Chương trình mô đun kiểm tra chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn quốc tế

các chất tẩy rửa với rung động cơ học gây bởi bộ phát siêu âm. Có thể dùng với nước để rửa các vết bẩn vô cơ (như các sản phẩm rỉ) hoặc với các dung môi để rửa các chất hữu cơ (dầu, vết sơn, vết bôi trơn). Cơ học Dùng bàn chải loại bỏ các rỉ sắt, các chất ăn mòn khác. Vì phương pháp này có thể gây hư hại cho đối tượng và có thể làm che khuất các dị thường nhỏ, nên cần cân nhắc trước khi sử dụng. Loại bỏ lớp sơn Lớp sơn, lớp mạ cần loại bỏ nếu sự hiện diện của chúng cản trở đến việc dẫn dòng điện vào vật hoặc che lấp sự hình thành các khuyết tật nằm dưới chúng. Tẩy kiềm Phương pháp này dùng làm sạch các vết dầu mỡ. Có thể nhúng vật vào bể chứa chất tẩy rửa, hay phun các chất tẩy lên bề mặt ở nhiệt độ phòng hay nhiệt độ cao. 2. Các phương pháp kiểm tra Sự lựa chọn của phương pháp thử phụ thuộc vào các yếu tố như loại vật liệu và dạng hình học của vật kiểm, loại và vị trí của khuyết tật, độ nhạy đòi hỏi, khả năng tiếp cận đối tượng và khả năng kinh tế cho phép. Độ nhạy của phương pháp phụ thuộc vào các thông số như đặc trưng của hạt từ, phương pháp từ hoá, độ lớn của từ thông, cường độ ánh sáng cần quan sát, kỹ năng của các kỹ thuật viên.v.v. Có hai phương pháp từ hoá: phương pháp liên tục và phương pháp từ dư. Phương pháp liên tục, hạt từ được áp dụng vào bề mặt vật kiểm trong khi từ hoá. Phương pháp này cho độ nhạy cao nhất và thường được áp dụng cho hầu hết phép kiểm tra. Trong phương pháp từ dư, hạt từ được áp dụng lên bề mặt vật kiểm sau khi việc từ hoá kết thúc. Phương pháp chỉ dùng hạn chế với các đối tượng có độ từ dư lớn. 3. Áp dụng hạt từ Sự lựa chọn loại hạt từ thích hợp (hạt khô hay ướt) thường dựa vào tình trạng bề mặt của vật và loại khuyết tật cần phát hiện. Phương pháp hạt từ khô thường dùng cho các bề mặt thô. Chọn loại có màu sắc tương phản cao nhất với bề mặt của vật. Để tăng độ tương phản có thể dùng sơn trắng hoặc chất hiện dùng trong phương pháp thẩm. Việc lấy phần hạt từ dư trên bề mặt vật kiểm được thực hiện bằng dòng không khí. Trong phương pháp hạt từ ướt, có độ nhạy cao hơn đối với các khuyết tật bề mặt, nhưng kém nhạy hơn đối với các khuyết tật nằm dưới bề mặt. 4. Phát hiện và đánh giá chỉ thị từ 4.1 Độ tương phản sáng Độ tương phản sáng là sự khác biệt giữa lượng ánh sáng phản xạ từ vùng quan tâm và vùng lân cận. Trong các hệ thống kiểm tra khả kiến, các chỉ thị thường là loại có độ sáng thấp, còn nền phông có độ sáng cao. Tỷ lệ giữa hai độ sáng có thể lên đến 9:1. Trong các hệ thống huỳnh quang, các chỉ thị có độ sáng cao, phông không phát quang sẽ có màu đen. Tỷ số giữa hai độ sáng có thể lên đến 200:1 hoặc cao hơn. 4.2 Độ tương phản màu Độ tương phản mầu được định nghĩa là sự khác biệt giữa hai màu ở cùng một độ sáng. Ánh sáng có màu xanh da trời có bước sóng từ 450nm-480nm, còn màu đỏ có bước sóng từ 550nm-699nm. Nếu cả hai loại ánh sáng này cùng tồn tại, ánh sáng có màu đỏ thẫm. 4.3 Xác định bản chất của một chỉ thị Có 3 loại chỉ thị từ: chỉ thị quan trọng, chỉ thị không quan trọng và chỉ thị giả. Chỉ thị quan