3 cách Kiểm tra mối hàn bằng phương pháp thẩm thấu có thể bạn chưa biết

Để hiểu rõ về quá trình kiểm tra thẩu thấu có thể xem thêm bài viết khái quát kiểm tra thẩm thấu

Lưu ý trước khi thực hiện kiểm tra mối hàn phương pháp thẩm thấu

Các phương pháp chuẩn bị bề mặt kiểm tra, chất thấm, chất hiện... khi kiểm tra liên kết hàn giống như khi kiểm tra chất lượng các quá trình công nghệ khác. Trong thời gian kiểm cần phải tính đến các bề mặt của liên kết (mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt và lân cận). Không gian phải đủ để tiếp cận tất cả các phía (chân mối hàn, đỉnh mối hàn).

       Lựa chọn các phương pháp kiểm tra căn cứ vào độ nhạy yêu cầu, khả năng chống ăn mòn của kim loại, chất lượng bề mặt liên kết hàn, điều kiện tiếp cận và chiếu sáng vùng kiểm tra. Nên kiểm tra dưới ánh sáng có cường độ khoảng 500 lx.

      Vấn đề khó khi kiểm tra thấm mao dẫn là kiểm tra mối hàn có độ bóng bề mặt thấp, nó sẽ tạo nên các chỉ thị giả gây khó khăn cho việc giải đoán. Độ nhạy lớn nhất của các phương pháp thấm mao dẫn đạt được khi kiểm tra  bề mặt có độ bóng s5 (R_z=20).

      Các phương pháp thấm màu có độ nhạy cao khi phát hiện khuyết tật nứt, rỗ bề mặt. Chúng có thể phát hiện các vết nứt chiều rộng 1 – 2 µm, sâu 10 - 15 µm. Khi kiểm tra các liên kết hàn bằng hồ quang tay mà bề mặt không có chuẩn bị đặc biệt, việc sử dụng các chất thấm trên cơ sở dầu hoả- dầu thông có kết quả tích cực nhờ khả năng thẩm thấu tốt từ bề mặt nhám.

       Việc kiểm tra các liên kết hàn khuếch tán tiếp xúc có khuyết tật dạng phẳng gặp nhiều khó khăn không chỉ đối với phương pháp thấm mao dẫn mà cả các phương pháp chụp ảnh phóng xạ hoặc siêu âm.

Chỉ thị giả khi kiểm tra mối hàn bằng phương pháp thẩm thấu

Đó là các chỉ thị không phải do bất liên tục gây nên. Nguyên nhân là do làm sạch không triệt để, vân tay, nhiễm từ... Thường thì các chỉ thị giả dễ nhận biết vì chúng có liên quan chặt chẽ đến nguồn gốc phát sinh như vết chèn, điểm hàn.

3 Cách hay dùng kiểm tra mối hàn bằng phương pháp thẩm thấu

PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA THẤM THẤU BẰNG HUỲNH QUANG

Để nâng cao khả năng hiện vết thấm, người ta cho vào trong chất thấm các chất màu phát huỳnh quang dưới ánh sáng đen hay ánh sáng tử ngoại (cực tím).

 Chất phát quang là các chất dư thừa làm sáng vật thể dưới tác dụng của tia nhiệt. Sự phát sáng vật thể trong miền phổ nhất định ở nhiệt độ đã cho không làm ánh sáng mất đi ngay sau khi bỏ tác nhân gây phổ.

Khoảng bước sóng ánh sáng huỳnh quang phụ thuộc vào loại chất huỳnh quang: dung dịch tinh thể hữu cơ của chất màu huỳnh quang phát ra ánh sáng vàng-xanh; dung dịch rodamin-C phát ra màu da cam-đỏ. Mắt người nhìn thấy ánh sáng trong phạm vi bước sóng 400 – 800 nm, tương ứng với màu tia từ tím đến đỏ. Bước sóng của tia cực tím được phân bố trong khoảng 400 – 300 nm. Tuy mắt người không nhìn thấy tia cực tím nhưng nó có khả năng phát huỳnh quang trong phần nhìn thấy của phổ dao động điện từ.

  Khi kiểm tra huỳnh quang, dầu hỏa thường được dùng làm chất thấm chỉ thị chủ yếu do nó có khả năng thấm ướt tốt tất cả các kim loại. Tuy nhiên dầu biến thế có tính thấm khá nhỏ cũng được bổ sung vào dầu hỏa để tăng khả năng phát quang. Ngoài ra người ta còn dùng chất noriol có màu vàng –xanh làm thành phần huỳnh quang. Chất thấm chỉ thị subekol- sản phẩm của quá trình hóa dầu cũng được sử dụng tương tự dầu hỏa.

Ưu điểm của phương pháp này là thực hiện cho độ chính xác cao hơn so với chỉ thị mầu

Nhược điểm : Chi phí cho hóa chất kiểm tra và thiết bị kiểm tra cao làm tăng giá thành chế tạo sản phẩm.

PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA THẤM THẤU BẰNG MÀU

Đây là phương pháp phổ biến nhất hiện nay được ứng dụng tại Việt Nam. Với chi phí hóa chất rẻ hơn và khả năng kiểm tra ngay tại công trường mà cần thêm ít thiết bị phụ trợ là điểm cộng lớn nhất của cách thức này.

