Công ty CP Dịch vụ Công nghệ và Đào tạo Phúc Minh Anh » Kiểm tra không phá hủy bình bồn thép

Kiểm tra không phá hủy bình bồn thép

Đăng bởi Phuc Minh
Kiểm tra không phá hủy bình bồn thép

Bài viết giới thiệu ngắn gọn các phương pháp NDT sử dụng để kiểm tra không phá hủy bình bồn thép chế tạo bằng hàn ghép nối.

Phạm vi bài viết, sẽ chỉ chú trọng đến các phương pháp NDT được chỉ định bởi các tiêu chuẩn. Nơi chỉ ra cách thức áp dụng các phương pháp NDT: khi nào? ở đâu? áp dụngthế nào? cũng như các kỹ thuật liên quan. Các bình/bồn (sau đây gọi chung là bồn) được kiểm tra trong quá trình chế tạo để có được các dữ liệu cơ sở hoặc được kiểm tra sau một chu kỳ hoạt động.

Việc kiểm tra bình/bồn bao gồm phần mái, thân, thành và phần đáy.

Hình 1: Kiểm tra Không phá hủy (NDT) bình/bồn thép được chế tạo bằng hàn

Các tiêu chuẩn liên quan

Viện bồn thép (STI), Hiệp Hội các Nhà chế tạo thép tấm (SPFA) và Viện dầu khí Hoa Kỳ (API) công bố các tiêu chuẩn sau đây:

  • STI SP001, Tiêu chuẩn cho kiểm tra các bồn chứa nằm trên mặt đất (Bồn có đường kính 9 mét hoặc nhỏ hơn);
  • ANSI/API 510, Quy phạm kiểm tra bình áp lực: Kiểm tra bảo dưỡng, Đánh giá, Sửa chữa và Hoán cải;
  • API 570, Quy phạm kiểm tra hệ thống ống: Kiểm tra trong-sử dụng, Đánh giá, Sửa chữa và Hoán cải hệ các thống ống;
  • API 620, Thiết kế và chế tạo các bồn chứa áp lực thấp, được chế tạo bằng hàn, có kích thước lớn;
  • API 650, Các bồn thép được chế tạo bằng hàn cho chứa dầu;
  • API 653, Kiểm tra bồn, Sửa chữa, Hoán cải và Chế tạo lại.

API hiện tiến hành cấp chứng chỉ cho các kỹ thuật viên phù hợp với tiêu chuẩn API 653. Các kỹ thuật viên có chứng chỉ được thừa nhận về trình độ để thực hiện kiểm tra bồn thép đặt trên mặt đất. Và phù hợp theo các yêu cầu của tiêu chuẩn API 650 và API 653.

Các yêu cầu kiểm tra

Tiêu chuẩn API 653 đưa ra yêu cầu cho trường hợp kiểm tra bên ngoài bồn đang hoạt động. Trường hợp kiểm tra cả bên trong và bên ngoài cho bồn dừng hoạt động. Và đưa ra các tiêu chí cho thời hạn kiểm tra. Kỹ thuật viên có chứng chỉ API 653 sẽ sử dụng các tiêu chuẩn được chỉ định. Áp dụng các phương pháp kiểm tra được yêu cầu đưa ra đánh giá chi tiết, toàn diện về bồn. Và xác định thời hạn kiểm tra cho lần tiếp theo.

Đánh giá Tiêu chuẩn API 510, API 570 và API 653 dựa trên dữ liệu kiểm tra tại hiện trường. Và sử dụng các thông tin được đề xuất bởi quy phạm hay tiêu chuẩn, bao gồm:

  • Các đánh giá sự lắng đọng;
  • Các tính toán tốc độ ăn mòn;
  • Các đánh giá địa chấn (seismic);
  • Các đánh giá đứt gãy do giòn;
  • Áp lực làm việc cực đại;
  • Và các đánh giá tham chiếu khác.

