t triÓn ph−¬ng ph¸p chôp ¶nh khuyÕt tËt.
Sù ra ®êi cña tia X. øng dông trong lÜnh vùc c«ng nghiÖp. TÝnh chÊt bøc x¹ tia X. Ph−¬ng ph¸p kiÓm tra NDT.
Giíi thiÖu c¸c ph−¬ng ph¸p:. Ph−¬ng ph¸p chôp ¶nh sö dông phim r¬nghen th«ng th−êng. Ph−¬ng ph¸p chôp ¶nh r¬nghen kü thuËt sè. øng dông cña ph−¬ng ph¸p trªn thÕ giíi vµ t¹i ViÖt Nam.
øng dông trªn thÕ giíi:. øng dông ë ViÖt Nam.12 Ch−¬ng II: .14 Nguyªn lý vµ cÊu t¹o vµ quy tr×nh l¾p ®Æt, sö dông vËn hµnh cña thiÕt bÞ FoXray II hiÖn cã t¹i phßng thÝ nghiÖm. CÊu t¹o cña thiÕt bÞ. Nguyªn lý chôp ¶nh kü thuËt sè.
Quy tr×nh l¾p ®Æt. Yªu cÇu m«i tr−êng l¾p ®Æt thiÕt bÞ. L¾p ®Æt hÖ thèng ®Ó vËn hµnh:. VËn hµnh hÖ thèng vµ quy tr×nh thö nghiÖm.
Quy tr×nh thö nghiÖm. PhÇn mÒm foxray II vµ ¸p dông xö lý h×nh ¶nh. Lµm viÖc víi h×nh ¶nh. C«ng cô ®Ó x¸c ®Þnh kÝch th−íc khuyÕt tËt.
T×m ¶nh trong C¬ së D÷ liÖu .25 4 Ch−¬ng III: nghiªn cøu c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn kÕt qu¶ chôp ¶nh r¬nghen kü thuËt sè. ¶nh h−ëng cña kho¶ng c¸ch tõ vËt thö ®Õn nguån bøc x¹. §Þnh luËt tû lÖ nghÞch víi b×nh ph−¬ng kho¶ng c¸ch. Sù suy gi¶m n¨ng l−îng tia X phô thuéc vµo chiÒu dµy mÉu vËt.
Kho¶ng c¸ch tõ vËt thö ®Õn mµn nhËn. ¶nh h−ëng bëi ®é nh¹y. ¶nh h−ëng cña thêi gian liÒu chiÕu: .34 Ch−¬ng IV: KÕt qu¶ So s¸nh ¶nh kü thuËt sè víi phim r¬nghen th«ng th−êng. c¸c thiÕt bÞ vµ phô kiÖn sö dông :.
Quy tr×nh thö nghiÖm. MÉu thö nghiÖm ®em so s¸nh. KÕt qu¶ so s¸nh. ¶nh kü thuËt sè ®èi víi nh÷ng mÉu máng tõ 5-8 mm.
¶nh kü thuËt sè ®èi víi nh÷ng mÉu tõ 10-30 mm .39 Ch−¬ng V: mét sè gi¶i ph¸p lµm t¨ng chÊt l−îng ¶nh .43 Tµi liÖu tham kh¶o.50 5 Lêi më ®Çu Chôp ¶nh r¬nghen lµ mét trong c¸c ph−¬ng ph¸p th«ng dông ®Ó ph¸t hiÖn khuyÕt tËt cña mèi hµn, s¶n phÈm ®óc, chi tiÕt m¸y. C¸c c«ng ®o¹n chôp ¶nh r¬nghen b»ng phim tèn rÊt nhiÒu thêi gian chiÕu chôp, röa phim. còng nh− tiªu tèn c¸c vËt t− tiªu hao trong qu¸ tr×nh sö dông. Nh÷ng n¨m gÇn ®©y, c«ng nghÖ chôp ¶nh R¬nghen kü thuËt sè ra ®êi nh»m lo¹i bá c¸c nh−îc ®iÓm ®ã ®ång thêi ph¸t huy thÕ m¹nh cña kü thuËt ®iÖn tö sè vµ c«ng nghÖ phÇn mÒm xö lý ¶nh.
