Kiểm tra không phá hủy (NDT) là gì? Các kỹ thuật NDT thông dụng

NDT là viết tắt của Non Destructive Testing hay Kiểm tra không phá hủy đề cập đến một loạt các phương pháp kiểm tra cho phép đánh giá và thu thập dữ liệu về vật liệu, hệ thống hoặc thành phần mà không làm thay đổi hay hư hại vật cần kiểm tra.

NDT cũng có thể được gọi đề cập dưới tên gọi NDE (kiểm tra hoặc đánh giá không phá hủy) hay NDI (kiểm tra không phá hủy)

Trong thực tế, NDT thường được sử dụng như một thuật ngữ chung để chỉ các phương pháp kiểm tra không phá hủy, công cụ kiểm tra, hoặc thậm chí toàn bộ lĩnh vực kiểm tra không phá hủy.

Đối với các ứng dụng trong thực tế, mục tiêu của NDT là đảm bảo rằng các công trình, cơ sở hạ tầng quan trọng, sản phẩm được duy trì đúng cách để tránh tai nạn cũng như đảm bảo chất lượng.

Kiểm tra không phá hủy dùng để phát hiện các khuyết tật (bất liên tục) có thể xuất hiện trong vật liệu như vết nứt, rỗ khí, ngậm xỉ, tách lớp, không ngấu, không thấu trong các mối hàn, kiểm tra ăm mòn kim loại, tách lớp của vật liệu composite, đo độ cứng của vật liệu, kiểm tra độ ẩm của bê tông, đo bề dày vật liệu, bề dày màng sơn, độ dày lớp mạ, xác định kích thước và định vị cốt thép trong bê tông v.v.

Trong khi các phương pháp NDT thường được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như kiểm tra các vị trí quan trọng trong lò hơi được sử dụng tại nhà máy lọc dầu, thì các phương pháp NDT thường bắt đầu trong y tế và sử dụng phổ biến nhất trong kiểm tra sức khỏe. Có thể thấy ví dụ một bà mẹ được siêu âm để kiểm tra sức khỏe của con mình cũng được coi là một trường hợp sử dụng NDT, cũng như chụp X-quang hoặc MRI để tìm hiểu thêm về chấn thương hay các chuẩn đoán khác.

Nhưng điều quan trọng cần lưu ý là NDT không nhất thiết phải sử dụng các công cụ đặc biệt hoặc bất kỳ công cụ nào như kiểm tra trực quan. Một số công cụ như thiết bị Video nội soi công nghiệp cũng giúp kiểm tra trực quan tốt hơn.

Khi các thanh tra viên ở các cơ sở công nghiệp xem xét bên ngoài bình áp lực bằng mắt thường cũng nằm trong công tác NDT, vì họ đang thu thập dữ liệu về trạng thái của lò hơi mà không làm hỏng nó. Mặt khác, sử dụng một công cụ tinh vi hơn như đầu dò siêu âm để tìm kiếm các khuyết tật trong vật liệu cũng được gọi là NDT.

Kiểm tra nội soi động cơ sử dụng thiết bị Quan sát hình ảnh từ xa

Bất kể trường hợp sử dụng cụ thể là gì, điểm chung cơ bản giữa tất cả các ví dụ này là việc thu thập dữ liệu theo cách không xâm phạm đến vật kiểm tra.

NDT là gì – Một cái nhìn chi tiết hơn

Bây giờ, hãy đi sâu vào và xem xét kỹ hơn một số chi tiết kỹ thuật của thế giới NDT.

Kiểm tra không phá hủy và kiểm tra phá hủy

Trước khi đi xa hơn, chúng ta nên làm rõ rằng có một số phương pháp được sử dụng để kiểm tra vật liệu làm thay đổi, hoặc thậm chí làm hỏng và phá huỷ vật liệu được thử nghiệm. Việc sử dụng các phương pháp này được gọi là Thử nghiệm phá hủy.

Trong Thử nghiệm phá hủy, một phần của vật liệu có thể được lấy đi để phân tích hoặc thay đổi theo cách nào đó tại vị trí kiểm tra.