Các dịch vụ kỹ thuật khác bao gồm:

  • đánh giá tính phù hợp với mục đích sử dụng
  • kiểm tra nhằm xác nhận sự phù hợp với quy định
  • và các đánh giá chuyên sâu như khảo sát độ tròn hay mức độ thẳng đứng.

Thông tin hữu ích cho cho một chương trình bảo dưỡng bồn được cung cấp từ các bản vẽ tại hiện trường. Qua máy tính chuyển thành các bản vẽ tổng thể (layout) cho các báo cáo cuối cùng về phần mái bồn, thân-thành và đáy bồn, cùng các ảnh màu về bồn và các appurtenance của nó.

Các phương pháp kiểm tra không phá hủy, NDT

Với các phương pháp sau đây, kỹ thuật viên phải được cấp chứng chỉ phù hợp. Dựa trên một quy trình đã được thể hiện dưới dạng văn bản.

Visual Testing, VT – Kiểm tra quan sát bằng mắt

VT là phương pháp kiểm tra sơ bộ, ban đầu được thực hiện trên tất cả các bồn và luôn là một phương pháp bổ xung cho các phương pháp NDT khác.

Một kỹ thuật viên có kinh nghiệm sẽ nhận thấy các khu vực có vấn đề. Đó là nơi mà lớp sơn bị bạc màu do rò rỉ hoặc nơi có sự ăn mòn làm hư bề mặt. Hầu hết quá trình kiểm tra VT có tính hệ thống, tiêu chuẩn hóa và có văn bản cụ thể.

Kiểm tra VT trực tiếp và từ xa là hai kỹ thuật để xác định tình trạng của một bộ phận hay vật liệu. Thông qua sự thẳng hàng của hai bề mặt hay cấu kiện được lắp ráp và bằng chứng rò rỉ của mối hàn. Kiểm tra trực tiếp liên quan đến việc quan sát ở một khoảng cách không nhỏ hơn 0,6 m (24 in.). Và với một góc nghiêng không nhỏ hơn 30 độ. Gương soi và kính phóng đại có thể được dùng để hỗ trợ trong kỹ thuật trực tiếp này. Điều kiện chiếu sáng đủ thường luôn được yêu cầu cho kiểm tra VT.

VT từ xa có thể sử dụng các công cụ trợ giúp như ống nội soi, ống sợi dẫn quang, ống nhòm, camera và các thiết bị khác. Các camera Class I, Division I, chống cháy nổ có thể hiệu quả trong việc phát hiện các khu vực có vấn đề. Cũng như tiết kiệm chi phí cho người dùng trong khi bồn vẫn đang hoạt động.

Magnetic Flux Leakage, MFL – Rò rỉ từ thông.

Trong kỹ thuật này, một phần của đáy bồn được từ hóa đến trạng thái bão hòa hoặc gần bão hòa giữa hai chân cực của mạch cầu. Bất kỳ sự mỏng đi đáng kể của tấm đáy bồn sẽ làm một số đường lực từ rò rỉ. Hình 2a. Các đầu cảm biến phát hiện rò rỉ được đặt giữa hai chân cực của mạch cầu. MFL là một kỹ thuật kiểm tra định tính. Do vậy, các chỉ thị được phát hiện bởi công nghệ này sẽ yêu cầu các kiểm tra tiếp nối. Kiểm tra siêu âm (UT) sẽ kiểm tra các chỉ thị ở phần tiếp giáp với đất. Các máy đo rỗ mòn sẽ kiểm tra phần còn lại.

Các máy quét nhỏ gọn, cả thủ công lẫn có giám sát, bao phủ bổ xung để kiểm tra các vùng gần mối hàn thân với đáy ở bên trong và gần các ống hơi xoắn, dưới các tuyến ống bên trong và gần các khu vực khác bị khuất có thể hạn chế việc sử dụng hệ quét kích thước đầy đủ (full size). Hình 2b. MFL được ghi nhận như một phương pháp kiểm tra tách biệt. Độc lập với các kỹ thuật kiểm tra điện từ khác theo SNT-TC-1A (2006).