trọng là chỉ thị liên quan đến các gián đoạn thực sự. Các chỉ thị không quan trọng liên quan đến hình dạng của vật như các góc sắc cạnh, chốt của trục bánh xe, chân đường ren, vết nứt từ.v.v. Các chỉ thị giả là các chỉ thị không gây bởi các từ trường như vết bẩn, vân tay, vết sước.v.v (hình 29) Hình29: Một số loại chỉ thị giả thường gặp Một số chỉ thị quan trọng: - Đường liên tục: Các chỉ thị này do các vết nứt, nếp gấp rập, vết xước gây nên. Vết nứt thường thể hiện là các đường lởm chởm, còn giáp mí thể hiện là các đường nhẵn, hẹp và thẳng, nếp gấp rập thì nhẵn, gợn sóng (hình 30-31). Các đường ngắt quãng: Các đường này thuộc về gián đoạn cùng loại với gián đoạn nêu trên nhưng hình thành trong các điều kiện khác nhau. Các vết nứt tinh cũng gây nên các chỉ thị dạng này (Hình 32). Hình 32: Các vết nứt hidrogen hay rỗ trên thép non. Các chỉ thị tròn: Các chỉ thị tròn hay elíp có tỷ số chiều dài và rộng L <3R được xem là tròn. Chúng thường được tạo bởi từ các rỗ khí. 5. Khử từ Khử từ cần được tiến hành cả trước và sau quá trình kiểm tra. Nguyên nhân là vì để tránh các phôi bị hút vào trong các chi tiết, tránh gây lệch hồ điện quang trong quá trình hàn và tránh gây nhiễu cho các máy đo.v.v. Mức độ dễ hoặc khó khử từ phụ thuộc vào một số yếu tố như lực kháng từ của vật, hình dạng của vật, loại từ dư trong vật và mức độ khử từ yêu cầu. Trái đất như là một nam châm có khả năng khử từ các chi tiết nhiễm từ. Để khử được từ ta phải đặt các chi tiết dọc theo hướng Đông – Tây. Khử từ hoàn toàn là việc không thể làm được và điều đó cũng không đóng vai trò thật sự quan trọng. Bởi một số lý do như các vật thử là sắt non, các vật thử tiếp tục được sử lý nhiệt sau đó và vật sẽ được tiếp tục kiểm tra từ tiếp theo.v.v. 5.1 Nguyên lý của khử từ Dựa trên hiệu ứng trễ từ xảy ra khi vật bị từ hoá thay đổi cả về hướng lẫn độ lớn theo dòng điện. Nếu ta cho dòng điện xoay chiều vào vật và giảm dần cường độ, từ dư của vật sẽ giảm đến giá trị nhỏ nhất. Như vậy để khử từ, cần phải đổi chiều dòng điện để tạo vòng từ trễ và giảm dần cường độ để vòng từ trễ co dần. Phải đảm bảo cường độ từ trường đủ lớn để thắng lực kháng từ ban đầu và giảm dần để giảm từ dư của vật sau mỗi bước (hình 33). Do hiệu ứng vỏ, tần số dòng điện xoay chiều không được quá lớn. Hình 33: Các vòng từ trễ khử từ với các đường cong về dòng từ và mật độ từ thông 5.2 Các phương pháp khử từ Khử từ bằng dòng xoay chiều: thường áp dụng đối với các vật nhỏ hoặc có kích thước vừa nhỏ và đơn giản. Tốt nhất là cho vật nhiễm từ đi qua cuộn cảm dài khoảng 1m với dòng điện xoay chiều chạy qua. Có thể khử từ vật bằng cách cuốn cáp điện quanh vật (ít nhất 5 vòng) rồi cho dòng điện xoay chiều chạy qua cáp và giảm dần dòng điện. Phương pháp khử từ hay dùng là cho dòng điện xoay chiều trực tiếp chạy qua vật và giảm dần cường độ dòng. Chú ý, dòng điện xoay chiều chỉ dùng cho các vật có tiết diện <50mm. Khử từ bằng dòng điện một chiều: Áp dụng đối với các vật có kích thước lớn, nặng hay có hình dạng thay đổi. Cho dòng điện chạy qua vật, đổi cực và giảm dần dòng điện từng nấc (thường cần đến 40 nấc). Khử từ bằng