Kiểm tra bulong neo sử dụng siêu âm

Định nghĩa Bu lông neo (Anchor bolt)

Bulong neo hay bulong móng là một chi tiết quan trọng dùng để cố định các kết cấu, đặc biệt là kết cấu thép, gắn chặt vào xi măng. Nó được sử dụng nhiều trong thi công hệ thống điện, trạm biến áp, hệ thống nhà xưởng, nhà máy, nhà thép kết cấu. Có rất nhiều loại bu lông neo, bao gồm các mẫu thiết kế mà chủ yếu là độc quyền cho các công ty sản xuất. Tất cả bao gồm một đầu ren, mà ốc vít và vòng đệm có thể được gắn cho các phụ tải bên ngoài. Bulong neo được sử dụng rộng rãi trên tất cả các loại dự án, từ các tòa nhà tiêu chuẩn để đập và nhà máy điện hạt nhân hay các công trình mới như nhà máy điện gió. Chúng có thể cũng được sử dụng để đóng chặt tấm gắn vào một móng bê tông khi sử dụng với một yếu tố kết cấu thép.

Tầm quan trọng của việc đảm bảo chất lượng bu lông neo

Bu lông neo công nghiệp thường tiếp xúc với điều kiện khắc nghiệt và chịu ứng suất lớn trong khi vẫn cần duy trì tính toàn vẹn. Bởi vì điều này, thử nghiệm là rất quan trọng.

Khi kiểm tra bu lông neo, nhiều nhà sản xuất dựa vào các giải pháp kiểm tra không phá hủy (NDT). NDT giúp phát hiện các sai sót trong bu lông neo cả trước và sau khi lắp đặt, cho phép nhà sản xuất và người dùng tránh thiệt hại cả về người và của.

Trong khi có nhiều phương pháp kiểm tra không phá hủy, kiểm tra bằng siêu âm đối với bu lông neo mang lại tính linh hoạt và độ chính xác cần thiết khi kiểm tra.

Bu lông neo, giúp gắn cố định các vật dụng có trọng lượng lớn và quan trọng. Trong nhiều trường hợp, hư hỏng dưới bề mặt có thể không nhìn thấy được. Thiệt hại đó có thể xuất hiện và xảy ra khá nhanh.

Kẻ thù lớn nhất của bu lông neo là ăn mòn. Độ ẩm, gió, mưa, nắng, và thậm chí cả các điều kiện bên trong nhà máy sản xuất, đều có thể dẫn đến ăn mòn. Mức độ ăn mòn nhỏ nhất có thể lan rộng, ăn mòn phần móng với tính quan trọng trong đảm bảo cơ tính.

Các phương pháp kiểm tra bu lông điển hình bao gồm kiểm tra siêu âm thông thường với đầu dò 0 độ, hiệu chỉnh như bình thường, sau đó quét quanh đầu của bu lông bằng sóng dọc.

Một trong các phương pháp phổ biến khác là tháo các bu lông và thực hiện kiểm tra bằng mắt, sau đó là kiểm tra MPI hoặc DPT huỳnh quang để tìm kiếm các vết nứt.

Kiểm tra bu lông neo là rất quan trọng, cả trong quá trình sản xuất và khi đã lắp đặt tại hiện trường. Khả năng kiểm tra nhanh chóng và hiệu quả trong các điều kiện khó khăn là chìa khóa để bảo trì thành công. Đó là lúc thử nghiệm siêu âm phát huy tác dụng.

Tại sao lại sử dụng kiểm tra siêu âm bu lông neo

Có rất nhiều thách thức liên quan đến việc kiểm tra bu lông neo. Những thách thức đó có thể liên quan đến:

• Một số hoặc tất cả bu lông và bị ẩn hoặc khó tiếp cận;
• Thiệt hại xảy ra bên dưới bề mặt;
• Hàng trăm hoặc hàng nghìn bu lông neo cần được kiểm tra;
• Nhu cầu về độ chính xác cũng như tốc độ và tính hiệu quả.

Điểm cuối cùng là đặc biệt quan trọng. Khi có các chương trình bảo dưỡng được tiến hành, trong những điều kiện khó khăn, bạn muốn có một giải pháp nhanh chóng, dễ sử dụng và hiệu quả. Thiết bị kiểm tra siêu âm phù hợp có thể là giải pháp tốt nhất. Bằng cách sử dụng sóng âm tần số cao để phát hiện và lập bản đồ các điểm bất thường, kiểm tra siêu âm (UT) cho thấy những thiệt hại nhỏ nhất trên và dưới bề mặt. Các kỹ thuật viên có thể có được hình ảnh 3D đầy đủ về bu lông neo khi sử dụng các kỹ thuật siêu âm như PAUT và TFM, phát hiện chính xác vị trí đã xảy ra hư hỏng.

Để kiểm tra bu lông neo một cách hiệu quả, cần có sự kết hợp phù hợp của các công cụ cho các nhu cầu cụ thể của bạn. Một giải pháp UT hiệu quả liên quan đến thiết bị, bộ quét và đầu dò, được phối hợp với nhau bằng phần mềm thông minh. Các công việc khác nhau sẽ yêu cầu các loại máy quét kiểm tra siêu âm khác nhau. Trong công việc như kiểm tra bu lông neo, máy quét siêu âm thủ công có thể là lựa chọn tốt nhất, đặc biệt khi quét các vật thể có hình dạng bất thường ở những khu vực khó tiếp cận. Một máy quét siêu âm thủ công phải đáp ứng:

• Dễ sử dụng
• Trọng lượng nhẹ
• Nhỏ
• Có thể quét ở những khu vực khó tiếp cận

Các giải pháp như OmniScan SX hoặc OmniScan X3 lý tưởng cho việc kiểm tra siêu âm bu lông neo vì chúng dễ sử dụng, chính xác và hiệu quả. Khi thời gian là tiền bạc và những sai lầm có thể khiến bạn phải trả giá rất đắt, thì không có lý do gì để sử dụng bất cứ điều gì khác ngoài các giải pháp phù hợp nhất trong lĩnh vực của bạn.