Hình 2: Magnetic Flux Leakage, MFL – Rò rỉ từ thông

Dòng điện xoáy tần số thấp bão hòa – SLOFEC.

Máy quét SLOFEC được thiết kế để kiểm tra đáy bồn với lớp sơn gia cường dày đến 8 mm. Sử dụng dòng điện xoáy và các công nghệ điện từ khác kiểm tra xuyên qua lớp sơn dày trên. SLOFEC có thể phát hiện sự mất mát kim loại. Và xác định được khu vực cả phía tiếp đất và phía đối diện của tấm tôn đáy. Phương pháp kiểm tra này không ảnh hưởng đến lớp sơn phủ.

Kiểm tra chiều dày bằng siêu âm

Được dùng để đo chiều dày từ các chỉ thị phát hiện được bằng MFL. Để đánh giá mất mát kim loại từ phía tiếp giáp đất của tấm tôn. Việc định lượng hóa tiếp nối này thường được gọi là (quá trình kiểm tra)  “xác nhận”. Nguyên lý kiểm tra chiều dày bằng siêu âm được trình bày rất kỹ trong các ấn phẩm tài liệu đào tạo. Nên chú ý có sự điều chỉnh tính đến sự tồn tại của lớp sơn phủ và nên sử dụng các đầu dò phù hợp cho các bề mặt bị rỗ mòn cũng như các yêu cầu dò quét bề mặt nhanh.

Kiểm tra hạt từ – MT

MT sử dụng để phát hiện các bất liên tục bề mặt hoặc gần bề mặt trong các vật liệu sắt từ. Trong các bồn bằng thép, MT được thực hiện cho các mối hàn bao gồm:

  • mối hàn thân nối đáy bên trong;
  • các mối hàn đáy (sump welds);
  • các mối hàn xuyên thấu thân;
  • mối hàn dọc;
  • mối hàn giao cắt (thân ngang với dọc);
  • các lớp hàn đáy và hàn thân (puddle welds);
  • các mối hàn patch/base/bearing plate welds
  • và các miếng chêm được hàn đối đầu (insert).

Chuẩn bị bề mặt và sử dụng kỹ thuật phù hợp là yếu tố cơ bản mang lại chất lượng trong kiểm tra.

Hình 3: Kiểm tra hạt từ (MT) bên trong thân bồn
Hình 4: Các vết nứt phạt hiện bởi kiểm tra hạt từ (MT)
Hình 5: Các khuyết tật nằm dưới bề mặt mối hàn được tìm thấy sau khi mài

Kiểm tra thẩm thấu lỏng – PT

PT sử dụng để phát hiện các bất liên tục mở trên bề mặt kim loại và vật liệu không xốp. Trong các bồn đặt trên mặt đất, PT được thực hiện không giới hạn cho các mối hàn bao gồm: mối hàn nối thân với đáy bên trong; mối hàn đáy (sump welds); và các mối hàn xuyên thấu thân. Quá trình chuẩn bị bề mặt và sử dụng kỹ thuật phù hợp là hai yếu tố cốt yếu. Chúng đặc biệt quan trọng quyết định hiệu quả trong kiểm tra.

Hình 6: Giả mạo kiểm tra thẩm thấu lỏng (PT) bằng sơn dầu màu đỏ (không thể phát hiện được khuyết tật)
Hình 7: Các khuyết tật quan trọng được phát hiện với quy trình kiểm tra thẩm thấu lỏng (PT) phù hợp

Kiểm tra bọt hộp chân không – VBBT

Là một kỹ thuật của phương pháp kiểm tra rò rỉ Leak Testing (LT). VBBT được sử dụng để kiểm tra rò rỉ phổ biến nhất cho các bồn đặt trên mặt đất. VBBT dùng để phát hiện các rò rỉ nhỏ hoặc các lỗ thủng bé trong các mối hàn. Có một vài giải pháp kiểm tra bọt sẵn có được chấp nhận. Cần thận trọng tránh dùng các chất tảy rửa lỏng thông dụng. Bởi vì quá nhiều bọt tạo ra sẽ làm ảnh hưởng đến việc giải đoán kiểm tra.