Yoke: Khử từ dùng Yoke là phương pháp rất hữu hiệu để khử từ dư ở các vùng nhiễm từ của vật. Để khử từ, ta dặt Yoke vào vùng nhiễm từ, cho dòng điện xoay chiều chạy qua, trong khi đó từ từ nhấc Yoke lên cao và xoay tròn. 6. Làm sạch bề mặt sau kiểm tra Nếu vật là bán thành phẩm thì có thể không cần làm vệ sinh sau khi kiểm tra. Nếu vật là sản phẩm cuối thì cần phải làm sạch. Thường phải tiến hành khử từ trước, vệ sinh sau. Dùng các phương pháp tẩy rửa thông thường như dùng bàn chải, chất tẩy rửa.v.v như đối với quá trình làm sạch bề mặt trước khi kiểm tra. 4: KỸ THUẬT KIỂM TRA THẨM THẤU I. Những nguyên lý cơ bản của phương pháp thẩm thấu Kiểm tra bằng chất thẩm thấu lỏng là một trong số các phương pháp kiểm tra không phá huỷ (NDT) thông dụng dùng để phát hiện và định vị các khuyết tật hở ra bề mặt. Về cơ bản phương pháp thẩm thấu gồm các bước chính sau dây: Làm sạch bề mặt của đối tượng kiểm tra áp dụng chất thẩm thấu lên bề mặt đã làm sạch và chờ một thời gian cho chất thẩm thấu ngấm vào các gián đoạn bề mặt hoặc hở ra bề mặt. Loại bỏ chất thẩm thấu thừa trên bề mặt sao cho các chất thẩm thấu ở các gián đoạn không bị mất đi. Áp dụng chất hiện lên bề mặt để chất hiện kéo chất thẩm thấu trong các gián đoạn lên bề mặt tạo thành các chỉ thị gián đoạn. Kiểm tra, đánh giá các khuyết tật trong điều kiện chiếu sáng thích hợp. Làm sạch bề mặt sau kiểm tra và nếu cần, dùng chất chống ăn mòn để bảo vệ vật kiểm tra (hình 1). Nguyên lý hoạt động của chất thẩm thấu Tác động mao dẫn như nhựa dâng lên trong cây, dầu ngấm lên bấc đèn, khăn tắm ngấm nước, giấy thấm, ống thuỷ tinh có rãnh nhỏ v.v..Khả năng thấm phụ thuộc vào sức căng bề mặt, độ ớt và độ bám dính. Tác động mao dẫn là sự kết hợp của 2 lực: lực dính kết giữa các phân tử cùng loại và lực bám dính giữa phân tử của chất thấm với phân tử của vật. Sức căng bề mặt là ví dụ về lực dính kết. Tác động làm ướt là ví dụ về lực bám dính. Các tính chất trên quyết định độ nhạy kiểm tra. Chất thẩm thấu sử dụng trong kiểm tra có sức căng bề mặt thấp, độ ướt cao và độ bám dính trung bình, độ nhạy ≤ 1mm. Hiện tượng thấm và rò rỉ chất thẩm thấu lỏng là hiện tượng mao dẫn ngược làm cho chất thẩm thấu có thể hiện ra bề mặt hoặc rò rỉ. Bề mặt ảnh hưởng đến tốc độ lan truyền, nhiệt độ và chất bẩn hoá học có thể ảnh hởng đến đặc tính màu sắc của chất thẩm thấu, nước ảnh hưởng đến tốc độ thẩm thấu. Hình 1: Các bước cơ bản của phương pháp kiểm tra thẩm thấu 1. Chất thẩm thấu và các tính chất 1.1 Độ nhớt Lực ma sát giữa hai lớp chất lỏng chuyển động với vận tốc khác nhau ảnh hưởng đến tốc độ thấm, không ảnh hưởng đến khả năng thấm. Độ nhớt cao cho tốc độ thấm thấp, độ nhớt thấp cho độ lan toả nhanh nên chất thẩm thấu dễ bị chảy tuột khỏi khuyết tật nông. 1.2 Sức căng bề mặt Đặc tính quan trọng nhất của chất thẩm thấu là sức căng mặt ngoài. Các dung môi có sức căng bề mặt lớn hoà tan dễ dàng các chất thẩm thấu. Các dung dịch có sức căng bề mặt thấp dễ thấm và loang nhanh. 