Kiểm tra bề mặt, Nguyên lý kỹ thuật, Phát hiện khuyết tật

QQI/FSI là gì và tại sao nó lại quan trọng?

Đăng vào bởi khanh

Tham khảo thêm: Hướng dẫn sử dụng QQI/FSI

Trong lĩnh vực Kiểm tra Không Phá Hủy (NDT), việc đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của quy trình là rất quan trọng. Đặc biệt trong Kiểm tra Hạt từ (Magnetic Particle Testing – MT), việc xác định cường độ và hướng của từ trường là yếu tố quyết định để phát hiện và không bỏ sót các khuyết tật.

Bài viết này sẽ đi sâu vào Chỉ số Chất lượng Định lượng (Quantitative Quality Indicators – QQI) và công cụ tương tự như FSI – một công cụ thiết yếu giúp các thanh tra viên hiểu rõ mục đích, cách chuẩn bị, và sử dụng hiệu quả để thiết lập cường độ từ trường chính xác.

QQI/FSI là gì? Đơn giản, chúng là những miếng thử từ tính (thường gọi là miếng chêm/miếng đệm) được thiết kế đặc biệt với các vết nứt nhân tạo (khía). Chúng được dùng để xác minh hướng từ trường và cường độ tương đối đạt mức cần thiết cho việc kiểm tra.

Lịch sử hình thành QQI: Từ ý tưởng đến Tiêu chuẩn Ngành

Khái niệm QQI được phát triển bởi Kermit Skeie vào cuối những năm 1980, xuất phát từ một ý tưởng tương tự của Nhật Bản nhưng được cải tiến để trở thành một tiêu chuẩn tham chiếu đa năng hơn.

Với sự hợp tác của Pat Jenkins và DJ Hagemaier, các bài báo và quy trình sử dụng QQI đúng cách đã được công bố rộng rãi vào những năm 1990. Công trình này đã đặt nền móng cho việc đưa QQI vào các tiêu chuẩn công nghiệp quan trọng như:

  • SAE AS 5371-98: Tiêu chuẩn tham chiếu về miếng đệm khía để kiểm tra hạt từ tính.
  • ASTM E1444-01 (và các phiên bản sau): Tiêu chuẩn thực hành để kiểm tra hạt từ tính.

Ban đầu, QQI/FSI được đề cập là một yêu cầu “không bắt buộc” trong Phụ lục A1.5 của ASTM E1444-01. Tuy nhiên, đến năm 2005, tầm quan trọng của nó đã được công nhận và trở thành yêu cầu “bắt buộc”, cho thấy vai trò không thể thiếu của QQI trong việc đảm bảo chất lượng kiểm tra MT. ASTM E709 hiện tại vẫn bao gồm QQI như một công cụ khuyến nghị cho các ứng dụng MT nói chung.

Thiết kế và Chức năng của QQI: Đảm bảo độ nhạy và độ tin cậy

Mỗi miếng QQI/FSI được thiết kế với độ sâu khía là một tỷ lệ phần trăm cố định so với độ dày miếng đệm, đảm bảo tính nhất quán về độ nhạy. Các miếng đệm này có số tham chiếu và số khắc ngắn gọn để dễ dàng nhận diện loại và kích thước (tham khảo Bảng 1 để biết chi tiết).

Phần vòng tròn trên QQI/FSI, nơi các đường sức từ giao nhau vuông góc, đóng vai trò then chốt. Khi từ trường đạt cường độ phù hợp, các hạt từ sẽ tập trung tại đây và hiển thị rõ ràng.

Việc sử dụng QQI tương tự như việc dùng IQI (Indicator of Quality) trong kiểm tra chụp X-quang (Radiography Testing). Nó giúp:

  • Thiết lập độ nhạy yêu cầu: Khi khía tròn trên QQI/FSI hiển thị rõ và đủ dài trong quá trình từ hóa, điều đó báo hiệu thông số kỹ thuật kiểm tra đã đạt được cường độ dòng điện tối thiểu cần thiết để phát hiện các khuyết tật nghiêm trọng trên vật liệu.
  • Ghi nhận và lặp lại kỹ thuật: QQI/FSI cho phép ghi lại và tham chiếu các kỹ thuật MT phù hợp, đảm bảo rằng cùng một tiêu chuẩn kiểm tra có thể được áp dụng lặp lại trên các bộ phận có hình dạng và kích thước tương tự trong tương lai. Mục tiêu cuối cùng là phát hiện chính xác khuyết tật nhỏ nhất có thể loại bỏ được với độ tin cậy và khả năng lặp lại cao.

Ứng dụng QQI trong thực tế công việc

  • Xác định các khu vực cần từ hóa của bộ phận đang được kiểm tra.
  • Thiết lập số lượng QQI cần thiết cho từng ứng dụng.
  • Cung cấp bằng chứng về khả năng phát hiện kích thước khuyết tật quan trọng tối thiểu theo tiêu chí chấp nhận của bạn đối với kỹ thuật NDT, đặc biệt khi thực hiện từ hóa vòng, dọc hoặc đa hướng.