VBBT được thực hiện không chỉ giới hạn cho các mối hàn bao gồm: các mối hàn chồng tôn đáy tấm với tấm (bottom plate-to-plate lap welds); mối hàn than với đáy bên trong; các lớp hàn đáy (puddle welds); và các mối hàn patch–to–base plate welds. Quá trình chuẩn bị bề mặt và sử dụng kỹ thuật phù hợp là hai yếu tố cốt yếu. Chúng đặc biệt quan trọng quyết định hiệu quả trong kiểm tra.

Kiểm tra rò rỉ bằng khối phổ kế – Mass Spectrometer Leak Testing, MSLT.

Đây cũng là một kỹ thuật của phương pháp kiểm tra rò rỉ. MSLT đã chứng tỏ rất hiệu quả trong việc phát hiện rò rỉ trong nhiều cấu kiện, bộ phận bao gồm đáy bồn, sumps, mái chắn, hệ thống ráo mái (roof pontoons, roof drainSystems) và các bộ trao đổi nhiệt.

Hầu hết các chất khí đánh dấu là helium, một loại khí trơ (không cháy nổ), không độc. Là một trong các nguyên tố nhỏ nhất trong bảng tuần hoàn. Helium có thẻ đi qua các lỗ nhỏ mà chất lỏng không qua được. Do đó, đây là một phương tiện rất hiệu quả để phát hiện rò rỉ. Quá trình chuẩn bị bề mặt và sử dụng kỹ thuật phù hợp là hai yếu tố cốt yếu. Chúng đặc biệt quan trọng quyết định hiệu quả trong kiểm tra.

Kiểm tra Chụp ảnh phóng xạ – RT

Kiểm tra chụp ảnh phóng xạ (RT) được thực hiện trên các mối hàn bồn để phát hiện khuyết tật. RT áp dụng đối với các mối hàn chế tạo mới và khi thực hiện sửa chữa hay hoán cải. Kỹ thuật RT sử dụng bức xạ gamma là nguồn đồng vị phóng xạ (hay nguyên tố phóng xạ). Việc lập kế hoạch, áp dụng đúng quy trình là tối quan trọng để đạt được hiệu quả kiểm tra. Và đáp ứng yêu cầu an toàn bức xạ khi sử dụng kỹ thuật này.

Một tình trạng đáng báo động tại Việt Nam là chụp phim theo sơ đồ vị trí chỉ định. Điều này làm cho thợ hàn chủ quan, có xu hướng đối phó với các yêu cầu chất lượng. Chỉ chú trọng hàn tốt các vị trí chỉ định theo sơ đồ (tỷ lệ rất nhỏ). Ít quan tâm duy trì chất lượng cho những phần còn lại (chiếm tỷ lệ lớn) dẫn đến chất lượng mối hàn tổng thể là kém.

Hình 8: Hình minh họa vị trí chỉ định chụp phim theo API 650
Hình 9: Ảnh chụp phóng xạ (RT) tại vị trí mối hàn theo chỉ định thể hiện chất lượng tốt
Hình 10: Ảnh chụp phóng xạ (RT) tại vị trí ngẫu nhiên khác, ảnh chụp cho thấy các khuyết tật rất nghiêm trọng có kích thước dài
Hình 11: Thể hiện việc kiểm tra siêu âm (UT) tại các vị trí ngẫu nhiên (không được chỉ định chụp kiểm tra), chất lượng mối hàn rất kém, các chỉ thị đều vượt mức đối chứng (DAC), kéo dài…

