Các yêu cầu của tiêu chuẩn AWS khi đánh giá nhân viên kiểm tra không phá hủy

Nhân viên kiểm tra không phá hủy có đủ điều kiện để thực hiện NDT dựa trên quá trình đào tạo trực tiếp hoặc từ xa tích lũy được từ lớp học, khóa đào tạo thực hành trực tiếp, các kỳ thi viết và thực hành, và trong một số trường hợp là các kỳ thi biểu diễn. Trình diễn hiệu năng (Performance demonstration – PD) hoặc Chứng nhận trình độ (Inspection Qualification – IQ) là các thuật ngữ có thể dùng lẫn nhau. NDT PD và IQ bổ sung cho quy trình chứng nhận xác minh các kỹ năng hay năng lực của kỹ thuật viên NDT. Nó chứng minh rằng kỹ thuật viên có thể tuân theo quy trình NDT để thực hiện kiểm tra cho một ứng dụng cụ thể và cung cấp kết quả chấp nhận được trong khả năng của phương pháp hoặc kỹ thuật NDT được sử dụng. Bài viết này trình bày mối quan hệ giữa trình diễn hiệu năng NDT trong các tiêu chuẩn AWS D1.1 và AWS D1.5.

Giới thiệu về Chứng minh hiệu năng trong kiểm tra không phá hủy tuân thủ AWS D1.1 và D1.5

Kiểm tra không phá hủy các kết cấu thép (các nhà xưởng) và cầu thép bằng cách sử dụng thử nghiệm siêu âm (UT) và thử nghiệm siêu âm mảng pha (PAUT) được mô tả trong AWS D1.1/D1.1M Structural Welding Code – Steel, AWS D1.5/D1.5M Bridge Welding Code. Các yêu cầu chứng nhận NDT chính được định nghĩa rõ ràng và tham chiếu đến các hướng dẫn SNT-TC-1A và CP-189. Quy trình đủ điều kiện để Kiểm tra siêu âm bậc 2 yêu cầu tối thiểu 80 giờ đào tạo chính thức trong lớp học và 630 giờ kinh nghiệm thực tế có giám sát tại nơi làm việc. Để đủ điều kiện để Kiểm tra siêu âm mảng pha bậc 2, cần phải đào tạo thêm 80 giờ thêm vào thời gian đào tạo Kiểm tra siêu âm Bậc 2. Ngoài ra, cần phải có 320 giờ kinh nghiệm thực tế có giám sát tại nơi làm việc.

Trình diễn hiệu suất (PD) hoặc Chứng nhận chất lượng kiểm tra (IQ) tuân thủ AWS D1.1 và D1.5 được trình bày trong các tiêu chuẩn nhưng không chi tiết. AWS D1.8/D1.8M Structural Welding Code – Seismic Supplement cung cấp cấu trúc kiểm tra chi tiết và sơ đồ phân loại. Code này thường được sử dụng để đánh giá kỹ năng của các kỹ thuật viên siêu âm Bậc 2 trước khi họ được chấp thuận làm việc trong một dự án. Trong hầu hết các trường hợp, đơn vị quản lý kỳ thi độc lập với nhà tuyển dụng kỹ thuật viên kiểm tra không phá hủy.

Tổng quan về kỳ thi AWS D1.8 Performance Qualification

AWS D1.8 Structural Welding Code-Seismic Supplement phác thảo một kỳ thi đánh giá năng lực cho các kỹ thuật viên siêu âm. Kỳ thi bao gồm ít nhất 20 chỉ thị khiếm khuyết trên nhiều mẫu thử nghiệm. Một mẫu thử nghiệm điển hình được hiển thị trong Hình 1. Mẫu thử nghiệm mô phỏng mặt bích dầm cầu với ba điểm bất liên tục nhân tạo được chèn vào mối hàn. Điểm đầu tiên là điểm ngậm xỉ giữa thành dài khoảng 0,50”. Điểm thứ hai là nứt chân dài 0,80” và điểm thứ 3 là nứt vùng ảnh hưởng nhiệt dài 0,50”.