Víi hµng lo¹t c¸c tÝnh n¨ng −u viÖt, ¶nh r¬nghen kü thuËt sè ®ang dÇn thay thÕ c¸c hÖ thèng chôp ¶nh dïng phim cæ ®iÓn. HiÖn nay ViÖn C¬ khÝ N¨ng l−îng vµ Má TKV ®· ®−îc trang bÞ hÖ thèng thiÕt bÞ chôp ¶nh r¬nghen kü thuËt sè Forxray II ®Ó øng dông kiÓm tra kh«ng ph¸ huû (NDT) trong c«ng nghiÖp thay thÕ cho c¸c hÖ thèng chôp phim cæ ®iÓn. Ph−¬ng ph¸p nµy míi ®−îc øng dông trªn thÕ giíi trong vßng mét hai n¨m trë l¹i ®©y vµ hiÖn míi chØ b¾t sö dông t¹i ViÖt Nam. So s¸nh ¶nh kü thuËt sè vµ ¶nh phim r¬nghen th«ng th−êng vµ t×m ra gi¶i ph¸p ®Ó n©ng cao chÊt l−îng ¶nh kü thuËt sè lµ ®Ò tµi ®· ®−îc ViÖn c¬ khÝ N¨ng l−îng vµ Má TKV ®Ò xuÊt vµ nghiªn cøu øng dông.
Mét phÇn trong néi dung cña ®Ò tµi lµ dÞch toµn bé tµi liÖu kü thuËt sang tiÕng ViÖt ®Ó vËn hµnh thµnh th¹o hÖ thèng thiÕt bÞ, sau ®ã nghiªn cøu so s¸nh víi chÊt l−îng ¶nh phim r¬nghen th«ng th−êng ¸p dông cô thÓ trong lÜnh vùc c«ng nghiÖp. §Ò tµi nh»m ®¸nh gi¸ tÝnh −u viÖt cña ph−¬ng ph¸p kiÓm tra kh«ng ph¸ hñy: ¶nh r¬nghen kü thuËt sè so víi c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c ®ang ®−îc øng dông hiÖn nay; ®ång thêi cho thÊy tÇm quan träng cña thiÕt bÞ trong c«ng nghiÖp. Bªn c¹nh ®ã Nhãm nghiªn cøu cßn mong muèn t×m ra c¸c gi¶i ph¸p ®Ó cã thÓ c¶i thiÖn chÊt l−îng trong qu¸ tr×nh kiÓm tra. Nhãm thùc hiÖn ®Ò tµi rÊt mong nhËn ®−îc sù ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c c¸ nh©n vµ ®¬n vÞ quan t©m.
6 Ch−¬ng I: LÞch sö ph¸t triÓn cña chôp ¶nh khuyÕt tËt vµ vai trß cña ph−¬ng ph¸p trong ngµnh c«ng nghiÖp I. Sù ph¸t triÓn ph−¬ng ph¸p chôp ¶nh khuyÕt tËt I. Sù ra ®êi cña tia X N¨m 1895 R¬nghen ®· ph¸t hiÖn ra bøc x¹ tia X trong lóc ¤ng ®ang nghiªn cøu hiÖn t−îng phãng ®iÖn trong kh«ng khÝ. Trong qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm víi lo¹i tia míi vµ kú l¹ nµy, R¬nghen ®· chôp ¶nh cña nh÷ng vËt kh¸c nhau.
Nh÷ng bøc ¶nh nµy ®¸nh dÊu sù ra ®êi cña ph−¬ng ph¸p chôp ¶nh phãng x¹. Mét n¨m sau khi R¬nghen ph¸t hiÖn ra bøc x¹ tia X ®· ¸p dông kiÓm tra cho mèi hµn. øng dông trong lÜnh vùc c«ng nghiÖp N¨m 1913 Colliedge ®· thiÕt kÕ mét èng ph¸t bøc x¹ tia X. ThiÕt bÞ nµy cã kh¶ n¨ng ph¸t x¹ tia X cã n¨ng l−îng cao h¬n vµ cã kh¶ n¨ng xuyªn s©u h¬n.