Trong phương pháp kiểm ta màu dấu vết của chất thấm chỉ thị được quan sát nhờ sự phản chiếu khác nhau của chất hiện với chất thẩm thấu dưới ánh sáng nhìn thấy (nên còn được gọi là khả kiến). Mỗi phổ ánh sáng có màu và bước sóng xác định.

  Giá trị nhỏ nhất của độ chiếu sáng mà mắt người nhận biết được được gọi là ngưỡng sáng. Ngưỡng sáng được phân biệt không chỉ theo phổ ánh sáng, mà còn cả màu sắc của nguồn sáng (ngưỡng màu). Độ lớn của ngưỡng màu phụ thuộc vào bước sóng bức xạ. Độ nhạy của mắt đối với bức xạ công suất như nhau không giống nhau khi bước sóng khác nhau, ngoài ra còn phụ thuộc vào vật thể được chiếu sáng.

 Trong thành phần chất thấm chỉ thị  khi kiểm ta theo phương pháp màu, người ta sử dụng chất nhuộm màu anilin dạng mỡ đỏ thẫm (Sudan)

  Trong kiểm tra thấm mao dẫn theo phương pháp màu, phương pháp hiện hình khuếch tán được sử dụng rộng rãi. Sau khi làm sạch chất thấm, người ta phun hoặc quét lên bề mặt vật kiểm chất hiện hình trắng. Để kiểm tra chất lượng liên kết hàn thường dùng chất lỏng trên cơ sở dầu hỏa và dầu thông. Nếu làm chất thấm thì thêm chất nhuộm màu Sudan và nước; nếu làm chất hiện hình thì thêm cồn và bột phấn trắng. Chú ý rằng các chất này có chứa độc tố hàm lượng thấp!

PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA THẤM THẤU HUỲNH QUANG MÀU  

Phương pháp này sử dụng chất thấm màu- huỳnh quang, mà khi bức xạ bằng tia cực tím phổ sẽ phát ra trong vùng đỏ - da cam; còn dưới ánh sáng nhìn thấy có phổ màu đỏ. Như vậy phương pháp huỳnh quang –màu là kết hợp tính chất của hai phương pháp trên: huỳnh quang và màu.

  Để kiểm tra liên kết hàn hoặc hàn vảy người ta dùng loại hỗn hợp có chất thấm chỉ thị chứa rodamin-C, cồn và nhũ tương. Vật kiểm được làm sạch bằng cách nhúng hoặc phun nước liên tục. Chất hiện hình là sơn men nitro trắng, colodion và acetone.

 Chất thấm màu huỳnh quang tạo thành dung dịch rắn trong lớp mang hiện có khả năng lưu giữ chất huỳnh quang. Dung dịch rodamin-C tan trong nước, cồn, acetone có màu đỏ tươi khi chiếu ánh sáng vào và phát quang nhẹ trong dải đỏ- da cam khi chiếu tia cực tím. Sức căng bề mát của chất thấm là 26.10^-3 N/m, độ nhớt 1,7.10^-3 Pa.s. Làm sạch bằng nhũ tương với nồng độ khác nhau. Ưu điểm của phương pháp này là rửa được bằng nước và độc tố rất nhỏ.

  Thời gian từ khi thấm và làm sạch chất thấm đến thời điểm đưa chất hiện hình vào ít ảnh hưởng đến độ nhạy của phương pháp vì chất hiện chứa dung môi làm tan bột màu huỳnh quang.

  Các chi tiết hàn phải được kiểm tra trước khi gia công tăng bền. Chất thấm chỉ thị được bôi, phun hoặc quét lên bề mặt theo từng phần. Thời gian thấm khoảng 2 phút.

 Khi làm sạch chất thấm mao dẫn trên bề mặt nhám, đầu tiên làm sạch bằng nước, rồi bằng hỗn hợp làm sạch, cuối cùng lại bằng nước, sau đó sấy hoặc lau khô chi tiết.

 Chất hiện hình được phun bụi lên vật kiểm sau khi làm sạch chất thấm dư rồi lưu giữ khoảng 15 ph. Điều này là cần thiết để chất thấm kịp hút từ khuyết tật lên bề mặt. Sau khi kết thúc kiểm tra màng hiện hình được bỏ bằng cách lau hoặc rửa acetone.

 Nhờ phương pháp thấm mao dẫn huỳnh quang- màu có thể phát hiện các vết nứt mỏi ban đầu trong cả kim loại từ tính cũng như không từ tính.

 Ngoài phương pháp huỳnh quang màu, có thể dùng kết hợp phương pháp dò khuyết tật bằng thấm mao dẫn với các phương pháp khác: mao dẫn - bột từ;  mao dẫn – siêu âm; mao dẫn – dòng xoáy. Có thể xếp phương pháp phát hiện khuyết tật bằng cách giảm áp suất trên bề mặt kiểm xuống dưới 380 mmHg (0,5 at) trong thời gian 5-10 s sau khi làm sạch chất thấm dư thuộc nhóm mao dẫn – chân không. Chất hiện hình trong trường hợp này có thể được phun, dán lên bề mặt, hoặc không cần, vì dưới tác dụng của chân không chất thấm tự lên bề mặt, nhất là các khuyết tật thấm xuyên.

  Đôi khi để thấm sâu vào trong các khuyết tật nhỏ người ta kích thích bằng dao động siêu âm; nếu tiến hành thấm trong bể  thì kích thích dao động trong chất lỏng chỉ thị.