1.3 Khả năng làm ướt Khả năng làm ướt được thể hiện qua góc tiếp xúc với bề mặt của vật (hình 2a). Các chất có khả năng làm ớt kém sẽ có sức căng bề mặt lớn. Góc tiếp xúc lớn (~ 1700) không có khả năng lan toả rộng. Góc tiếp xúc nhỏ cho khả năng lan toả lớn. Góc tiếp xúc của hầu hết các chất thẩm thấu là dưới 50 (hình 2b). Hình 2: Góc tiếp xúc của một số loại dung dịch Mật độ. Mật độ của chất thẩm thấu không ảnh hưởng đến khả năng thấm của dung dịch. Tất cả các chất thẩm thấu có mật độ tương đối nằm trong vùng từ 0,68 đến 1,06 ở 160c. Độ bay hơi. Chất thẩm thấu phải là dung dịch ít bay hơi. Vì nếu dung dịch bay hơi quá nhanh có thể làm mất cân bằng công thức hoá học và do đó có thể gây tái tạo pha, giảm khả năng lan rộng và làm chất thẩm thấu dễ khô. Điểm bốc cháy Điểm bốc cháy của một dung dịch là nhiệt độ thấp nhất mà dung dịch chuyển thành chất dễ bốc cháy.Nhiệt độ của vật kiểm và khu vực cần thấp hơn điểm bốc cháy. Điểm bốc cháy của một số dung môi làm sạch được cho trong bảng 1 2. Tính trơ hoá học và các tính chất ăn mòn: Chất thẩm thấu phải là chất không gây ăn mòn đối với vật liệu kiểm tra hoặc bình chứa. Trong trường hợp làm việc với các bình chứa oxy lỏng, cần phải lựa chọn các chất thẩm thấu không tác dụng với chất này. Như vậy đặc trưng của một chất thẩm thấu không phải được quyết định bởi một đặc tính riêng biệt nào đó và để có được một chất thẩm thấu tốt cần kết hợp hài hoà các thành phần và các tính chất kể trên. Dung môi Điểm bốc cháy Chuẩn Federal 1977(b, c) oC oF ppm mg/m3 Dầu khí Dầu lửa 65 145 Rượu vô cơ 15 57 Dầu mỏ, Hi-flash 45 110 Dầu mỏ 10 48 500 200 Dung môi no 40 105 500 Hydrocarbon chứa Clo cloroform None None 50 240 Methylene clorat None None 500 1740 Perchloroethylene None None 100 670 1.1.1-tricloetan None None 350 1900 Tricloetylen None None 100 535 Trichorotrifluoroethane None None 1000 7600 Cồn Ethanol, SD (biến chất) 14 57 1000 1900 Isopropanol 12 50 400 980 Methanol 12 54 200 260 Những chất tan khác 0 Aceton 18 12 1000 2400 Benzol (benzene) 11 104 1 ppm/8 hr day 740 Cellusolve (2ethoxyethanol) 44 40 200 Toluol (toluene) 8 200 Bảng 1: Các điểm bốc cháy và mức độ độc hại của một số dung môi thường gặp Thể loại và hệ thống thẩm thấu Các loại chất thẩm thấu Có hai loại chất thẩm thấu cơ bản là loại chất thẩm thấu huỳnh quang và loại phi huỳnh quang. Chất thẩm thấu huỳnh quang chứa chất mầu phát huỳnh quang dưới ánh sáng đen hay ánh sáng tử ngoại. Chất thẩm thấu phi huỳnh quang chứa chất mầu có độ tương phản cao với bề mặt vật kiểm tra dưới ánh sáng ban ngày. Hệ thống thẩm thấu 2.1.2.1Các hệ thống thẩm thấu huỳnh quang rửa bằng nước Hệ thống này còn gọi là hệ thống tự nhũ tương hoá. Chúng gồm chất thẩm thấu có thể rửa trực tiếp bằng nước. Quy trình kiểm tra dùng hệ thống này được minh hoạ ở hình 3. H ình 3: Quy trình kiểm tra dùng hệ thống thẩm thấu rửa bằng nước Hệ thống huỳnh quang hậu nhũ tương hoá Hệ thống này gồm chất thẩm thấu không chứa tác nhân gây nhũ tương. Khi dùng vào bề mặt đối tượng kiểm tra và sau một thời gian thấm thích hợp, chất thẩm thấu sẽ được nhũ tương hoá và sau đó sẽ được rửa đi bằng nước. Hệ thống huỳnh quang rửa bằng dung môi Hệ thống này dùng hạn chế vào các phép kiểm tra điểm hoặc khi mà phương pháp rửa bằng nước không