N¨m 1917 phßng thÝ nghiÖm chôp ¶nh bøc x¹ b»ng tia X ®· ®−îc thiÕt lËp t¹i Royal Arsenal ë Woowich. N¨m 1922, kü thuËt chôp ¶nh r¬nghen trong c«ng nghiÖp ®· ph¸t triÓn víi viÖc chÕ t¹o ®−îc èng ph¸t lªn tíi 200 kV, víi èng ph¸t nµy cã thÓ cho phÐp kiÓm tra mÉu víi chiÒu dµy 20 mm. B−íc ph¸t triÓn quan träng kÕ tiÕp lµ vµo n¨m 1930 khi h¶i qu©n Mü ®ång ý dïng ph−¬ng ph¸p chôp ¶nh r¬nghen ®Ó kiÓm tra c¸c mèi hµn trong b×nh ¸p lùc vµ bøc x¹ tia X ®· t¹o ra mét sù ph¸t triÓn bÒn v÷ng nh− lµ mét c«ng cô dïng ®Ó kiÓm tra c¸c mèi hµn vµ vËt ®óc vµ nåi h¬i. Mét sè n¨m sau ®ã, b−íc ph¸t triÓn nµy dÉn ®Õn thùc tÕ lµ ph−¬ng ph¸p chôp ¶nh r¬nghen ®−îc thõa nhËn réng r·i ®èi víi c¸c bån chÞu ¸p lùc ®−îc hµn nãng ch¶y, vµ ®Õn nay tia X ®· cã ®−îc sù tiÕn bé v÷ng ch¾c nh− lµ mét ph−¬ng tiÖn ®Ó kiÓm tra mèi hµn vµ vËt ®óc.
Gi¸ trÞ cña chôp ¶nh r¬nghen ®−îc nhËn thÊy râ nÐt trong c«ng nghiÖp hµng kh«ng, nh−ng sau ®ã cßn më réng sang lÜnh vùc kh¸c nh− c¸c mèi hµn trong nhµ m¸y ®iÖn, nhµ m¸y tinh chÕ, c¸c kÕt cÊu tµu thuû vµ ph−¬ng tiÖn chiÕn tranh. 7 §iÒu nµy ®· t¹o nªn c¬ së cho sù më réng liªn tôc cña kü thuËt kiÓm tra b»ng chôp ¶nh r¬nghen. TÝnh chÊt bøc x¹ tia X Mét sè tÝnh chÊt cña bøc x¹ tia X ®−îc tr×nh bµy tãm t¾t d−íi ®©y: + Kh«ng thÓ nh×n thÊy ®−îc + TruyÒn víi vËn tèc b»ng víi vËn tèc ¸nh s¸ng nghÜa lµ 3x108 m/s + Chóng tu©n theo ®Þnh luËt tû lÖ nghÞch víi b×nh ph−¬ng kho¶ng c¸ch mµ theo ®Þnh luËt nµy th× c−êng ®é bøc x¹ tia X t¹i mét ®iÓm bÊt kú nµo ®ã tû lÖ nghÞch víi b×nh ph−¬ng kho¶ng c¸ch tõ nguån ®Õn ®iÓm ®ã vµ khi ®ã: I ∼1/r2 Trong ®ã I lµ c−êng ®é bøc x¹ t¹i ®iÓm c¸ch nguån phãng x¹ mét kho¶ng c¸ch r, + T¸c ®éng lªn líp nhò t−¬ng phim ¶nh lµm ®en phim ¶nh + Trong khi truyÒn qua vËt liÖu chóng bÞ hÊp thô hoÆc bÞ t¸n x¹ + Chóng cã thÓ xuyªn qua nh÷ng vËt liÖu mµ ¸nh s¸ng kh«ng thÓ ®i xuyªn qua ®−îc. §é xuyªn s©u phô thuéc vµo n¨ng l−îng cña bøc x¹, mËt ®é, bÒ dµy cña vËt liÖu.
Mét chïm bøc x¹ tia X ®¬n n¨ng tu©n theo ®Þnh luËt hÊp thô theo c«ng thøc: I = I0e(-µx) (1) Trong ®ã: + I0 = C−êng ®é cña tia X hoÆc tia gama + I = C−êng ®é cña tia X truyÒn qua vËt liÖu cã chiÒu dµy lµ x vµ cã hÖ sè hÊp thô lµ µ.7183) Trong kiÓm tra vËt liÖu b»ng chôp ¶nh bøc x¹ th−êng sö dông bøc x¹ tia X cã b−íc sãng n»m trong kho¶ng 10-4 A0 ®Õn 10 A0, trong ®ã: (1 A0 = 10-10 m. ph−¬ng ph¸p kiÓm tra NDT I. Giíi thiÖu c¸c ph−¬ng ph¸p: Kü thuËt chôp ¶nh r¬nghen lµ mét trong nh÷ng ph−¬ng ph¸p n»m trong nhãm kü thuËt kiÓm tra kh«ng ph¸ huû. Trong nhãm kü thuËt kiÓm tra kh«ng ph¸ huû cã rÊt nhiÒu ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau, ®−îc chia ra lµm 2 nhãm dïng x¸c ®Þnh khuyÕt tËt trªn bÒ mÆt vµ x¸c ®Þnh khuyÕt tËt bªn trong chi tiÕt vµ vËt liÖu.