Một số ví dụ về kiểm tra phá hủy như sau:

  • Cắt khắc macro: Kiểm tra cắt macro một phần nhỏ của vật liệu hàn bằng cách đánh bóng và khắc axit để quan sát.
  • Kiểm tra độ bền kéo: Đây là một kỹ thuật kiểm tra phá hủy sử dụng lực kéo có kiểm soát áp dụng cho vật liệu mẫu để xem nó phản ứng như thế nào. Lực kéo có thể được áp dụng để kiểm tra tải trọng hoặc điều kiện nhất định hoặc để kiểm tra điểm hư hỏng của vật liệu.
  • Thử nghiệm uốn cong 3 điểm: Thử nghiệm uốn cong 3 điểm kiểm tra độ cứng và độ mềm dẻo (hoặc độ dẻo) của vật liệu bằng cách lấy một mẫu vật liệu đó và uốn cong vật liệu đó theo ba điểm với một góc xác định.

Tiêu chuẩn và Code trong NDT

Kỹ thuật NDT có thể được sử dụng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp khác nhau. Nhưng một số yêu cầu kiểm tra NDT quan trọng nhất liên quan đến các tài sản như nồi hơi và bình chịu áp lực, có thể vô cùng nguy hiểm nếu không được bảo dưỡng đúng cách.

Vì việc bảo trì đúng cách những tài sản này là rất quan trọng đối với sự an toàn của những người làm việc gần đó (hoặc thậm chí ở khoảng cách xa khi nói đến các nhà máy điện hạt nhân), hầu hết các quốc gia đều có luật yêu cầu các công ty phải tuân thủ các quy tắc và tiêu chuẩn kiểm tra cụ thể khi tiến hành kiểm tra.

Các tiêu chuẩn và quy phạm này thường yêu cầu việc kiểm tra phải được tiến hành định kỳ theo các hướng dẫn cụ thể. Đối với các tài sản có rủi ro lớn, các cuộc kiểm tra này phải được tiến hành bởi một người kiểm tra được chứng nhận và được sự chấp thuận của một tổ chức nhà nước. Dưới đây là danh sách các tổ chức được tuân thủ phổ biến nhất trên thế giới để đề ra các tiêu chuẩn và code liên quan đến công tác NDT:

  • API (Viện Dầu khí Hoa Kỳ)
  • ASME (Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ)
  • ASTM (Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ)
  • ASNT (Hiệp hội Kiểm tra Không phá hủy Hoa Kỳ)
  • COFREND (Ủy ban Nghiên cứu Thử nghiệm Không phá hủy của Pháp)
  • CSA Group (Hiệp hội Tiêu chuẩn Canada)
  • CGSB (Ban tiêu chuẩn chung của Canada)
  • VANDT (Hội kiểm tra không phá hủy Việt Nam)

Tham khảo thêm về tiêu chuẩn và các chỉ dẫn kỹ thuật trong kiểm tra NDT.

Kỹ thuật viên Kiểm tra không phá hủy (NDT Technician – Bậc 1,2)

Mặc dù có thể được có thể đủ điều kiện khi kỹ thuật viên không được đào tạo chính quy, hầu hết các nhà tuyển dụng thích thuê một người nào đã có ít nhất 1-2 chứng chỉ NDT. Quá trình đào tạo và thi lấy chứng chỉ tại Việt Nam có thể thực hiện tại các trung tâm đào tạo NDT, trường học chuyên ngành kỹ thuật hàn và trung tâm đào tạo nội bộ của các đơn vị sử dụng NDT. Một trong các chương trình phổ biến là lấy chứng nhận theo tiêu chuẩn được thiết lập bởi Hiệp hội thử nghiệm không phá huỷ Mỹ. Mặc dù sử dụng lao động không luôn luôn đòi hỏi kỹ thuật viên NDT có được chứng nhận, việc có được chứng nhận sớm có thể cung cấp cho người tìm việc một lợi thế cạnh tranh lớn.

NDT đòi hỏi kỹ thuật viên phải có một sự hiểu biết toán học và vật lý tương đương với học sinh PTTH vì các kiến thức này là cơ sở của công nghệ kiểm tra. Cuộc sống hay an toàn của mọi người đôi khi phụ thuộc vào khả năng của kỹ thuật viên có hiểu được các kiến thức vật lý và sử dụng các tính toán toán học để xác định vị trí các khuyết tật. Tương tự như các  trường Cao đẳng và các trường dạy nghề cung, học về NDT yêu cầu người tham gia phải hoàn tất các kiến thức toán học và vật lý học. Nhiều phương pháp kiểm tra đòi hỏi người tham gia phải hoàn thành các kiến thức về đại số tại trường trung học trước khi có thể tiếp thu được các chương trình đào tạo NDT. Hầu hết quá trình đào tạo các phương pháp yêu cầu tối thiểu về đại số học và lượng giác và khoa học cơ bản.

