Kiểm tra chất lượng mối hàn

Mục đích của phương pháp kiểm tra chất lượng liên kết hàn là kiểm tra các tính chất cơ học, hoá học, kim loại học và xác định các khuyết tật. Ngoài ra việc kiểm tra chất lượng mối hàn còn được dùng để phân loại các quy trình hàn và trình độ tay nghề thợ hàn. Các phương pháp kiểm tra được chia thành hai phương pháp chính: 
1. KIỂM TRA BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÁ HUỶ 
1.1 KIỂM TRA CƠ TÍNH CỦA MỐI HÀN Mục đích của việc kiểm tra này là so sánh cơ tính của liên kết hàn để với cơ tính của kim loại cơ bản. Qua đó để đánh giá trình độ tay nghề của người thợ hàn một cách chính xác hơn. Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật, khả năng thiết bị kiểm tra, quy trình hàn được áp dụng mà dùng một hoặc nhiều các phương pháp kiểm tra sau: 
∗ Kiểm tra thử kéo 
∗ Kiểm tra thử uốn 
∗ Kiểm tra độ dai va đập Để thử kéo, thử uốn hoặc các phương pháp thử độ dai va đập các mẫu được cắt ra từ phần kim loại đắp của liên kết hàn và được gia công cơ khí để đạt được hình dạng và kích thước theo các tiêu chuẩn được áp dụngCác mẫu thử kiểm tra với tác dụng của tải trọng tĩnh hoặc tải trọng động. 
1.2 KIỂM TRA CẤU TRÚC CỦA LIÊN KẾT HÀN Gồm có hai dạng là: Kiểm tra thô và kiểm tra tế vi 
KIỂM TRA THÔ - được tiến hành trực tiếp với các mẫu thử kim loại hoặc các mặt gãy của chúng. Các mẫu thử được cắt ra từ liên kết hàn, mài bóng và tẩy sạch bằng dung dịch axit nitric 25% rồi dùng kính lúp hoặc mắt thường để phát hiện khuyết tật của liên kết hàn, có thể khoan lấy mẫu ngay trên kim loại đắp để nghiên cứu. Mũi khoan lấy mẫu có đường kính rộng hơn chiều rộng của mối hàn 3mm để lấy cả phần kim loại cơ bản và kim loại mối hàn. 
KIỂM TRA CẤU TRÚC TẾ VI - được tiến hành dưới loại kính lúp có độ phóng đại lớn (100-500 lần), nhờ vậy có thể xác định được dễ dàng và chính xác chất lượng kim loại của liên kết hàn. 
2. KIỂM TRA BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHÔNG PHÁ HUỶ 
2.1 KIỂM TRA BẰNG MẮT THƯỜNG 
++ Kiểm tra trước khi hàn: 
∗ Kiểm tra bản vẽ, các tiêu chuẩn đặt ra cho liên kết hàn 
∗ Kiểm tra chứng chỉ vật liệu được sử dụng có đủ và phù hợp với yêu cầu không. 
∗ Kiểm tra gia công gá lắp, khe hở và mép vát có đúng với thiết kế không. 
∗ Kiểm tra độ sạch của liên kết hàn Kiểm tra trong khi hàn
∗ Kiểm tra các thông số của quy trình hàn. 
∗ Loại vật liệu hàn tiêu hao. 
∗ Nhiệt độ nung nóng trước khi hàn (nếu được yêu cầu). 
∗ Vị trí hàn và chất lượng bề mặt vật hàn. 
∗ Trình tự hàn. 
∗ Xử lý các mối hàn đính và vệ sinh giữa các lớp hàn. 
∗ Kích thước liên kết hàn. 
∗ Nhiệt độ và thời gian sử lý nhiệt sau khi hàn. 
++ Kiểm tra sau khi hàn :
∗ Làm sạch bề mặt liên kết hàn (bề mặt mối hàn và vùng kim loại cơ bản) 
∗ Quan sát kỹ bằng mắt thường hoặc bằng kính lúp 
∗ Kiểm tra kích thước của mối hàn so với bản vẽ thiết kế. 