Liên hệ triển khai dịch vụ Kiểm tra không phá hủy mối hàn

Nhận xét: Các tiêu chuẩn, quy phạm thường chỉ định tỷ lệ hay phạm vi kiểm tra chụp ảnh phóng xạmức yêu cầu tối thiểu. Nhằm đảm bảo an toàn cho vận hành, khai thác sử dụng hạng mục. Dựa trên yêu cầu này và các yếu tố về điều kiện thực tế, hiệu quả kinh tế, v.v… Chủ đầu tư, thiết kế, tư vấn và tổ chức đăng kiểm có thể quyết định phạm vi kiểm tra bằng hoặc cao hơn mức yêu cầu tối thiểu này. Hơn nữa, tham gia vào chương trình đảm bảo chất lượng còn có nhiều công tác khác. Đặc biệt là vai trò của việc giám sát chặt chẽ, nghiêm túc. Bao trùm lên tất cả là văn hóa chất lượng của tất cả các bên tham gia.

Nếu buông lỏng việc giám sát và dựa hoàn toàn vào các yêu cầu tối thiểu về tỷ lệ chụp phim theo sơ đồ vị trí cho trước. Dẫn đến “khuyến khích” thợ hàn hoặc nhà thầu thực hiện công việc mang tính đối phó. Đó là họ chỉ chú trọng hàn tốt các vị trí biết trước theo sơ đồ. Thiếu nghiêm túc thực hiện tại phần hàn còn lại (không yêu cầu kiểm tra theo tiêu chuẩn). Dẫn đến chất lượng hàn tổng thể của hạng mục là rất kém.

Kiểm tra siêu âm thay cho chụp ảnh phóng xạ.

Tiêu chuẩn API 650 Appendix U cụ thể hóa nguyên tắc sử dụng siêu âm kiểm tra mối hàn chế tạo bồn thay cho chụp ảnh phóng xạ. Việc này yêu cầu kiểm tra siêu âm phải sử dụng dữ liệu số hóa tự động trên máy tính. Việc kiểm tra dò quét thủ công trên kim loại cơ bản gần mối hàn để phát hiện phân lớp là được phép. Kiểm tra phải được tiến hành sử dụng một sơ đồ dò quét được phê duyệt trước. Và quy trình phải được đánh giá đủ khả năng. Bằng cách sử dụng khối chuẩn có các khuyết tật cho trước giống như khuyết tật có thể gặp trong quá trình kiểm tra.

Các tiêu chí chấp nhận khuyết tật được cho trong Appendix U, Paragraph U.6.6 và Table U-1. Kinh nghiệm với việc kiểm tra siêu âm thay cho chụp ảnh phóng xạ cho thấy có thể phát hiện tốt các khuyết tật dạng mặt. Hơn nữa giảm thời gian kiểm tra so với chụp ảnh phóng xạ giúp giảm chi phí đáng kể.


Xem thêm các bài viết về Kiểm tra không phá hủy: Tại đây

CÔNG TY CP DỊCH VỤ CÔNG NGHỆ & ĐÀO TẠO PHÚC MINH ANH (PMA)

Hotline: 0889718988; 0973145129

Email: phucminhanh68@gmail.com; info@phucminhanh.com.vn

Có thể bạn quan tâm

3 Bình luận

Ngo Thuy 11/07/2017 - 9:58 chiều

bài viết rất bổ ích, hóng các bài sau của b! thanks!

Minh Anh 11/07/2017 - 9:59 chiều

Cám ơn b!

Phan Dong 11/07/2017 - 9:59 chiều

Các kỹ thuật NDT gồm Chụp ảnh phóng xạ – RT, Siêu âm – UT, hạt từ – MT và thấm lỏng – PT là các phương pháp phổ biến nhất ở VN hiện nay để kiểm tra kết nối hàn các cấu kiện Bình/bồn. Cám ơn b vì bài viết rất bổ ích!

Comments are closed.

error: Nội dung đã được bảo vệ !