Cơ sở kỹ thuật kiểm tra thẩm thấu lỏng

Kiểm tra thấu thẩm lỏng là gì

Kiểm tra thẩm thấu lỏng là một trong những phương pháp Kiểm tra Không phá hủy (NDT) phổ biến nhất Phương pháp kiểm tra này tiết kiệm, linh hoạt và yêu cầu đào tạo tối thiểu khi so sánh với các phương pháp NDT khác. Các bài kiểm tra thẩm thấu chất lỏng kiểm tra các lỗ hổng vật liệu lộ ra trên bề mặt bằng cách thấm chất lỏng vào các vị trí cần kiểm tra và sau đó “hút” chất lỏng ra ngoài bằng chất hiện dạng bột phấn. Kiểm tra mối hàn bằng PT là hạng mục phổ biến nhất, nhưng các vật liệu dạng tấm, thanh, ống, vật đúc và rèn cũng thường được kiểm tra bằng thẩm thấu lỏng.

Kiểm tra thẩm thấu chất lỏng đã được gọi với nhiều tên: Kiểm tra thẩm thấu (PT), Kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (LPI) và kiểm tra thẩm thấu màu (DP). Hiệp hội Thử nghiệm Không phá hủy Hoa Kỳ (ASNT) sử dụng tên Thử nghiệm thẩm thấu chất lỏng (PT). Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ Bộ luật Lò hơi và Bình áp lực (ASME B & PVC) và Bộ luật Kiểm tra Hội đồng Quốc gia (NBIC) sử dụng tên Kiểm tra thẩm thấu lỏng (PT).

Việc sử dụng PT được ghi nhận đầu tiên là trong ngành đường sắt. Bánh xe tàu lửa được nhúng vào dầu đã qua sử dụng, lau khô, sau đó phủ phấn bột hoặc phấn huyền phù trong cồn. Khi bánh xe khô đi, dầu còn lưu lại trong vết nứt sẽ chảy ra ngoài do bị phấn thấm và bị phát hiện. Phương pháp này được gọi là dầu và phương pháp “dầu và phấn – oil and whiting”.

Bộ tiêu chuẩn Nồi hơi & Bình áp lực ASME công nhận sáu kỹ thuật PT khác nhau, phân biệt bởi loại chất thẩm thấu và phương pháp làm sạch trước khi áp dụng chất hiện. Hai loại chất thẩm thấu bao gồm Chất thẩm thấu huỳnh quang và Chất thẩm thấu màu tương phản (thuốc nhuộm màu đỏ). Các chất thẩm thấu có thể được sử dụng với một trong ba phương pháp làm sạch – Có thể rửa bằng nước, hậu nhũ tương hóa và có thể làm sạch bằng dung môi. Phổ biến nhất là chất thẩm thấu màu có thể làm sạch bằng dung môi. Phương pháp này sẽ được sử dụng để tham khảo trong toàn bộ bài viết.

Phương pháp thẩm thấu màu làm sạch bằng dung môi là phổ biến nhất vì nó có chi phí thấp và rất linh hoạt. Nó thường có ba hộp bình xịt – chất làm sạch, chất thẩm thấu và chất hiện. Các bình xịt có thể được mua với giá từ $5 đến $10 một lon. Chỉ cần khoảng $50, bạn có thể có đủ các dụng cụ cần để tiến hành kiểm tra thẩm thấu lỏng. Sử dụng bình xịt rất linh hoạt cho phép dễ dàng đưa lên thang, mang vào bên trong nồi hơi và vào những nơi khó tiếp cận. Hầu hết các vật liệu không xốp (thép, thép không gỉ, gang, nhôm, đồng thau, đồng, titan, cao su, nhựa và thủy tinh) có thể được kiểm tra bằng PT. Không nên kiểm tra các vật liệu xốp (bê tông, gỗ, giấy, vải và một số loại sợi thủy tinh nếu sợi tiếp xúc với bề mặt) bằng PT.

Ưu và nhược điểm của kiểm tra thẩm thấu lỏng

Nguyên lý kiểm tra thẩm thấu lỏng

Cần lưu ý chất thẩm thấu là một chất lỏng loãng, được thiết kế để thấm vào vết nứt nhỏ nhất. Do đó, nếu một bộ phận lắp ráp có các mối hàn hoặc vật liệu không được hàn kín, chất thẩm thấu sẽ thấm ra phía sau các mối hàn và giữa các lớp vật liệu không sử dụng. Khi đó rất khó để loại bỏ chất thẩm thấu khỏi những khu vực này. Chất thẩm thấu bị mắc kẹt sẽ gây ra các khuyết tật trong mối hàn nếu tiếp tục hàn hoặc sẽ chảy ra theo thời gian và làm ô nhiễm sơn.

Để có thể sử dụng PT theo ASME Code khi xây dựng nồi hơi hoặc sửa chữa theo NBIC, cần một quy trình bằng văn bản được phê duyệt và tuân thủ theo. Quy trình cần phải tuân thủ theo ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section V, Article 6 và nêu rõ các biến cần thiết và không cần thiết. Có khi kiểm tra thẩm thấu chất lỏng chỉ được thực hiện cho mục đích thông tin, và không tuân theo một quy trình bằng văn bản. Ví dụ, khi một thợ hàn mài vết nứt mối hàn để sửa chữa và sử dụng PT để đảm bảo loại bỏ toàn bộ vết nứt. Tuy nhiên, nếu PT đang được thực hiện để tuân thủ theo Code, thì quy trình bằng văn bản cần phải được tuân thủ bởi nhân viên NDT đã được đào tạo.