2.2 KIỂM TRA BẰNG DUNG DỊCH CHỈ THỊ MÀU Đây là phương pháp sử dụng các dung dịch để thẩm thấu vào các vết nứt, rỗ khí nhỏ của liên kết hàn mà không thể quan sát được bằng mắt thường, sau đó dùng các chất hiển thị màu phát hiện ra vị trí mà dungdịch thẩm thấu còn nằm lại ở các vết nứt cũng như rỗ khí. Cần lưu ý là : Phương pháp này chỉ phát hiện được các khuyết tật mở ra trên bề mặt vật liệu cần kiểm tra. Thông thường sử dụng 3 loại dung dịch và được tiến hành theo các bước sau: 
∗ Dùng dung dịch làm sạch để tẩy sạch bề mặt mối hàn.
 ∗ Phun dung dịch thẩm thấu lên bề mặt mối hàn. 
∗ Sau khi đủ thời gian để dung dịch thẩm thấu vào các vết nứt, rỗ khí, thì lau sạch bề mặt mối hàn. 
∗ Dùng dung dịch hiển thị màu phun lên vùng mối hàn vừa thực hiện các bước trên để phát hiện khuyết tật. Phương pháp này có tính ưu việt là đơn giản, dễ thực hiện, phát hiện được cả các khuyết tật nhỏ không quan sát được bằng mắt thường một cách nhanh chóng, tuy nhiên nó không phát hiện được những khuyết tật nằm bên trong của liên kết hàn và chiều sâu của khuyết tật. 
2.3 KIỂM TRA BẰNG TỪ TÍNH 
Dùng bột sắt từ rải trong trường của nam châm tự nhiên hay điện từ thì nó sẽ phân bố theo quy luật của các đường sức từ. Quy luật này trước tiên phụ thuộc vào sự đồng nhất của cấu trúc sắt từ, nếu như trên đường đi các đường sức từ gặp phải các vết nứt, khe hở thì quy luật phân bố của các đường sức từ thay đổi so với những khu vực khác do có sự khác nhau về độ thẩm từ. Khi gặp các khuyết tật các đường sức từ tản ra bao xung quanh lấy các khuyết tật đó. Dựa vào nguyên lý đó người ta tiến hành kiểm tra bằng cách rắc bột sắt lên bề mặt mối hàn, sau đó đặt kết cấu hàn vào trong một từ trường rồi nhìn vào sự phân bố các đường sức từ để có thể phát hiện và phân biệt được khuyết tật. Phương pháp này chỉ áp dụng đối với các vật liệu từ tính, nó cho phép phát hiện các khuyết tật nứt bề mặt có kích thước rất nhỏ, các khuyết tật ở phía dưới bề mặt liên kết hàn như:
 ∗Nứt ở vùng ảnh hưởng nhiệt 
∗Hàn không ngấu 
∗Nứt phía dưới bề mặt 
∗Rỗ khí, lẫn xỉ. 
2.4 KIỂM TRA BẰNG TIA PHÓNG XẠ (RƠNGHEN VÀ GAMMA) Tia X và tia Gamma là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, tần số dao động và năng lượng rất cao có thể đi xuyên qua khối kim loại dày. Một phần bức xạ tia X và tia gamma bị hấp thụ, một phần sẽ đi qua mẫu kiểm tra, lượng hấp thụ và lượng đi qua được xác định theo chiều dày của mẫu. Khi có khuyết tật bên trong, chiều dày hấp thục bức xạ sẽ giảm, điều này tạo phần khác biệt trong phần hấp thụ, được ghi lại trên phim ở dạng hình ảnh bóng gọi là ảnh bức xạ. Giải đoán phim sẽ cho phép phát hiện các khuyết tật bên trong vật hàn một cách chính xác. Phương pháp này cho phép phát hiện được tất cả các loại khuyết tật trừ các vết nứt vi nhỏ.