Muốn trở thành kỹ thuật viên NDT, người tham gia nên ôn lại các kiến thức về khoa học và toán học cao càng tốt để chuẩn bị cho quá trình học và thi lấy chứng chỉ. Kiến thức về hình học, hóa học, vật lý, và các lớp học máy tính thường không bắt buộc nhưng được khuyến khích tìm hiểu.

Kỹ sư Kiểm tra không phá hủy (NDT Engineer – Bậc 3)

Nhu cầu đối với các kỹ sư bậc 3 về NDT là không đủ để tổ chức các lớp đại trà, tuy nhiên, khi đã gắn bó với ngành kiểm tra không phá hủy đủ lâu, các kỹ thuật viên có trình độ kỹ thuật đã tích lỹ đủ kinh nghiệm và hiểu biết về công nghệ NDT chắc chắn sẽ có nhu cầu phát triển lên nhân viên bậc 3 nội bộ hoặc độc lập. Tại mỗi cơ sở hoạt động kiểm tra không phá hủy cần Ít nhất một nhân viên bậc 3.

Tham khảo thêm về hệ thống chứng chỉ và các công ty cung cấp dịch vụ đào tạo kiểm tra không phá hủy tại Việt Nam.

Lý do sử dụng NDT

Dưới đây là những lý do hàng đầu khiến NDT được nhiều công ty trên khắp thế giới sử dụng:

  • Tiết kiệm. Câu trả lời rõ ràng nhất cho câu hỏi này là NDT hấp dẫn hơn thử nghiệm phá hủy vì nó cho phép vật liệu hoặc đối tượng được kiểm tra được bảo tồn trong quá trình kiểm tra mà không bị hư hai gì, do đó tiết kiệm tiền và vật liệu.
  • Sự an toàn. NDT cũng hấp dẫn vì hầu như tất cả các kỹ thuật NDT (ngoại trừ thử nghiệm chụp ảnh phóng xạ) đều vô hại đối với con người.
  • Hiệu quả. Các phương pháp NDT cho phép đánh giá vật liệu một cách kỹ lưỡng và tương đối nhanh chóng, điều này có thể rất quan trọng để đảm bảo sự an toàn và hiệu suất liên tục trên công trường.
  • Sự chính xác. Các phương pháp NDT đã được chứng minh là chính xác và có thể dự đoán được, cả hai phẩm chất bạn muốn khi nói đến quy trình bảo trì nhằm đảm bảo sự an toàn của con người và tuổi thọ của thiết bị.

Thử nghiệm không phá hủy là yếu tố quan trọng của một cơ sở hoạt động an toàn. Kỹ thuật NDT và kết quả có thể lặp lại phụ thuộc vào các kỹ thuật viên được đào tạo chuyên sâu với kinh nghiệm và tính chính trực, các phương pháp NDT và việc giải thích kết quả được thực hiện bởi các chuyên gia được chứng nhận. Kỹ thuật viên không chỉ cần được chứng nhận theo một phương pháp NDT cụ thể, mà họ cũng cần biết cách vận hành thiết bị đang được sử dụng để thu thập và giải đoán dữ liệu. Hiểu được các khả năng và hạn chế của thiết bị và đưa ra quyết định chấp nhận hoặc đánh hỏng.

Jason Acerbi, Tổng giám đốc tại MFE Rentals
Công tác kiểm tra NDT bánh răng chịu tải lớn tại các cơ sở khai thác mỏ.

Một số phương pháp NDT được sử dụng phổ biến nhất

Có một số kỹ thuật được sử dụng trong NDT để thu thập các loại dữ liệu khác nhau, mỗi kỹ thuật yêu cầu loại công cụ, đào tạo và quá trình chuẩn bị riêng.

Một số kỹ thuật này có thể cho phép kiểm tra thể tích toàn bộ của một vật thể, trong khi những kỹ thuật khác chỉ cho phép kiểm tra trên bề mặt. Theo cách tương tự, một số phương pháp NDT sẽ có mức độ phát hiện khác nhau tùy thuộc vào loại vật liệu mà chúng được sử dụng và một số kỹ thuật (chẳng hạn như Kiểm tra hạt từ) sẽ chỉ hoạt động trên các vật liệu cụ thể (những vật liệu có thể nhiễm từ).