thực hiện được. Hệ thống thẩm thấu khả kiến a. Các chất thẩm thấu khả kiến rửa bằng dung môi được sử dụng rộng rãi nhất. Có 3 loại chất thẩm thấu được dùng là loại có điểm bắt lửa thấp, loại có điểm bật lửa cao, loại không cháy. Ưu điểm của chất thẩm thấu khả kiến là đơn giản trong sử dụng, có thể áp dụng ở mọi nơi, không đòi hỏi nguồn điện và thiết bị. b. Chất thẩm thấu khả biến rửa bằng nước có độ nhạy thấp, số lượng kiểm tra lớn. c. Chất thẩm thấu khả biến hậu nhũ tơng hoá có độ nhạy cao, số lượng kiểm tra lớn. Thiết bị và vật tư kiểm tra thẩm thấu Thiết bị cố định 2.2.1.1. Các trạm làm việc Cơ cấu và bố trí của trạm làm việc phụ thuộc vào mỗi loại thẩm thấu và dây chuyền sản xuất sử dụng. Thiết bị sử dụng hệ thống thẩm thấu hậu nhũ tương hoá gồm các thành phần (trạm làm việc) chính sau đây (hình 4): + Trạm tiền làm sạch ( thường ở xa trạm thẩm thấu ) + Trạm thẩm thấu ( bể chứa ) + Trạm làm ráo chất thấm ( dùng chung với bể thẩm thấu ) + Trạm gây nhũ tương + Trạm rửa ( bể, thường có nguồn sáng đen để kiểm tra độ sạch ) + Trạm hiện + Trạm sấy khô (thường dùng tủ sấy) + Trạm kiểm tra ( buồng tối với các nguồn sáng đen ) + Trạm làm sạch sau khi kiểm tra ( thường ở xa trạm kiểm tra ) Hình 4: Các trạm làm việc của thiết bị kiểm tra thẩm thấu cố định 2.2.1.2 Các thiết bị phụ trợ Thiết bị phun tĩnh điện Các chất thẩm thấu và chất hiện đều có thể áp dụng bằng thiết bị phun tĩnh điện. Cơ chế hoạt động của thiết bị được dựa trên định luật cơ bản của trường tĩnh điện: các hạt mang điện trái dấu thì hút nhau. Trong thực tế, trường điện từ được tạo bởi hiệu điện thế giữa vật kiểm tra (được nối đất) và súng phun được nối với nguồn điện (hình 5). Phương pháp phun tĩnh điện có các ưu điểm đặc biệt là tốc độ phun cao: toàn bộ bề mặt của các cánh quạt dài 2,5m có thể được thấm bằng chất thẩm thấu chỉ trong vòng 10-15 giây. Kinh tế: tạo được lớp phủ đều, mỏng và sử dụng rất thuận tiện, không gây phun quá liều. An toàn: không gây bụi ngay cả khi dùng với chất thẩm thấu khô. Hình 5: Thiết bị phun tĩnh điện Nguồn sáng đen Thông thường nguồn gồm một biến áp điều chỉnh dòng, một bóng đèn thuỷ ngân cao áp và bộ màn lọc. Biến áp thường được thiết kế riêng biệt còn bóng đèn và màn lọc được lắp vào một chao đèn phản xạ (hình 8). Để kiểm tra, đèn phải đảm bảo tạo được cường độ ánh sáng ở bề mặt của vật ít nhất là 800mW/cm2. Màng lọc mầu đỏ tía được thiết kế để cho qua các bước sóng tử ngoại nằm trong vùng 320-400 nm và cản trở các tia tử ngoại có hại và các ánh sáng khác. Các chất huỳnh quang dùng trong chất thẩm thấu huỳnh quang nhậy nhất với ánh sáng tử ngoại có bước sóng vào cỡ 365 nm. Hình 6: Nguồn sáng đen Để đảm bảo an toàn, trong khi dùng không được chiếu trực tiếp đèn vào tay hay vào mắt. Để quan sát các khuyết tật, đèn và vật phải được đặt trong một buồng tối (hình 9). Khi quan sát, cần ít nhất 5 phút để cho mắt làm quen với điều kiện tối. Hình 7: Buồng tối dùng để quan sát chỉ thị thẩm thấu Vì công suất của đèn biến đổi mạnh theo thời gian sử dụng nên thường xuyên phải hiệu chỉnh và nếu cần thì có thể thay bóng đèn. Đồng hồ bấm giây dùng để xác định