 2.5 KIỂM TRA BẰNG SIÊU ÂM 
Sóng siêu âm là dạng sóng âm thanh dao động đàn hồi trong môi trường vật chất nhất định, khi truyền qua biên giới giữa các môi trường vật chất khác nhau sóng siêu âm sẽ bị khúc xạ hay phản trở lại. Dựa vào đặc tính đó, người ta đã chế tạo được các loại máy dò siêu âm để phát hiện các khuyết tật nằm sâu trong lòng kim loại. Phương pháp này cho phép phát hiện các vết nứt, hàn không ngấu, rỗ khí, kẹt xỉ,và cả những thay đổi rất nhỏ ở vùng ảnh hưởng nhiệt của liên kết hàn. Quan sát trên màn ảnh của máy bằng những xung hiển thị, có thể cho phép biết được chính xác vị trí của các khuyết tật. 
2.6 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA ĐỘ KÍN CỬA LIÊN KẾT HÀN 
Kiểm tra độ kín bằng áp lực khí:
Trước lúc kiểm tra cần bịt kín, sau đó bơm khí vào (không khí hoặc khí trơ) đến một áp suất nhất định nào đó, sau đó bôi nước xà phòng lên mặt ngoài mối hàn và quan sát (100 gam xà phòng trên một lít nước).Những chỗ bị rò rỉ sẽ được phát hiện theo các vị trí mà bong bóng xà phòng nổi lên.
Kiểm tra bằng áp lực nước:
Để kiểm tra người ta bơm nước vào kết cấu cần kiểm tra, tạo một áp suất dư cao hơn áp suất làm việc 1,5 đến 2 lần và giữ áp suất đó trong vòng 5 - 6 phút. Giai đoạn tiếp theo là hạ áp xuống đến áp suất làm việc rồi dùng búa gõ nhẹ vùng xung quanh mối hàn (rộng 15 - 20mm)và quan sát xem nước có rò rỉ ra không. Đối với những kết cấu hở như bồn chứa, thùng,chỉ cần thử bằng cách bơm nước vào và giữ trong vòng 2 - 24 giờ và quan sát xem nước có bị rò rỉ ra không.
Kiểm tra bằng phương pháp tạo chân không:
Chỉ áp dụng trong điều kiện không tiến hành được bằng các phương pháp thử kín trên (ví dụ như: đáy bồn, bể)
Trước tiên bôi nước xà phòng lên mối hàn cần kiểm tra. Đặt buồng chân không trực tiếp lên vùng mối hàn cần kiểm tra, tại các viền xung quanh buồng chân không có gioăng cao su để tạođộ kín cần thiết với vật liệu kiểm tra, độ chân không được tạo ra nhờ có bơm chân không đặt ở phía ngoài. Do có sự chênh lệch lớn về áp suất, không khí sẽ chui vào buồng chân không qua các khuyết tật, nắp đậy được thiết kế trong suốt qua đó ta có thể quan sát vị trí các khuyết tật theo các bong bóng xà phòng.
Kiểm tra chất lượng mối hàn: 
Có rất nhiều phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn, sau đây em xin trình bày một phương pháp đó là:
PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BẰNG CHỤP ẢNH BỨC XẠ
Phương pháp chụp ảnh bức xạ được dùng để xác định khuyết tật bên trong của nhiều loại vật liệu có cấu trúc khác nhau.
Phương pháp chụp ảnh bức xạ sử dụng nguyên lý truyền qua và sự hấp thụ khác nhau đối với những năng lượng khác nhau của vật liệu để kiểm tra các khuyết tật bên trong đối tượng. Một chùm tia bức xạ tới sau khi đi qua các bề dày khác nhau của mẫu vật thì sự biến thiên hay thay đổi cường độ của chùm bức xạ qua vật liệu sẽ được ghi lại trên phim. Sau các quá trình tráng rửa phim ta nhận được ảnh chụp bức xạ của mẫu vật, từ đó có thể giải đoán để phân tích các khuyết tật hoặc sự hư hỏng nằm bên trong mẫu hay không.
A. PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỤP ẢNH BỨC XẠ
I. Các tính chất cơ bản của tia X và tia Gamma
1. Sự ra đời, bản chất của bức xạ tia X và tia Gamma
Năm 1895 Roentgen đã phát hiện ra bức xạ tia X trong lúc ông đang nghiên cứu hiện tượng phóng điện qua không khí. Trong một thời gian thí nghiệm trên những loại tia mới và bí ẩn này thì Roentgen đã chụp được một bức ảnh bóng của các vật thể khác nhau gồm có hộp đựng các quả cầu và một khẩu súng ngắn nhìn thấy được Roentgen. Những bức ảnh bóng này đã đánh dấu sự ra đời của phương pháp chụp ảnh bức xạ. Trong khoảng một năm sau khi Roentgen đã phát hiện ra bức xạ tia X thì phương pháp chụp ảnh bức xạ được áp dụng để kiểm tra các mối hàn. Năm 1913 Collidge đã thiết kế một ống phát bức xạ tia X mới. Thiết bị này có khả năng phát bức xạ tia X có năng lượng cao hơn và có khả năng xuyên sâu hơn. Năm 1917 phòng thí nghiệm chụp ảnh bức xạ bằng tia X đã được thiết lập tại Royal Arsenal ở Woolwich. Bước phát triển quan trọng kế tiếp là vào năm 1930 khi hải quân Mỹ đồng ý dùng phương pháp chụp ảnh bức xạ để kiểm tra các mối hàn của nồi hơi. Trong khoảng một vài năm sau đó bước phát triển này đi đến sự chấp nhận rộng rãi là dùng phương pháp chụp ảnh bức xạ để kiểm tra các mối hàn trong bình áp lực và bức xạ tia X đã tạo ra một sự phát triển bền vững như là một công cụ dùng để kiểm tra các mối hàn và vật đúc. Quá trình này đã đặt ra một cơ sở cho sự phát triển liên tục của kỹ thuật kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ.
Bản chất của bức xạ tia X: Bức xạ tia X là dạng bức xạ điện từ giống như ánh sáng. Giữa bức xạ tia X và ánh sáng bình thường chỉ khác nhau về bước sóng. Bước sóng của bức xạ tia X nhỏ hơn vài ngàn lần so với bước sóng của ánh sáng bình thường. Trong kiểm tra vật liệu bằng chụp ảnh bức xạ thường sử dụng bức xạ tia X có bước sóng nằm trong khoảng 10-4 đến 10 trong đó 1 = 10-8cm.
Bức xạ gamma là một loại bức xạ sóng điện từ giống như bức xạ tia X nhưng chúng thường có bước sóng ngắn hơn và có khả năng xuyên sâu hơn bức xạ tia X được phát ra từ các máy phát bức xạ tia X mà được sử dụng rộng rãi trong chụp ảnh bức xạ công nghiệp.
Một số bức xạ gamma có khả năng xuyên qua một lớp chì có bề dày đến 10cm. Bức xạ gamma được phát ra từ bên trong hạt nhân của nguyên tử, khác với bức xạ tia X được phát ra ở bên ngoài hạt nhân.
Bước sóng của bức xạ sóng điện từ được tính theo mét, centimet, millimet, micromet, nanomet và angstron trong đó 1 = 10-8cm. Hình 2.1 biểu diễn vị trí của bức xạ tia X và tia gamma trong phổ bức xạ sóng điện từ.
2. Phổ bức xạ tia X và tia Gamma
Một yếu tố cơ bản là bức xạ tia X được phát ra khi các electron bị hãm lại. Khi các electron di chuyển với vận tốc cao đến gần hạt nhân (hạt nhân mang điện tích dương), chúng chịu một lực hút và chuyển động chậm lại. Trong quá trình chuyển động chậm hoặc bị hãm lại này thì các electron này mất đi một phần động năng ban đầu của chúng và động năng mất đi đó được phát ra dưới dạng bức xạ tia X. Vì vậy, chúng ta có thể nói rằng bức xạ tia X được phát ra là một quá trình tiếp theo sau quá trình làm lệch hướng chuyển động của các electron ở cathode bởi một trường lực mạnh nằm xung quanh hạt nhân của các phần tử bia. Đôi khi các electron bị hãm lại đột ngột thì toàn bộ động năng của chúng được chuyển thành năng lượng bức xạ tia X lớn nhất cùng với bước sóng nhỏ nhất. Nhưng trong thực tế toàn bộ phổ của bức xạ có dải bước sóng dài hơn hoặc dải tần số thấp hơn được phát ra bởi các electron mà các electron này chỉ mất đi một phần năng lượng của chúng trong một lần tương tác với hạt nhân và chịu nhiều va chạm với các nguyên tử bia trước khi chúng dừng lại. Như vậy, phổ bức xạ tia X là một dạng phổ liên tục với một bước sóng nhỏ nhất lmin có giá trị xác định. Ta có E = h.f trong đó h là hằng số Plank và f là tần số. Năng lượng của một electron có điện tích là (e) đi vào một hiệu điện thế VÀlà e.VÀvà sự hấp thụ hoàn toàn (hoặc dừng lại hoàn toàn) thì năng lượng này xuất hiện như một lượng tử tia X có năng lượng h.f = h.c/l = e.VÀmà ta có lmin = h.c/e.VÀ= 12.4/V. Trong đó c là vận tốc của ánh sáng và VÀlà hiệu điện thế được áp vào ống phát bức xạ tia X.