Tầm quan trọng của QQI/FSI khi lên quy trình kiểm tra MT

  • Mô phỏng khuyết tật thực tế: Các khía trên QQI mô phỏng chính xác vết nứt bề mặt, giúp thiết lập kỹ thuật NDT phù hợp để phát hiện khuyết tật.
  • Xác định cường độ trường tối thiểu: Độ sâu khía 30% trên QQI tương đương với cường độ trường 30 gauss (G) – mức cường độ tối thiểu cần thiết để phát hiện đầy đủ các dấu hiệu hạt từ tính.
  • Đảm bảo độ tin cậy khi kiểm tra: QQI trở thành yếu tố then chốt trong các ngành công nghiệp dầu khí, hàng không, khi các tiêu chuẩn API yêu cầu quy trình NDT phải được chứng nhận.

Hướng dẫn sử dụng QQI từng bước: Đảm bảo hiệu quả và độ bền

Các bước sử dụng QQI có thể thay đổi tùy thuộc vào chi tiết bộ phận và quy trình cụ thể. Tuy nhiên, đây là các bước cơ bản để chuẩn bị, sử dụng, quan sát, và bảo quản QQI:

  1. Chuẩn bị QQI (Quan trọng):
  • Làm sạch lớp phủ bảo vệ, đây là bước cực kỳ quan trọng và cần thực hiện cẩn thận để tránh làm hỏng các khía.
  • Đặt QQI trên bề mặt phẳng, mịn (ví dụ: tấm kính).
  • Ngâm bề mặt bằng axeton ít nhất 1 phút.
  • Nhẹ nhàng dùng đầu ngón tay chà nhẹ QQI để lớp phủ bong ra.
  • Lặp lại cho cả hai mặt.
  • Sau đó, lau sạch QQI bằng cồn isopropyl để loại bỏ cặn còn sót lại.
  • Làm khô QQI.

Cần nhấn mạnh, việc loại bỏ lớp phủ bảo vệ QQI không đúng cách có thể gây hư hỏng QQI và dẫn đến kết quả kiểm tra không chính xác, làm giảm hiệu quả vào công cụ này.

  1. Gắn QQI lên chi tiết:
  • Làm sạch bề mặt chi tiết nơi sẽ gắn QQI bằng dung môi.
  • Dán cố định từng QQI bằng keo dán hoặc băng dính trong suốt dọc theo bốn cạnh. Đảm bảo các khía hướng xuống bộ phận để ngăn chất lỏng hoặc hạt lọt vào.
  1. Thực hiện kiểm tra:
  • Tăng cường độ dòng điện theo từng mức nhỏ cho đến khi đạt được độ nhạy thích hợp.
  • Khi lượng hạt từ tích tụ thích hợp dọc theo rãnh tròn, kỹ thuật NDT được coi là đạt tiêu chuẩn. Rãnh chữ thập cũng sẽ xuất hiện đầy đủ để biểu thị hướng trường.
  1. Ghi nhận và Bảo quản:
  • Ghi lại thông tin này (trong báo cáo, ảnh chụp hoặc cả hai) để lưu trữ và tham khảo.
  • Sau khi sử dụng, tháo QQI cẩn thận để tránh làm biến dạng.
  • Bảo quản QQI chưa hư hại trong dung dịch như dầu để chống ăn mòn và kéo dài tuổi thọ.

Kết luận

Bài viết này nhằm mục đích cung cấp thông tin về QQI/FSI, cải thiện quy trình MT và tăng cường độ tin cậy khi sử dụng QQI/FSI trong mọi lĩnh vực.

Sự phát triển của QQI như một tiêu chuẩn tham chiếu định lượng là một bước tiến quan trọng, giúp loại bỏ các sai lệch và sự không chắc chắn trong kiểm tra hạt từ, đảm bảo chất lượng và an toàn tối ưu.

Tài liệu tham khảo

  • ASTM, 2001, ASTM E1444 Tiêu chuẩn thực hành cho kiểm tra hạt từ tính, ASTM International, West Conshohocken, PA
  • ASTM, 2021, Hướng dẫn tiêu chuẩn ASTM E709 về thử nghiệm hạt từ tính, ASTM International, West Conshohocken, PA
  • Hagemaier, DJ, 1991, “Các chỉ số chất lượng để kiểm tra hạt từ tính”, Đánh giá vật liệu, tháng 3 năm 1991
  • Hagemaier, DJ, 1990, Diễn đàn ATA NDT, Quebec, Canada, tháng 9 năm 1990, McDonnell Douglas, Công ty Máy bay Douglas
  • SAE AS5371-1998, Tiêu chuẩn tham chiếu Miếng chêm khía để kiểm tra hạt từ tính, SAE International, Warrendale, PA

Để lại một bình luận

This site uses User Verification plugin to reduce spam. See how your comment data is processed.