thời gian thấm, thời gian hiện.v.v. Nhiệt kế và bình ổn nhiệt dùng để xác định nhiệt độ của vật, nhiệt độ của nước làm sạch, nhiệt độ sấy khô v.v. 2.2.2 Thiết bị xách tay Bộ đồ nghề dùng chất thẩm thấu khả kiến Bộ đồ nghề dùng chất thẩm thấu khả kiến gồm một hộp bằng tôn đựng các thứ sau (hình 10): bình làm sạch bằng dung môi, bình đựng chất thẩm thấu khả kiến, bình đựng chất hiện, khăn thấm và bàn chải. Hình 8: Bộ đồ nghề dùng chất thẩm thấu khả kiến 2.2.2.2 Bộ đồ nghề dùng chất thẩm thấu huỳnh quang Bộ đồ nghề này kết hợp được cả khả năng xách tay và khả năng nhìn thấy rõ nhờ dùng chất thẩm thấu huỳnh quang. Thông thường chúng bao gồm một hộp bằng tôn với các thứ sau (hình 11): nguồn sáng đen, chất làm sạch bằng dung môi, chất thẩm thấu huỳnh quang, chất hiện ướt không chứa nước, chất hiện dạng bột khô, khăn thấm và bàn chải, buồng tối dùng khi quan sát các chỉ thị khuyết tật. Hình 9: Bộ đồ nghề dùng chất thẩm thấu huỳnh quang 2.3 Các phương pháp làm sạch a) Dùng các chất tẩy rửa: có thể dùng các chất thuộc loại kiềm, trung tính hoặc axit, nhưng không được gây ăn mòn cho đối tượng. Thời gian làm sạch khoảng từ 10-15 phút, ở nhiệt độ 70-90oC nồng độ 35-50 kg/m3. b) Dùng dung môi: dung môi không có chất cặn (có điểm bắt lửa >90oC), dùng để tẩy rửa các vết dầu mỡ nhưng thường không tẩy được chất bẩn bùn đất. c) Tẩy hơi: dùng để tẩy rửa các vết dầu mỡ nặng, có thể làm sạch vết bẩn bùn đất. d) Dung dịch axit: Các lớp mỏng ôxit có thể ăn mòn và sau đó rửa sạch bằng các dung dịch thích hợp. e) Các chất tẩy sơn: Các lớp sơn có thể tẩy bằng các dung môi tẩy sơn. Trong mọi trường hợp phải tẩy sạch hoàn toàn lớp sơn. Sau khi tẩy, đối tượng phải được rửa kỹ để loại bỏ các chất bẩn và sau đó phải được sấy khô hoàn toàn g) Rửa siêu âm: Có thể dùng với tất cả các chất tẩy rửa kể trên để tăng hiệu suất tẩy rửa và giảm thời gian thực hiện. Các phương pháp làm sạch bề mặt không dùng phun cát, phun bi, cạo gỉ bằng cơ khí. Ảnh hưởng của các phương pháp trên lên khả năng phát hiện các khuyết tật bề mặt được minh hoạ trong hình 12. Trước khi áp dụng chất thẩm thấu, bề mặt kiểm tra phải được làm khô hoàn toàn, không được để nước và các dung môi có mặt bên trong và xung quanh các khuyết tật. Có thể làm khô bằng cách sấy vật với đèn hồng ngoại, dùng tủ sấy, hoặc dùng luồng không khí nóng thổi vào vật. Hình 10: Các khuyết tật giả được phát hiện dựa vào các phương pháp trên 2.4 Các kỹ thuật áp dụng chất thấm: Đưa chất thẩm thấu vào bề mặt của vật có thể thực hiện bằng cách nhúng vật vào bể chứa chất thẩm thấu, dùng bình phun tĩnh điện hay bình xịt thông thường hoặc dùng chổi quét. dù được tiến hành bằng phương pháp nào, ta đều cần đảm bảo bề mặt của vật được làm ướt đều bằng chất thẩm thấu trong suốt thời gian thấm. phải đảm bảo thời gian thấm đủ lớn để chất thẩm thấu có thể thấm vào sâu trong các khuyết tật. Trong trường hợp nghi ngờ, có thể dùng thời gian thấm lâu hơn hoặc cho thêm chất thẩm thấu để đảm bảo phát hiện hết các khuyết tật. có thể nung vật kiểm tra lên đến 65oc trước khi đưa chất thẩm thấu vào để tăng thêm độ nhậy của các chất thẩm thấu. khi làm