Các đỉnh của bức xạ tia X đặc trưng
Cường độ 
Tần số
Khác với phổ bức xạ tia X là phổ liên tục thì phổ bức xạ gamma là phổ gián đoạn, ngưỡng giá trị của bước sóng trong thực tế phụ thuộc vào sự phát xạ của hạt nhân nghĩa là nguồn phóng xạ. Các đồng vị phóng xạ có thể phát ra bức xạ có một hoặc nhiều bước sóng. Ví dụ Caesium – 137 chỉ phát ra bức xạ gamma có một bước sóng, Cobalt – 60 phát ra bức xạ gamma có hai bước sóng và Iridium – 192 phát ra bức xạ gamma có năm bước sóng trội. Tất cả các nguồn phóng xạ phát bức xạ gamma có dạng phổ vạch (phổ gián đoạn) khác với phổ bức xạ tia X là phổ liên tục, hình:
Cường độ
Hình 2.4: Phổ vạch của nguồn phóng xạ gamma.
3. Tính chất của bức xạ tia X và tia Gamma
Bức xạ tia X và bức xạ tia gamma có cùng một bản chất đó là bức xạ sóng điện từ, những tính chất giống nhau của bức xạ tia X và tia gamma được trình bày tóm tắt dưới đây :
Không thể nhìn thấy được chúng.
Không thể cảm nhận được chúng bằng các giác quan của con người.
Chúng làm cho các chất phát huỳnh quang. Các chất phát huỳnh quang đó là kẽm sulfide, canxi tungstate, kim cương, barium platinocyanide, naphátalene, anthracene, stillbene, thallium được kích hoạt natri iodide.
Chúng truyền với một vận tốc bằng với vận tốc ánh sáng nghĩa là 3 ´ 1010 cm/s.
Chúng gây nguy hại cho tế bào sống.
Chúng gây ra sự ion hoá, chúng có thể tách các electron ra khỏi các nguyên tử khí để tạo ra các ion dương và ion âm.
Chúng truyền theo một đường thẳng, là dạng bức xạ sóng điện từ nên bức xạ tia X hoặc tia gamma cũng có thể bị phản xạ, khúc xạ và nhiễu xạ.
 Chúng tuân theo định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách mà theo định luật này thì cường độ bức xạ tia X hoặc tia gamma tại một điểm bất kỳ nào đó tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ nguồn đến điểm đó.
Theo toán học thì I ~ 1/r2 trong đó I là cường độ bức xạ tại điểm cách nguồn phóng xạ một khoảng cách r.
Chúng có thể đi xuyên qua những vật liệu mà ánh sáng không thể đi xuyên qua được. Độ xuyên sâu phụ thuộc vào năng lượng của bức xạ, mật độ, bề dày của vật liệu. Một chùm bức xạ tia X hoặc tia gamma đơn năng tuân theo định luật hấp thụ:
I = I0e(-m x)
Trong đó:
I0 = Cường độ của bức xạ tia X hoặc tia gamma tới.
I = Cường độ của bức xạ tia X hoặc tia gamma truyền qua vật liệu có bề dày là x và có hệ số hấp thụ là m.