UT thông thường phụ thuộc vào một biến tử và việc giải thích kết quả rất khó khăn vì các tín hiệu được phản xạ từ hình dáng thuôn dài, ren bu lông và chuyển đổi dạng sóng. Ngoài ra cả MPI và DPT đều yêu cầu tiếp cận toàn bộ bề mặt để kiểm tra và phải tháo bu lông dẫn đến thời gian ngừng hoạt động. UT, MPI và DPT đều không lưu hồ sơ dữ liệu phục vụ cho mục đích giám sát trong tương lai.

Sử dụng PAUT trong kiểm tra siêu âm bu lông neo

Siêu âm phased array đã được chứng minh là rất phù hợp để kiểm tra bu lông bị nứt. Ứng dụng khá đơn giản với hình ảnh S-Scan tiêu chuẩn. Các thông tin cần thiết chi tiết tùy thuộc vào ứng dụng nhưng về cơ bản, với các ứng dụng cần độ chính xác, S-Scan xoay trên đỉnh bu lông có thể giúp thu thập dữ liệu đầy đủ nhất.

• Các vị trí kiểm tra khác nhau cần được sử dụng để quan sát vùng phủ sóng, chi tiết xem thêm tại đây
• Quỹ đạo quét hình elip làm cho việc phân tích khó khăn hơn, quá trình cài đặt cần làm chùm âm có vị trí tâm chính xác nhất có thể
• Cần có dung sai tối thiểu để hạn chế lệch tín hiệu, do vậy với mỗi bu lông, cần có thiết kế bộ quét phù hợp trước khi tiến hành kiểm tra.
• Chế độ quét quạt từ 0-15 độ được sử dụng để quét chính
• Các khu vực ngay bên dưới mũ bu lông có thể sử dụng S-Scan 30 đến 40^o
• Thiết lập scan plan có thể được điều chỉnh cho phù hợp với các nhu cầu kiểm tra khác nhau, bao gồm độ phủ ngay dưới mũ bu lông
• Các dạng chùm âm khác hay kỹ thuật mới như TFM có thể được sử dụng nhưng các phản hồi từ vùng khuyết tật đơn lẻ có thể gây ra nhầm lẫn

Ưu điểm khi sử dụng PAUT kiểm tra bu lông neo

• Việc kiểm tra có thể được thực hiện tại chỗ mà không cần tháo bu lông khỏi cần trục, do đó giảm thời gian ngừng hoạt động.
• Xác suất phát hiện (POD) đối với các khuyết tật định hướng lệch cao hơn so với kiểm tra góc đơn vì bu lông được kiểm tra bằng một loạt các góc khúc xạ có thể cho phản xạ tốt hơn từ các hướng khuyết tật khác nhau ..
• Việc ghi dữ liệu cho phép xem xét thêm và giảm thiểu nguy cơ đánh giá sai khi đưa ra quyết định.
• Phần mềm cho phép biểu diễn dữ liệu dưới dạng A-Scan, S-Scan, B-Scan giúp việc diễn giải dễ dàng hơn.

Phương pháp thử nghiệm

Bu lông hiệu chuẩn đại diện cho cấu kiện được kiểm tra có một loạt các rãnh gia công được đưa vào tại các vị trí có thể xuất hiện vết nứt được chuẩn bị sẵn. Thiết lập thiết bị Phased array để thực hiện S-Scan sóng dọc với góc quét từ -30 độ đến +30 độ (tùy thuộc vào cấu hình bu lông).

• Kiểm tra từ cả đầu bu lông và bề mặt ren.
• Chùm tia quét qua mặt phẳng thẳng đứng của bu lông, bao phủ các ren, phần đáy và phần thân.
• Đầu dò được quét xung quanh đầu bu lông và dữ liệu được thu thập và lưu trữ xung quanh chu vi 360 độ.
• Dữ liệu được lưu trữ để giải đoán và phân tích thêm.

Tuân thủ code

Việc kiểm tra bu lông tại chỗ được chấp nhận theo ASME Section V Article V Mandatory Appendix IV “Inservice Examination of Bolts”

Sức mạnh của tính linh hoạt trong quá trình kiểm tra siêu âm của bu lông neo

Theo định nghĩa, bu lông neo không cần linh hoạt mà phải cứng cáp. Chúng cần phải vượt qua những điều kiện khắc nghiệt và chịu đựng thử thách của thời gian. Nhưng các giải pháp UT của bạn? Những thứ đó nên linh hoạt.

Kiểm tra siêu âm các bu lông neo là rất quan trọng để chống ăn mòn, bảo vệ các khoản đầu tư và bảo vệ cơ sở hạ tầng. Cho dù kiểm tra các sai sót nhỏ trong quá trình sản xuất hay các hư hỏng xảy ra tại hiện trường, kiểm tra siêu âm là giải pháp cho nhu cầu kiểm tra bu lông neo của bạn.