Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị kiểm tra mối hàn ống bằng đầu dò siêu âm

• Tác giả: Nguyễn Dương Hưng
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Thiện Ngôn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thử nghiệm thiết bị mang đầu dò siêu âm kiểm tra mối hàn đường ống
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.2.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu của đề tài
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5.1. Cơ sở phương pháp luận
• 1.5.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
• 1.6. Kết cấu của luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Phân loại ống thép theo công nghệ
• 2.2. Ống thép hàn
• 2.3. Phân loại ống thép theo vật liệu
• 2.3.1. Ống thép tròn đen
• 2.3.2. Ống thép mạ kẽm
• 2.4. Các loại mối hàn ống
• 2.4.1. Mối hàn dọc ống (mối hàn dọc trục)
• 2.4.2. Mối hàn ngang ống (mối hàn hướng kính)
• 2.4.3. Mối hàn xoắn ống
• 2.5. Khuyết tật mối hàn
• 2.5.1. Lẹm chân và chảy loang
• 2.5.2. Khuyết tật về hình dạng
• 2.5.3. Khuyết tật ăn mòn kim loại
• 2.5.3.1. Cấu tạo của kim loại và ảnh hưởng của nó đến quá trình ăn mòn
• 2.5.3.2. Sự ăn mòn kim loại
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Các phương pháp kiểm tra đánh giá chất lượng ống
• 3.1.1. Kiểm tra phá hủy
• 3.1.2. Kiểm tra không phá hủy (NDT) Non-Destructive-Testing
• 3.2. Thiết bị kiểm tra khuyết tật hiện tại
• 3.3. Các tồn tại và định hướng nghiên cứu
• 4. CHƯƠNG 4: YÊU CẦU VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
• 4.1. Phân tích đối tượng thiết kế
• 4.2. Phương án chọn lựa thiết kế cho cơ cấu kẹp và dẫn động
• 4.2.1. Phương án thiết kế cho cơ cấu kẹp
• 4.2.2. Phương án chuyển động dọc ống
• 4.3. Phương án thiết kế cụm chi tiết chuyển động tròn quanh ống
• 4.3.1. So sánh và lựa chọn phương án chuyển động tròn quanh ống
• 4.4. Phương án chọn lựa thiết kế cho cơ cấu đo mối hàn đường ống
• 4.4.1. Phân tích kẹp, lực áp đầu dò vào ống
• 4.4.2. Phương án thiết kế cụm mang đầu dò siêu âm kiểm tra đường hàn
• 4.4.3. Phương án thiết kế cụm mang đầu dò siêu âm kiểm tra mòn
• 4.4.4. Thiết kế cơ cấu điều chỉnh cụm đầu dò
• 4.4.5. Thiết kế cơ cấu cụm bánh xe từ
• 4.4.6. Thiết kế hộp động cơ
• 4.4.7. Lựa chọn phương án thiết kế
• 4.4.7.1. Phương án 1: Sử dụng bộ kẹp kết hợp bánh xe từ
• 4.4.7.2. Phương án 2: Sử dụng 2 bộ kẹp ở 2 đầu
• 4.4.8. Phương án chọn lựa thiết kế đo mối hàn vòng ống
• 4.4.8.1. Xác định sai lệch của đầu dò so với mối hàn
• 4.4.8.2. Phân tích lựa chọn thiết bị phản hồi vị trí
• 4.4.9. Thiết kế thiết bị đo mối hàn vòng ống
• 4.4.10. Phương án tháo lắp vòng định vị
• 4.4.10.1. Chốt tháo lắp (locking pin)
• 4.4.10.2. Phương án 1: Dùng bu lông để tháo lắp
• 4.4.10.3. Phương án 2: Dùng chốt tháo lắp (locking pin)
• 4.4.10.4. Phương án 3: Dùng chốt định vị kết hợp với chốt tháo lắp (locking pin)
• 4.5. So sánh các phương án và lựa chọn
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU
• 5.1. Kết cấu tổng thể của cơ cấu
• 5.1.1. Tính toán bộ truyền bánh răng
• 6. CHƯƠNG 6: QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO, GIA CÔNG CHI TIẾT
• 6.1. Chế tạo bộ kẹp
• 6.2. Chế tạo cụm chi tiết chuyển động tròn quanh ống
• 6.3. Chế tạo cơ cấu chuyển động dọc ống
• 6.4. Chế tạo cơ cấu mang đầu dò
• 6.5. Chế tạo cơ cấu cụm bánh xe từ
• 6.6. Chế tạo cơ cấu điều chỉnh cụm đầu dò
• 6.7. Chế tạo hộp động cơ
• 7. CHƯƠNG 7: QUY TRÌNH KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ THỰC NGHIỆM
• 7.1. Thiết bị đo mối hàn vòng ống
• 7.1.1. Thiết bị kiểm tra
• 7.1.2. Quy trình kiểm tra, đánh giá thực nghiệm
• 7.1.2.1. Lắp đặt thiết bị
• 7.1.2.2. Quá trình chạy thử nghiệm
• 7.1.2.3. Đánh giá kết quả
• 7.2. Thiết bị đo sử dụng cụm bánh xe từ
• KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu

Ngành khoa học siêu âm đã phát triển từ thế kỷ 19 và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Sau thế chiến thứ hai, ngành cơ học phá hủy ra đời nhằm khảo sát ảnh hưởng của các vết nứt trong kết cấu.

Ngày nay, đường ống đóng vai trò quan trọng trong vận chuyển năng lượng, đặc biệt là trong ngành dầu khí. Việc kiểm tra chất lượng đường ống, bao gồm phát hiện khuyết tật và ăn mòn, là rất cần thiết để đảm bảo an toàn và ngăn ngừa rủi ro.

Phương pháp kiểm tra siêu âm tổ hợp pha (UT-PA) được đánh giá cao về tính nhanh chóng và chính xác. Tuy nhiên, việc ứng dụng phương pháp này ở Việt Nam còn hạn chế do kỹ thuật chưa được làm chủ, chi phí đầu tư cao và thiếu nghiên cứu bài bản.

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

Nhu cầu kiểm tra đường ống tại Việt Nam rất lớn, đặc biệt trong bối cảnh ngành dầu khí đang phát triển mạnh mẽ. Việc nghiên cứu và chế tạo thiết bị kiểm tra trong nước là cần thiết để giảm thiểu sự phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài, nâng cao năng lực tự chủ và giảm thiểu chi phí.

Đề tài "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra, đánh giá chất lượng ống sử dụng kỹ thuật siêu âm" được kỳ vọng sẽ đáp ứng phần nào nhu cầu thực tiễn, góp phần ứng dụng và làm chủ công nghệ đánh giá chất lượng ống tại Việt Nam.

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Nghiên cứu và ứng dụng phương pháp siêu âm tổ hợp pha (UT-PA) trong kiểm tra đường ống là một hướng đi mới tại Việt Nam. Đề tài góp phần thúc đẩy nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực NDT, tạo tiền đề cho việc phát triển các giải pháp kiểm tra tiên tiến hơn.

Về mặt thực tiễn, đề tài hướng đến việc chế tạo thiết bị kiểm tra chất lượng đường ống có tính ứng dụng cao, đáp ứng nhu cầu kiểm tra ngày càng tăng của các ngành công nghiệp, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.