Không có một phương pháp NDT nào là “tốt nhất”. Phương pháp tốt nhất trong mọi tình huống là phương pháp đáp ứng đúng nhất nhu cầu của tổ chức sử dụng nó. Trong ngành công nghiệp hiện đại, tốc độ, tính dễ sử dụng và phạm vi ứng dụng thường là những phẩm chất được ưu tiên trong các giải pháp NDT.

Mười kỹ thuật NDT được sử dụng phổ biến nhất bao gồm:

  • Kiểm tra trực quan (VT, RVI)
  • Kiểm tra Siêu âm (UT, PAUT, TOFD, TFM, FMC)
  • Kiểm tra Chụp ảnh phóng xạ (RT, CR, DR)
  • Kiểm tra dòng điện xoáy (ET, ECA)
  • Kiểm tra Hạt từ tính (MT)
  • Kiểm tra Phát xạ âm (AE)
  • Kiểm tra Thẩm thấu chất lỏng (PT)
  • Kiểm tra rò rỉ (LT)
  • Phân tích độ rung (VA)
  • Phương pháp kiểm tra laser (LM)

Kiểm tra trực quan (VT, RVI)

Kiểm tra trực quan là hành động thu thập dữ liệu trực quan về trạng thái của vật liệu. Kiểm tra trực quan là cách cơ bản nhất để kiểm tra một vật liệu hoặc đối tượng mà không làm thay đổi nó theo bất kỳ cách nào.

Kiểm tra trực quan có thể được thực hiện bằng mắt thường, bởi các thanh tra viên xem xét trực quan một vật liệu hoặc tài sản. Đối với Kiểm tra Hình ảnh trong nhà, các kiểm tra viên sử dụng đèn pin để kiểm tra các đối tượng nằm sâu bên trong. Kiểm tra bằng hình ảnh cũng có thể được thực hiện bằng công cụ RVI (Kiểm tra bằng hình ảnh từ xa), như máy ảnh hay thiết bị nội soi.

Sử dụng thiết bị nội soi trong kiểm tra động cơ ô tô
Sử dụng thiết bị nội soi trong kiểm tra động cơ ô tô

Thử nghiệm trực quan nhanh chóng, rẻ tiền và có kết quả trực tiếp có thể là một công cụ ban đầu để xác định các vấn đề về tài sản và cơ sở hạ tầng từ vết nứt đến ăn mòn. Tuy nhiên, việc kiểm tra bằng mắt thường không phù hợp khi xác định sớm nhiều dạng hư hỏng vật liệu khác nhau để xác định sửa chữa hoặc thay thế. Khi tầm nhìn bị che khuất, hoặc với các khuyết tật nhỏ, nằm bên trong vật liệu, việc kiểm tra bằng mắt thường không thực hiện được. Trên thực tế, những thiếu sót khác nhau của việc kiểm tra bằng mắt đã làm cho các phương pháp NDT khác trở nên cần thiết.

Siêu âm (UT, PAUT, TOFD, TFM/FMC)

Kiểm tra không phá hủy bằng siêu âm là quá trình truyền sóng âm tần số cao vào vật liệu để xác định những thay đổi trong đặc tính của vật liệu.

Nói chung, Kiểm tra siêu âm sử dụng sóng âm thanh để phát hiện các khuyết tật hoặc bất liên tục bên dưới bề mặt của vật liệu.

Một trong những phương pháp kiểm tra siêu âm phổ biến nhất là sử dụng kỹ thuật Xung-Vọng. Với kỹ thuật này, các giám định viên đưa sóng âm vào vật liệu và đo tiếng vang (hoặc phản xạ âm thanh) tạo ra bởi các điểm bất liên tục trong vật liệu khi chúng quay trở lại máy thu.

Trong khi các phương pháp truyền thống sử dụng một đầu dò duy nhất tại một thời điểm, thì thiết bị kiểm tra siêu âm mảng pha (PAUT) hiện đại sử dụng một số đầu dò hoạt động song song. Kỹ thuật này làm tăng đáng kể tốc độ kiểm tra, vùng phủ sóng và khả năng đánh giá chính xác.

Gần đây, các thiết bị PAUT tiên tiến đã bổ sung các kỹ thuật có hiệu suất cao hơn là Phương pháp lấy nét tổng thể (TFM). Những kỹ thuật mới hơn này là có thể sử dụng trong các kiểm tra phức tạp với yêu cầu cao hơn.