Chúng tác động lên lớp nhũ tương phim ảnh và làm đen phim ảnh.
Trong khi truyền qua vật liệu chúng bị hấp thụ hoặc bị tán xạ.
Những tính chất (vii), (viii), (ix), (x), (xi) là những tính chất thường được sử dụng trong chụp ảnh bức xạ công nghiệp.
4. Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách
Cường độ bức xạ đi đến một điểm nào đó phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn phóng xạ đến điểm đó. Cường độ bức xạ biến thiên theo tỷ lệ nghịch với bình ... về giá trị đọc được khi kỹ thuật chụp ảnh bức xạ thay đổi.
Phương pháp đọc ảnh của một IQI phải càng đơn giản và càng rõ ràng càng tốt; những kỹ thuật viên khác nhau phải đọc được cùng một giá trị từ ảnh chụp bức xạ.
Phải đa năng – nghĩa là có thể áp dụng được đối với một dải bề dày khác nhau.
Phải nhỏ – Hình ảnh của IQI sẽ xuất hiện trên ảnh chụp bức xạ và do đó nó phải không che khuất hoặc làm sai lệch các chỉ thị khuyết tật trong mẫu vật.
Phải dễ sử dụng.
Phải kết hợp được với một số phương pháp xác định kích thước của nó.
V. Các dạng vật chỉ thị chất lượng ảnh
Có hai loại chỉ thị chất lượng ảnh hay được sử dụng phổ biến trên thế giới. Một là xuất xứ từ Pháp và một xuất xứ từ Đức và Scadinavia, Viện hàn quốc tế (I.I.W) đã kiến nghị những loại IQI này là những mẫu IQI đạt tiêu chuẩn quốc tế.
Những mẫu IQI này đã được Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO) chấp nhận và được ban hành trong kiến nghị của ISO R1027 (1969) “Các vật chỉ thị chất lượng ảnh, những nguyên lý và nhận dạng”
Vật chỉ thị chất lượng ảnh có hai loại chính đó là :
IQI dạng dây
Cấu tạo bao gồm một loạt những sợi dây thẳng (dài ít nhất là 25mm) bằng vật liệu cơ bản giống với vật liệu của mẫu vật, với đường kính của các dây được chọn từ những giá trị cho trong bảng 6.1. Dung sai của đường kính dây là ± 5%.
Những dây được đặt song song và cách nhau 5mm kẹp giữa hai tấm polyethylene có tính năng hấp thụ bức xạ tia X thấp. Đối với những dây rất nhỏ thì người ta có thể căng nó ngang qua một khung kim loại dạng dây và không cần tấm nhựa polyethylene, tuy cấu tạo này có vẻ hơi yếu. IQI phải có những kí hiệu nhận dạng để chỉ ra vật liệu của dây và số dây 
Bảng - Đường Kính của các dây trong bộ IQI
Số của dây
Đường kính (mm)
Số của dây
Đường kính (mm)
1
0,032
12
0,400
2
0,040
13
0,500
3
0,050
14
0,630
4
0,063
15
0,80
5
0,080
16
1,00
6
0,100
17
1,25
7
0,125
18
1,60
8
0,160
19
2,00
9
0,200
20
2,50
10
0,250
21
3,20
11
0,320
IQI dạng bậc và dạng lỗ
Các IQI loại này là một phần độc lập hoặc một nhóm các bậc thang bằng vật liệu giống như vật kiểm tra. Trên mỗi bậc có một hoặc nhiều lỗ khoan xuyên qua bề dày của bậc và vuông góc với bề mặt của bậc đó.
Đường kính của lỗ bằng với bề dày của bậc và có các giá trị như trong bảng 6.2. Những bậc có các bề dày lớn hơn hoặc bằng 0,8mm thì chỉ có một lỗ khoan. Các bậc có bề dày nhỏ hơn 0,8mm có hai hoặc nhiều hơn hai lỗ khoan, được sắp xếp một cách khác nhau từ bậc này với bậc kế tiếp. Khoảng cách từ tâm lỗ đến mép bậc, hoặc giữa các mép của hai lỗ, trong bất cứ trường hợp nào không được nhỏ hơn đường kính lỗ cộng thêm 1mm.