Ứng viên NDT phải đánh giá chính xác mức chỉ thị AWS D1.1/1.5 (IR) (decibel), chiều dài khuyết tật mối hàn, vị trí so với cạnh tham chiếu và độ sâu trong mối hàn so với bề mặt trên cùng. Các số liệu thực tế được trích dẫn ở trên phải được xác nhận thông qua hai giám sát UT ASNT bậc 3.

Các số liệu sau đây được sử dụng để đánh giá hiệu suất của người tham gia:

• Xếp hạng thị báo (IR) phải nằm trong phạm vi ± 6 dB
• Chiều dài chỉ thị phải nằm trong khoảng +1” đến -0,5”
• Độ sâu chỉ thị phải nằm trong phạm vi ± 0,25”

Để được coi là phát hiện được khuyết tật, ứng viên phải đáp ứng ít nhất hai trong số các số liệu trên. Các khuyết tật hàn được phát hiện bằng thử nghiệm siêu âm cũng được thông qua trong đánh giá xếp hạng chung R. Xếp hạng chung xem xét các khuyết tật được phát hiện “D” và giải đoán sai “F”. Tính toán sau được sử dụng:

• (1) R=1/2 (1 +D – F)

Để vượt qua kỳ thi, xếp hạng chung R phải đạt 0,90 trở lên, xếp hạng phát hiện D phải đạt 0,87 trở lên và xếp hạng chỉ thị sai F phải đạt 0,15 trở xuống. Ứng viên sẽ vượt qua kỳ thi nếu tỷ lệ phát hiện là đạt trong khi tỷ lệ đánh hỏng là tối thiểu.

Phased Array Inspector đạt chuẩn AWS D1.1 và 1.5 Code

Kiểm tra siêu âm mảng pha (PAUT) là một kỹ thuật kiểm tra siêu âm tiên tiến hơn. Nó sử dụng các đầu dò siêu âm có thể được điều khiển điện tử để tạo ra và nhận sóng siêu âm ở nhiều góc độ và tiêu cự khác nhau. Điều này cho phép kiểm tra chính xác và chi tiết hơn các mối hàn và vật liệu, bao gồm khả năng phát hiện và định cỡ các khuyết tật với độ chính xác cao hơn. PAUT thường được ưa chuộng vì tính linh hoạt, tốc độ và khả năng cung cấp hình ảnh thời gian thực của khu vực được kiểm tra.

Yêu cầu về trình độ cá nhân đối với UT Bậc I, II và PAUT Bậc II được nêu trong SNT-TC-1A. Để được công nhận các trình độ này, bạn phải đạt được số giờ phù hợp theo yêu cầu. Cùng với số giờ học trên lớp, bạn phải vượt qua kỳ thi thực hành phù hợp do UT Bậc III hoặc PAUT Bậc III tổ chức. UT Bậc I 40 giờ đào tạo và 210 giờ kinh nghiệm thực tế. UT bậc II 40 giờ đào tạo nữa và thêm 630 giờ kinh nghiệm thực tế. Để lấy PAUT Bậc II, bạn phải có chứng chỉ UT Bậc II. PAUT Bậc II 40 giờ đào tạo với 320 giờ kinh nghiệm. Các yêu cầu này áp dụng cho AWS D1.1, D1.5 và D1.8.

Yêu cầu về trình độ cá nhân cho kỳ thi thực hành theo AWS D1.5/D1.5M đối với PAUT. Kỳ thi sẽ bao gồm hai mối hàn (ví dụ: hàn ráp mí, chữ T, góc) có bất liên tục thực hoặc nhân tạo. Các mối hàn này cần được kiểm tra bằng quy trình Phased Array được viết theo Phụ lục J của AWS D1.5/D1.5M.

Ví dụ về dữ liệu PAUT được hiển thị trong hình trên. Màn hình hiển thị thông thường cho dữ liệu quét mối hàn với Encoder trên Olympus X3 với biểu diễn A-scan ở trên cùng bên trái, S-scan ở trên cùng bên phải và C-scan ở phía dưới. PAUT A-scan được chọn bằng con trỏ dữ liệu trên S-scan. PAUT S-scan được hiển thị phụ thuộc vào con trỏ dữ liệu trên C-scan.