Một số kỹ thuật kiểm tra siêu âm khác nhau như:

  • Kiểm tra siêu âm Mảng pha (PAUT)
  • Kiểm tra siêu âm tự động (AUT)
  • Kiểm tra siêu âm Nhiễu xạ thời gian bay (TOFD)
  • Kiểm tra siêu âm Lấy dữ liệu toàn mảng, hội tụ toàn phần (FMC/TFM)
TFM Pulse-Echo (TT)
TFM Pulse-Echo (TT) phát hiện khuyết tật không ngấu vách của mối hàn

Giống như tất cả các phương pháp NDT, kiểm tra siêu âm không phải là hoàn hảo cho mọi ứng dụng. Các vật liệu có cấu trúc hạt thô hơn cản trở quá trình truyền sóng. Các hình dáng không tiêu chuẩn, bao gồm cả các bề mặt cong đôi khi có thể tạo ra những khó khăn trong việc tiếp xúc và không có kỹ thuật hoặc giải pháp hoàn chỉnh. Ngoài ra, chất lượng đầu dò ảnh hưởng đáng kể đến độ sâu thâm nhập và chất lượng hình ảnh khi kiểm tra siêu âm.

Chụp ảnh phóng xạ (RT, CR, DR)

Kiểm tra không phá hủy bằng chụp ảnh phóng xạ là hành động sử dụng bức xạ gamma hoặc Tia-X trên vật liệu để xác định sự không hoàn hảo hay bất liên tục.

Thử nghiệm chụp ảnh phóng xạ hướng bức xạ từ đồng vị phóng xạ hoặc máy phát tia X xuyên qua vật liệu được thử nghiệm và ghi nhận lên phim hoặc các cảm biến khác. Các kết quả cho thấy các vùng cơ bản của vật liệu được kiểm tra cũng như tình trạng hiện tại. Thử nghiệm chụp ảnh phóng xạ đòi hỏi thiết bị và chuyên môn khá cao, cũng như các biện pháp phòng ngừa an toàn để ngăn ngừa tiếp xúc quá mức với bức xạ.

Thử nghiệm chụp ảnh phóng xạ có thể phát hiện ra các khiếm khuyết của vật liệu khó có thể phát hiện bằng mắt thường, chẳng hạn như sự thay đổi mật độ hay các vết nứt mảnh.

Các ứng dụng kiểm tra chụp ảnh phóng xạ
Các ứng dụng kiểm tra chụp ảnh phóng xạ

Thử nghiệm chụp ảnh phóng xạ neutron sử dụng một tia neutron tập trung để xuyên qua các vật thể, không phải là tia X hoặc gamma. Một máy gia tốc tuyến tính hoặc betatron phải được sử dụng để tạo ra các chùm neutron này. Nơtron đi qua kim loạ nhưng lại bị cản trở nhiều bởi các vật liệu hữu cơ. Khi kết hợp với chụp X quang tiêu chuẩn sẽ giúp cung cấp hình ảnh chi tiết hơn về bên trong của các vật thể. Công nghệ này thường chỉ được sử dụng trong phòng thí nghiệm.

Kiểm tra dòng điện xoáy (ECT, ECA)

Thử nghiệm không phá hủy kiểm tra dòng điện xoáy là một loại thử nghiệm điện từ sử dụng phép đo cường độ của dòng điện (còn gọi là dòng điện xoáy) trong từ trường xung quanh vật liệu để đưa ra phán đoán về tình trạng vật liệu, có thể bao gồm các vị trí của khuyết tật.

Để tiến hành Kiểm tra dòng điện xoáy, các thanh tra viên kiểm tra cường độ của dòng điện xoáy trong từ trường xung quanh vật liệu dẫn điện để xác định sự gián đoạn gây ra bởi các khuyết tật hoặc không hoàn hảo trong vật liệu.

Kiểm tra nứt và ăn mòn SCC trên đường ống sử dụng Dòng điện xoáy mảng pha với thiết bị OmniScan ECA
Kiểm tra nứt và ăn mòn SCC trên đường ống sử dụng Dòng điện xoáy mảng pha với thiết bị OmniScan ECA

Một cải tiến gần đây trong thử nghiệm dòng điện xoáy là công nghệ dòng xoáy mảng pha (ECA), lý tưởng cho việc lập bản đồ bề mặt và ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp bao gồm hàng không vũ trụ, đường sắt, sản xuất, dầu khí. ECA là một kỹ thuật cực kỳ nhanh chóng, tiết kiệm chi phí và dễ sử dụng, mang lại kết quả chính xác cao cũng như có thể thay thế cho PT và MT.