việc với bình xịt, cần phải làm việc trong buồng bảo vệ kín và có hệ thống thông hơi tốt để tránh độc hại cho người dùng. Loại vật liệu Chất thẩm thấu (a-c) Chất thẩm thấu khả kiến Chất thấm huỳnh quang rửa bằng nước có độ nhạy thấp chất thấm huỳnh quang hậu nhũ tương hoá hoặc dung môi chất thấm huỳnh quang rửa bằng nước có độ nhạy cao Vật đúc khuôn cát 15 30 20 2 Vật đúc khuôn cố định 15 30 20 2 Các vật đúc tinh 30 30 20 2 Sản phẩm rập 20 30 20 5 Sản phẩm kéo nén 20 30 20 5 Tấm-phiến -thanh 20 30 20 5 Phụ tùng máy móc 20 30 20 5 mối nối hàn 15 (d) 20 5 Bảng 2: thời gian thẩm thấu tối thiểu khuyến cáo cho các loại vật liệu và khuyết tật thường gặp. Thời gian thẩm thấu được sử dùng ở nhiệt độ từ 16-38oc (60-100of). trên 38oc (100of) sử dụng tất cả bảng thời gian ở trên, ngoại trừ thời gian thẩm thấu ở mức tối thiểu 2 phút theo yêu cầu.từ 2-16oc (35-66òf) cùng là khoảng thời gian thẩm thấu nhỏ nhất. việc kiểm tra ở nhiệt độ nhỏ hơn 2oc (35of) không được phép ngoại trừ bên đối tác yêu cầu. Tất cả thời gian trên phù hợp với các loại hợp kim khác với hợp kim titan. với hợp kim titan, thời gian ngưng tụ thẩm thấu nhỏ nhất bằng hai lần thời gian ngưng tụ ở bảng trên hay là bằng 30 phút. đó là mức giới hạn nhỏ nhất. Tất cả thời gian được đưa ra là nhỏ nhất. Thời gian thẩm thấu nhỏ nhất với những mối hàn thép là 60 phút, với mỗi mối hàn khác là 30 phút. Loại bỏ chất thẩm thấu dư 2.5.1Cơ chế nhũ tương hoá chất thẩm thấu 2.5.1.1Chất gây nhũ tương thuộc loại dầu nhờn Khi chất gây nhũ tương này được đưa vào lớp ngoài của bề mặt của chất thẩm thấu, quá trình pha trộn hoặc khuyếch tán xảy ra. quá trình khuyếch tán diễn ra theo hai chiều: chất gây nhũ tương khuyếch tán vào lớp thẩm thấu và ngược lại, chất thẩm thấu cũng khuyếch tán ra chất gây nhũ tương. quá trình diễn ra cho đến khi cân bằng. kết quả là tạo được một lớp mỏng chất thẩm thấu có thể rửa bằng nước. Để chất gây nhũ tương hoạt động có chọn lọc, quá trình khuyếch tán cần phải được dừng lại khi chất gây nhũ tương vừa nhũ tương hoá hết chất thẩm thấu dư trên bề mặt, còn chất thẩm thấu trong các khuyếch tật vẫn chưa bị tác động (hình 11). khuyếch tán áp dụng chất thấm hoà tan và khuyếch tán rửa bằng nước làm sạch bề mặt Áp dụng chất gây nhũ tương a) cơ chế hoạt động của chất gây nhũ tương loại dầu nhờn Hình 11: cơ chế hoạt động với chất gây nhũ tương: (a) dầu nhờn và (b) ưa nước b) cơ chế hoạt động của chất gây nhũ tương loại ưa nước Hình 12: cơ chế hoạt động với chất gây nhũ tương: (a) dầu nhờn và (b) ưa nước Chất gây nhũ tương thuộc loại nước Cơ chế với chất gây nhũ tương này tương tự như của các chất tẩy rửa. chúng kết hợp với chất thẩm thấu và biến chất này thành loại tan trong nước hoặc có thể rửa bằng nước (hình 12). Kiểm soát thời gian gây nhũ tương Kiểm soát chặt chẽ thời gian nhũ tương hoá là chức năng định giờ quan trọng nhất trong quá trình kiểm tra thẩm thấu. Thời gian gây nhũ tương quá ngắn sẽ gây nên nền phông của các chất thẩm thấu dư quá cao. Còn thời gian gây nhũ tương quá dài làm giảm độ tương phản và khả năng phát hiện các khuyết tật. Các điều kiện ảnh hưởng đến sự lựa