Bảng - Bề dày bậc và đường kính lỗ được kiến nghị
Số thứ tự của bậc
Đường kính và bề dày của bậc (mm)
Số thứ tự của bậc
Đường kính và bề dày của bậc (mm)
1
0,125
10
1,00
2
0,160
11
1,25
3
0,200
12
1,60
4
0,250
14
2,00
5
0,320
14
2,50
6
0,400
15
3,20
7
0,500
16
4,00
8
0,630
17
5,00
9
0,800
18
6,30
Dung sai kích thước : ± 5%.
VI. Cách đặt IQI
Để đặt IQI đúng cách thì phải ghi nhớ những điều sau đây :
IQI phải được đặt trên bề mặt của mẫu vật hướng về phía nguồn. Nếu do cấu tạo của mẫu vật mà ta không thể đặt IQI trên bề mặt của mẫu vật ở phía nguồn, thì tốt nhất là không dùng một IQI nào, nhưng nếu cần thiết, kỹ thuật chụp ảnh bức xạ phải được kiểm tra trên một mô hình mô phỏng có cùng bề dày và cùng kích thước hình học 
Tốt nhất là phải đặt IQI nằm gần với vùng được quan tâm, với bậc mỏng hơn (loại IQI bậc/lỗ) hoặc dây mảnh nhất (loại IQI dây) nằm cách xa trục chùm tia bức xạ nhất.
Trong kỹ thuật chụp ảnh bức xạ kiểm tra mối hàn thì IQI dạng bậc/ lỗ phải được đặt lên trên một miếng lót và sau đó được đặt gần và song song với mối hàn; còn IQI dạng dây phải đặt dây nằm vuông góc với chiều dài mối hàn.
Trong trường hợp chụp ảnh bức xạ kiểm tra vật đúc có nhiều bề dày khác nhau thì phải sử dụng nhiều loại IQI tương ứng với những bề dày khác nhau trong vật đúc.
Đối với các mẫu vật quá nhỏ hoặc quá phức tạp, thì không cho phép đặt IQI lên nó do đó IQI phải đặt lên một khối chuẩn đồng nhất có cùng vật liệu như mẫu vật đang kiểm tra và đặt cạnh mẫu vật.
Vùng của một IQI hiện trên ảnh chụp bức xạ phải nằm trong dải độ đen có độ chênh lệch không nằm ngoài giới hạn từ –15% đến + 30%. Mặt khác, cần phải sử dụng hai vật chỉ thị chất lượng ảnh, một để chỉ độ nhạy ở vùng có độ đen lớn hơn và một là chỉ ra độ nhạy ở vùng có độ đen thấp hơn trên ảnh chụp bức xạ
Đối với quá trình chụp ảnh bức xạ sử dụng kỹ thuật chiếu toàn phương thì ít nhất tại mỗi cung bán kính 1/4 chu vi phải sử dụng một IQI.
E. KỸ THUẬT CHỤP ẢNH BỨC XẠ KIỂM TRA CÁC MỐI HÀN
Trong kỹ thuật chụp ảnh bức xạ để kiểm tra các mối hàn thì cách bố trí phim, mối hàn và nguồn phát bức xạ là rất quan trọng và cần phải ghi nhớ. sau đây chúng ta xét ba dạng mối hàn chính như sau:
Các mối hàn nối .
Các mối hàn vòng chu vi.
Các mối hàn ống nhánh.
I. Các mối hàn giáp mối 
Đối với các mối hàn dạng này thì người ta thường dùng kỹ thuật chụp ảnh bức xạ mà trong đó phim được đặt nằm song song sát với một bề mặt nào đó của mối hàn và nguồn phát bức xạ được đặt ở phía bề mặt còn lại của mối hàn, tại một khoảng cách nào đó tính từ mối hàn.