Trong khi công nghệ dòng điện xoáy có thể xuyên qua các lớp phủ mỏng không dẫn điện thì việc sử dụng kỹ thuật lại chỉ thực hiện được ở các vật liệu dẫn điện. Ngoài ra, kiểm tra dòng điện xoáy có thể gặp khó khăn với các hình học phức tạp hoặc các khu vực rộng. Mặc dù những điều này giới hạn phạm vi của thiết bị dòng điện xoáy, nhưng nó vẫn là một công cụ hiệu quả cao trong phạm vi các thông số của kỹ thuật.

Hạt từ tính NDT (MT)

Kiểm tra không phá hủy bằng phương pháp Hạt từ tính là hành động xác định sự không hoàn hảo trong vật liệu bằng cách kiểm tra sự gián đoạn trong từ trường trên bề mặt vật liệu.

Để Kiểm tra hạt từ tính, đầu tiên người kiểm tra sẽ tạo ra từ trường trong vật liệu rất dễ bị nhiễm từ. Sau khi tạo ra từ trường, bề mặt của vật liệu sẽ được phủ bởi các hạt sắt mịn và sự sắp xếp của các hạt này cho thấy sự gián đoạn hay liên tục của đường sức từ. Những gián đoạn này tạo ra các chỉ thị trực quan cho các vị trí có sự không hoàn hảo trong vật liệu.

Gông từ xách tay Handy HANDY MAGNA MP-A2L YOKE
Gông từ xách tay HANDY MAGNA MP-A2L sử dụng để tạo từ tính.

Kiểm tra hạt từ tính là một chuyên ngành rộng và nhiều phương pháp có thể được sử dụng để tạo ra từ trường. Thử nghiệm hạt từ tính yêu cầu chuẩn bị bề mặt và quá trình làm sạch khá mất công và một số phương thức kiểm tra MT khó sử dụng tại hiện trường.

Kiểm tra Phát xạ âm thanh (AE)

Kiểm tra không phá hủy phát xạ âm là hành động sử dụng phát xạ âm để xác định các khuyết tật và không hoàn hảo có thể có trong vật liệu.

Các thanh tra viên tiến hành Thử nghiệm Phát xạ Âm kiểm tra các vật liệu để đo sự bùng phát năng lượng âm thanh, còn được gọi là sự phát xạ âm thanh, gây ra bởi các khuyết tật trong vật liệu. Có thể kiểm tra cường độ, vị trí và thời gian đến để tiết lộ thông tin về các khuyết tật có thể có trong vật liệu.

Kỹ thuật kiểm tra phát xạ xung âm sử dụng trong kiểm tra ống trao đổi nhiệt

Thẩm thấu chất lỏng (PT)

Thử nghiệm không phá hủy Thẩm thấu chất lỏng đề cập đến quá trình sử dụng chất lỏng để phủ lên vật liệu và sau đó tìm kiếm các vết nứt có chất lỏng thẩm thấu vào để xác định các điểm không hoàn hảo trong vật liệu.

Các nhân viên kiểm tra tiến hành Thử nghiệm thẩm thấu chất lỏng trước tiên sẽ phủ lên vật liệu được thử nghiệm bằng dung dịch có chứa chất nhuộm màu có thể nhìn thấy bằng mắt thường hoặc huỳnh quang. Sau đó, người kiểm tra sẽ loại bỏ bất kỳ dung dịch thừa nào khỏi bề mặt vật liệu trong khi vẫn để dung dịch nằm trong các khuyết tật ăn với bề mặt ngoài. Sau đó, các giám định viên sử dụng thuốc hiện để trích xuất và hiện dung dịch đã thẩm thấu ra khỏi khuyết tật. Các chỉ thị này sau đó có thể sử dụng mắt thường hay sử dụng tia cực tím (đối với thuốc nhuộm huỳnh quang) để phát hiện các khuyết tật. Đối với thuốc nhuộm thông thường, màu sắc thể hiện sự tương phản giữa chất thẩm thấu và chất tạo màu hay còn gọi là thẩm thấu màu.