chọn thời gian gây nhũ tương Nên lựa chọn thời gian gây nhũ tương dựa vào các yếu tố ảnh hưởng như: loại thẩm thấu và chất gây nhũ tương sử dụng, loại bề mặt của vật kiểm tra, công suất đòi hỏi, chế độ rửa sau đó, thời gian gây nhũ tương tối ưu thường được xác định bằng thực nghiệm. Kỹ thuật làm sạch đối với chất gây nhũ tương thuộc dạng nước Kỹ thuật này gồm hai bước. đầu tiên ta dùng vòi nước rửa đi phần thẩm thấu bị nhũ tương hoá trên bề mặt. sau đó lớp mỏng chất thẩm thấu dư còn lại ta dùng khăn khô lau nhẹ (hình 13). Nước ấm được phun vào ở 45oc để làm sạch phần nhũ tương hoá trên bề mặt Chất thẩm thấu không bị nhũ tương hoá và rửa trôi Hình 13:Tẩy rửa chất thẩm thấu bị nhũ tương hoá bằng nước Nhận dạng và sử dụng an toàn chất gây nhũ tương hoá Các chất gây nhũ tương thường chứa các dung môi hữu cơ. Chúng thường rất độc và dễ cháy, dễ bay hơi và có hại. Các chất gây nhũ tương thường có màu đỏ dưới ánh sáng ban ngày và màu hồng chanh dưới ánh sáng đen. Áp chất hiện Chức năng của chất hiện Chức năng chính của chất hiện là “kéo” các chất thẩm thấu bị giữ trong các khuyết tật lên bề mặt của vật để tạo thành các chỉ thị. Ngoài ra, chất hiện còn tạo cơ chế làm tăng chiều dày của lớp thẩm thấu lên trên ngưỡng phát hiện và làm lan rộng thêm kích thước của các chỉ thị. Chất hiện còn làm tăng độ tương phản do đó tăng khả năng phát hiện các khuyết tật. Dưới ánh sáng đen, chất hiện huỳnh quang có màu đen, còn chất thẩm thấu có màu vàng chanh. Trong khi đó chất hiện khả kiến tạo nền màu trắng cho các chỉ thị khuyết tật có màu đỏ hoặc da cam. Các loại chất hiện Một số loại chất hiện thường được dùng trong kĩ thuật thẩm thấu như chất hiện dạng bột khô dùng cho bề mặt khô, chất hiện dạng bột ướt, chất hiện tan hoặc lơ lửng trong dung môi. Các chất hiện nước là loại tan hoặc ở thể huyền phù trong nước. Loại này có thể áp dụng cho bề mặt ướt và khô. Các chất hiện ướt không chứa nước là loại được hoà tan hay ở dạng huyền phù trong các dung môi dễ bay hơi. Vật kiểm tra phải khô khi sử dụng chất hiện này. Cơ chế tạo thành các chỉ thị thẩm thấu Cơ chế tạo các chỉ thị của chất hiện là sự kết hợp của hiệu ứng hoà tan, hấp thụ và hút bám. Các chất hiện tác động kết hợp hiệu ứng hấp thụ và hút bám vào chất thẩm thấu, “kéo” các chất thẩm thấu bị bẫy lên bề mặt. Khi chất thẩm thấu phân tán vào chất hiện, chúng tạo nên các chỉ thị có thể nhìn thấy dưới điều kiện chiếu sáng thích hợp. Trong các trường hợp dùng chất hiện loại không chứa nước, cơ chế hoà tan được chỉ ra là có vai trò trong việc tăng cường sự “đưa” chất thẩm thấu lên bề mặt và cải thiện các chỉ thị khuyết tật. Các loại chất hiện ướt Có 2 loại chất hiện ướt thường dùng: Loại gồm các hạt chất hiện không tan mà chỉ lơ lửng trong nước. Loại gồm chất hiện thực sự tan trong nước. Loại chất hiện lơ lửng được hoà tan với nước theo tỉ lệ khuyến cáo theo nhà sản xuất. Đối với loại này cần phải thường xuyên lắc và khuấy trước khi dùng, đối với loại hoà tan trong nước thì động tác này không cần. Các chất hiện chứa nước thường chứa luôn chất tăng cường làm ướt và chất chống ăn mòn để giảm thiểu khả năng tấn c