Tham khảo: Các bước trong quy trình kiểm tra thẩm thấu.

Các yêu cầu của kiểm tra thẩm thấu chất lỏng là gì?

Mục V, Điều 6 của ASME mô tả các yêu cầu của Thử nghiệm thẩm thấu chất lỏng (PT). API 650, ASME B31.3 và ASME Phần VIII, Phần 1 đều yêu cầu việc kiểm tra PT phải được thực hiện theo ASME BPVC- Mục V- Điều 6. Để thực hiện việc kiểm tra và ký các báo cáo, cá nhân cần được đào tạo và đủ điều kiện theo tiêu chuẩn ASNT SNT-TC-1A. Nhân sự cần hoàn thành các bài kiểm tra mắt – Kiểm tra thị lực gần Jagger’s J1, Kiểm tra mù màu – Kiểm tra Ishihara được thực hiện bởi đơn vị sử dụng lao động hàng năm.

Hầu hết các tiêu chuẩn nhấn mạnh rằng vật liệu kiểm tra thẩm thấu không được chứa các chất gây ô nhiễm làm hỏng chất lượng của mối hàn và kim loại. (như Lưu huỳnh, Clo và Halogen).

Khi kiểm tra PT nhiệt độ cao (nhiệt độ ngoài phạm vi 4° C đến 52° C), phải có đào tạo đặc biệt về Vật liệu sử dụng và được mô tả trong ASME BPVC V- Điều 6 – Phụ lục bắt buộc 3.

ASME Phần V cũng có các yêu cầu về cường độ ánh sáng tối thiểu như khi thực hiện với phương pháp thẩm thấu khả kiến làm sạch bằng dung môi là tối thiểu là 1000 lux trên bề mặt bộ phận. Lượng ánh sáng thích hợp phải được kiểm tra bằng cách sử dụng một số loại đồng hồ đo ánh sáng.

Kiểm tra thẩm thấu huỳnh quang cần được thực hiện dưới Đèn cực tím, Đèn UV nên có cường độ ánh sáng tối thiểu 1000 µW / cm² khi kiểm tra bề mặt. Cần thiết lập phòng tối để kiểm tra huỳnh quang với cường độ ánh sáng trắng tối đa là 20 Lux.

Trong ASME B & PV Codes of Construction, Kiểm tra hạt từ tính hoặc Kiểm tra thẩm thấu lỏng được yêu cầu để phát hiện khả năng có khuyết tật bề mặt. Nếu vật liệu là không từ tính thì sự lựa chọn phổ biến nhất là PT hoặc ET. Ví dụ điển hình về các kiểm tra bắt buộc theo ASME bao gồm:

• Khuyết tật bề mặt vật đúc
• Các mối hàn góc khi cạnh của một tấm tiếp xúc và không được ngấu vào mối hàn
• Hàn đắp kim loại trên tấm
• Loại bỏ các khuyết tật trước khi hàn sửa chữa

Một khi Nồi hơi và bồn áp suất đi vào hoạt động, PT có thể là một công cụ rất hữu dụng. NBIC khuyến nghị sử dụng PT kiểm tra: các tấm ống lò hơi để tìm rò rỉ xung quanh ống, kiểm tra bên ngoài các mối hàn, đánh giá các thành phần bị hư hỏng do hỏa hoạn, nồi hơi đã qua sử dụng, thiết bị áp lực nhựa nhiệt rắn gia cố bằng sợi, máy sấy và bình áp suất khí hóa lỏng (LPG).

Trong quá trình kiểm tra thiết bị đang hoạt động, PT cũng khuyến nghị để sử dụng ở những khu vực nghi ngờ có khuyết tật bao gồm Vòi phun (xem Hình 1), tấm ống (xem Hình 2), đỉnh bồn (xem Hình 3) và mối hàn lỗ đầu bịt quay (xem Hình 4). Để sử dụng hiệu quả chất thẩm thấu chất lỏng trên tấm ống trong Hình 2, cần phải thực hiện rất nhiều công việc. Tất cả rỉ sét và cáu cặn cần phải được loại bỏ để làm sạch hoàn toàn chất thẩm thấu. Các đầu ống cong vênh, không sử dụng cũng sẽ làm chảy ra thuốc nhuộm và gây ra chỉ thị giả. Mối hàn lỗ đầu bịt quay có thể kiểm tra được bằng mắt thường nhưng vẫn phát hiện nhiều khuyết tật khi được kiểm tra thẩm thấu lỏng (xem Hình 5 và 6).

Tóm lại, PT có thể là một công cụ rất có giá trị trong quá trình kiểm tra xây dựng mới và thiết bị đã qua sử dụng. PT có những hạn chế và không phải là phương pháp tốt nhất cho tất cả các ứng dụng. Tuy nhiên, để kiểm tra nhanh chóng, chi phí thấp ở ngoài hiện trường, PT thường là lựa chọn tốt so với các phương pháp NDE khác.