Loại bỏ lớp sơn khi kiểm tra thẩm thấu
Loại bỏ lớp sơn khi kiểm tra thẩm thấu

Nếu các khuyết tật không có lỗ hổng ăn với bề mặt, chất lỏng không thể đi vào. Vì vậy, các phương pháp khác phải được sử dụng để phát hiện các khuyết tật không nằm trên bề mặt hoặc khi vật liệu có tính thấm hút. Bề mặt của vật liệu cũng phải sạch vì dầu và các chất cặn bã khác có thể cản trở khả năng thấm vào vết nứt của chất thẩm thấu. Ngoài ra, chất thẩm thấu yêu cầu thiết bị và quá trình làm sạch cũng như xử lý hóa chất. Mặc dù kỹ thuật này có thể được sử dụng một cách hiệu quả nhưng nó cũng là kỹ thuật chậm và cồng kềnh hơn các phương pháp NDT khác.

Kiểm tra rò rỉ (LT)

Kiểm tra không phá hủy rò rỉ đề cập đến quá trình nghiên cứu rò rỉ trong một bồn chứa hoặc cấu trúc để xác định các khuyết tật gây ra sự rò rỉ.

Người kiểm tra có thể phát hiện rò rỉ bên trong bình bằng cách sử dụng các phép đo được thực hiện bằng áp kế, các phép thử bọt xà phòng hoặc thiết bị nghe điện tử.

Kiểm tra diode halogen và khối phổ tương tự nhau, cả hai đều sử dụng khí nhận dạng để phát hiện sự hiện diện của rò rỉ. Halogen hoặc heli (thường lẫn với không khí) được đưa vào bình điều áp. Một máy dò đi-ốt halogen hoặc máy đo khối phổ đặt bên ngoài khu vực điều áp sẽ cảnh báo các kỹ thuật viên về sự hiện diện của halogen hoặc heli, cho biết có rò rỉ.

Một số thử nghiệm tạo bong bóng có thể được thực hiện tại chỗ, với thiết bị đặc biệt để tạo ra các khu vực kín trên các bề mặt lớn và bằng phẳng. Tuy nhiên, kiểm tra bong bóng và các phương pháp kiểm tra rò rỉ khác tốn nhiều thời gian và yêu cầu thiết bị và thiết lập cồng kềnh.

Phân tích độ rung (VA)

Kiểm tra phân tích độ rung và cân bằng động vượt trội trong việc kiểm tra tính toàn vẹn của các thiết bị quay, bao gồm tuabin, bánh răng, trục và ổ trục. Ba loại phân tích dao động thường được sử dụng: cảm biến gia tốc, cảm biến vận tốc và cảm biến dịch chuyển dòng xoáy.

Gia tốc kế hiệu quả nhất đối với các ứng dụng tốc độ cao, vì chúng nhạy cảm với tần số cao. Cảm biến vận tốc sử dụng nam châm để tạo ra điện trường từ bộ phận quay, cho phép đo hiệu quả các bộ phận chuyển động ở tốc độ chậm hoặc trung bình.

Cảm biến dịch chuyển dòng điện xoáy đo chuyển động vật lý không mong muốn của bộ phận quay trên các trục ngang hoặc trục dọc. Chúng có thể phát hiện những thay đổi về khe hở hoặc chuyển động của trục, cho thấy sự cần thiết phải sửa chữa. 

Phương pháp kiểm tra laser (LM)

Ba kỹ thuật kiểm tra không phá hủy dựa trên laser hay được sử dụng là Profilometry, Shearography và Holography. 

  • Profilometry sử dụng tia laser quay tròn để hình ảnh bề mặt bên ngoài của vật liệu, phát hiện các vết nứt, xói mòn hoặc rỗ. 
  • Shearography là một phương pháp phát hiện sai sót vật liệu “trước và sau” có độ chính xác cao. Tia laser ghi lại hình ảnh của vật liệu trước và sau khi chịu ứng suất và sử dụng các điểm khác biệt được phát hiện để suy ra thay đổi cấu trúc bên trong.
  • Holography sử dụng một phương pháp “trước và sau” tương tự để suy ra các khuyết tật trên quy mô micromet. Hai kỹ thuật này khác nhau về thiết bị và phần mềm được sử dụng để tạo ra kết quả. Shearography được ưa thích cho các bề mặt lớn; trong khi Shearography sư dụng cho những chi tiết nhỏ.