UT và PAUT sử dụng cùng một nguyên lý vật lý nhưng khi đánh giá các chỉ thị, chúng sử dụng khác nhau. Đối với UT, bạn tính toán Xếp hạng chỉ thị. Đối với PAUT, bạn đặt ba mức khác nhau để đánh giá việc chấp nhận hoặc đánh hỏng một chỉ thị. Xếp hạng chỉ thị là sự khác biệt đại số theo decibel giữa mức chỉ thị và mức tham chiếu được hiệu chỉnh theo độ suy giảm. Xếp hạng chỉ thị = d, hệ số suy giảm = c, mức chỉ thị = a và mức tham chiếu = b. Công thức nếu thiết bị có độ khuếch đại theo dB: a – b – c = d. Đối với đánh giá PAUT, ba mức khác nhau là Mức đánh hóng tự động (Automatic Reject Level (ARL), Mức độ nhạy chuẩn (SSL – Standard Sensitivity Level) và Mức không đánh hỏng (DRL – Disregard Reject Level). Các mức này có thể thay đổi dựa trên tiêu chí chấp nhận, tuy nhiên đối với ví dụ này, tôi sẽ lấy từ AWS D1.5/D1.5M. SSL sẽ được căn chỉnh với mức tham chiếu chính dB ở mức 50% ± 5% Chiều cao toàn màn hình (FSH). ARL được định nghĩa là 5 dB trên SSL và DRL được định nghĩa là 5 dB dưới SSL. Tất cả những lựa chọn này sẽ được hiển thị trên A-scan của thiết bị PAUT. Các mức đánh giá chia A-scan thành 4 lớp: lớp A, lớp B, lớp C và lớp D. Lớp A là vùng màn hình cao hơn ARL. Lớp B nằm giữa SSL và ARL. Lớp C nằm giữa DRL và SSL. Các lớp này tương quan với Tiêu chí chấp nhận PAUT của AWS D1.5/D1.5M table J.3 như được hiển thị bên dưới.

Tổng kết về Đánh giá hiệu suất kiểm tra siêu âm (UT) và siêu âm mảng pha (PAUT)

Các kỳ thi trình diễn hiệu suất thử nghiệm không phá hủy là một trong những cột mốc quan trọng đối với nhân viên kiểm tra NDT trên nhiều bộ tiêu chuẩn khác nhau bao gồm AWS, ASME và API. Bài viết này mô tả các yêu cầu quan trọng của AWS Ultrasonic và Phased array PDQ. Nhìn chung, các kỳ thi trình diễn hiệu suất thử nghiệm không phá hủy trong các tiêu chuẩn ASME và API có yêu cầu tương đương hoặc nghiêm ngặt hơn so với AWS.

Tài liệu tham khảo

• AWS D1.1/D1.1M: Hiệp hội hàn Hoa Kỳ, “Quy chuẩn hàn kết cấu – Thép”, AWS D1.1/D1.1M:2020, Miami: Hiệp hội hàn Hoa Kỳ.
• AWS D1.5/D1.5M: Hiệp hội hàn Hoa Kỳ, “Quy chuẩn hàn kết cấu cầu”, AWS D1.5/D1.5M:2015, Miami: Hiệp hội hàn Hoa Kỳ.
• AWS D1.8/D1.8M: Hiệp hội hàn Hoa Kỳ, “Quy định hàn kết cấu – Phụ lục về địa chấn”, AWS D1.8/D1.8M:2016, Miami: Hiệp hội hàn Hoa Kỳ.
• SNT-TC-1A: Hiệp hội thử nghiệm phi phá hủy Hoa Kỳ, “Thực hành khuyến nghị SNT-TC-1A: Chứng nhận và trình độ chuyên môn của nhân viên trong thử nghiệm phi phá hủy”, SNT-TC-1A:2020, Columbus: Hiệp hội thử nghiệm phi phá hủy Hoa Kỳ.