So sánh các phương pháp kiểm tra không phá hủy

Việc so sánh các phương pháp NDT khác nhau không dễ dàng, mỗi phương pháp được thiết kế cho mục đích cụ thể. Điều này cũng có nghĩa là tùy thuộc vào ứng dụng, một kỹ thuật NDT nhất định có thể được ưu tiên hơn các phương pháp khác. Tuy nhiên, khi sự lựa chọn không rõ ràng, điều quan trọng là phải hiểu giá trị của từng kỹ thuật NDT là tương đối để đưa ra quyết định chính xác.

Bảng dưới đây so sánh chung về các phương pháp NDT khác nhau, vật liệu thường được sử dụng và những cân nhắc thực tế như tốc độ, yêu cầu thiết lập và các các mối nguy hiểm tạo ra khi sử dụng.

Phương phápVật liệuTốc độGiới hạnNguy hiểmThiết lập
Siêu âmThép, hợp kim, kim loại khác và vật liệu tổng hợpNhanhVật liệu thô, hoặc quá dàyKhông cóNhanh
Dòng điện xoáyVật liệu mỏng, dẫn điệnNhanhChỉ vật liệu dẫn điệnKhông cóNhanh
Kiểm tra trực quan Tất cả các vật liệuNhanhKhông có khả năng phát hiện các khuyết tật nhỏ hoặc nằm sâu trong vật liệuKhông cóNhanh
Kiểm tra LaserKim loại, nhựa, vật liệu tổng hợp, đường ốngNhanhTiến cập toàn bộ.Tổn thương mắtVừa phải
Chụp ảnh phóng xạHầu hết các vật liệu NhanhYêu cầu về thiết bị lớn và an toànBức xạVừa phải
Hạt từ tínhVật liệu sắt từNhanhChỉ vật liệu sắt từBồn chứa hạt từChậm
Phát xạ âmNhựa, vật liệu tổng hợp, kim loạiVừa phảiYêu cầu nhiều cảm biếnKhông cóVừa phải
Phân tích rung độngThiết bị quayVừa phảiTiếp cận trực tiếpGần các bộ phận quayVừa phải
Thẩm thấu lỏngVật liệu không xốp ChậmTiếp cận, vận chuyển chất lỏngBồn chứa dung dịch thẩm thấuChậm
Kiểm tra rò rỉBồn bể kínChậmYêu cầu buồng áp suấtÁp suất hoặc chân khôngChậm
Bảng so sánh 10 phương pháp NDT phổ biến

Chọn phương pháp NDT phù hợp cho ứng dụng của bạn

Trong nhiều trường hợp, phương pháp NDT phù hợp cho một ứng dụng cụ thể là phương pháp được yêu cầu trong các tiêu chuẩn. Nếu không có tiêu chuẩn hiện hành nào quy định phương pháp thử, bạn vẫn có thể tìm thấy hướng dẫn từ thông tin do các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế công bố. Tương tự, nhà sản cũng có thể đưa ra các tiêu chuẩn NDT và các phương pháp phù hợp nhất cho các cấu kiện của mình. Nếu không tìm thấy câu trả lời, hãy tham khảo ý kiến ​​của kỹ thuật viên NDT Cấp III, người có thể đề xuất các bước tiếp cận phù hợp nhất. Nói chung, nghiên cứu thực tế về kim loại và vật liệu tổng hợp có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một hoặc cả hai thiết bị kiểm tra siêu âm và dòng điện xoáy. Xin tham khảo chuyên trang về ứng dụng kiểm tra NDT được phân loại giúp bạn dễ dàng tìm kiếm và tra cứu.

Không phải tất cả các thiết bị NDT đều giống nhau. Việc chọn đúng đơn vị cung cấp thiết bị NDT cũng quan trọng như việc tìm ra phương pháp phù hợp. Các nhà sản xuất không chỉ cung cấp thiết bị mà còn có thể đào tạo, hỗ trợ và tư vấn. Những người có kinh nghiệm trong ngành có kiến ​​thức và kinh nghiệm cần thiết để xử lý các vấn đề mới hoặc phức tạp. Hợp tác với các đơn vị cung cấp giải pháp NDT đáng tin cậy không chỉ tư vấn thiết bị NDT hiệu quả mà còn mang lại sự an tâm vô giá.

VISCO là nhà cung cấp giải pháp NDT hàng đầu tại Việt Nam trong hơn 20 năm qua. Hãy tìm hiểu thêm về các giải phápthiết bị NDT chúng tôi cung cấp hoặc liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay!

Bài viết liên quan