Nguồn
Nguồn
Nguồn
Phim
Phim
Phim
Mối hàn
Mối hàn
(a)
(b)
(c)
Phải xác định vị trí đặt nguồn phát bức xạ và phim một cách cẩn thận vì thông thường cùng một lúc ta không thể nhìn thấy được cả hai phía mối hàn. sau đây là một vài cách bố trí nguồn – phim thích hợp để chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn trong những mẫu vật có các hình dạng khác nhau, được biểu diễn trong hình 5.1.
 Hình 5.1. chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn nối.
Trong trường hợp các tấm phẳng được hàn nối lại với nhau thì cách bố trí thực hiện kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ rất đơn giản như được biểu diễn trong hình 5.1a.
Trong trường hợp chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn nối trong các ống thì phim được đặt ở mặt mối hàn trong ống (nếu được) và nguồn phát bức xạ được đặt ở phía bên ngoài ống hoặc ngược lại (hình 5.1b).
Trong trường hợp mà cả phim và nguồn phát bức xạ đều không thể đặt được ở phía bên trong ống thì cả phim và nguồn phát bức xạ đều được đặt ở phía bên ngoài ống ở hai phía đối diện nhau (hình 5.1c).
II. Các mối hàn vòng (chu vi) trong các ống
Vị trí đặt nguồn phát bức xạ và phim
các mối hàn vòng thường có trong các ống cũng như trong các mẫu vật có dạng hình cầu. để chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn vòng trong ống thì sử dụng những kỹ thuật sau đây :
Nguồn
Nguồn
Phim
Phim
Mối hàn
Hình 5.2. Các bố trí phim đặt ở phía bên trong, nguồn đặt ở phía bên ngoài.
Phim đặt ở phía bên trong, nguồn đặt ở phía bên ngoài :
Kỹ thuật này (hình 5.2) chỉ sử dụng được khi ống đủ lớn cho phép ta có thể tiếp xúc được với mặt mối hàn nằm ở phía bên trong ống.
Phim đặt ở phía bên ngoài, nguồn đặt ở phía bên trong :
Đối với kỹ thuật này thì nguồn được đặt ở tâm vòng tròn của đường hàn vòng chu vi, (hình 5.3a) cho phép kiểm tra được toàn bộ một đường hàn vòng chỉ trong một lần chiếu vì vậy tiết kiệm được một lượng thời gian đáng kể. tuy nhiên, kích thước của nguồn được sử dụng được xác định theo bán kính của ống và bề dày của mối hàn.
Đôi khi việc sử dụng một nguồn có kích thước nhỏ nhất đặt ở tâm vòng tròn của đường hàn vòng vẫn không thể thoả mãn được những điều kiện về bóng mờ . do đó có thể đặt nguồn lệch tâm vòng tròn của đường hàn vòng (hình 5.3b), nhưng cần phải thực hiện nhiều lần chụp mới kiểm tra được toàn bộ đường vòng hàn.
Nguồn
Phim
Phim
Phim
Nguồn
Phim
Phim
(b)
(a)
Hình 5.3. Cách bố trí phim đặt ở phía bên ngoài, nguồn đặt ở phía bên trong.
Phim đặt ở phía bên ngoài, nguồn đặt ở phía bên ngoài :
Kỹ thuật này có thể được áp dụng theo hai phương pháp. 
Phương pháp thứ nhất là kỹ thuật hai thành một ảnh (hình 5.4a) : trong phương pháp này thì nguồn và phim được bố trí ở một khoảng cách ngắn nhằm khuếch tán hình ảnh của phần mối hàn bên trên, ảnh bức xạ nhận được là ảnh của phần mối hàn nằm sát với phim nhất.
Phương pháp thứ hai là kỹ thuật hai thành hai ảnh (hình 5.4b) : trong đó nguồn và phim được đặt cách nhau một khoảng cách lớn làm cho ảnh bức xạ của mối hàn trên phim có dạng hình ellip.
Nguồn
Phim
(a)
(b)
Phim
Nguồn
Nguồn
Phim
Nguồn
Phim
Hình 5.4. Phương pháp phim đặt ở phía bên ngoài, nguồn đặt ở phía bên ngoài.
2. Số lượng phim dùng trong một mối hàn nối
Kỹ thuật hai thành một ảnh
Trong kỹ thuật chụp ảnh bức xạ sử dụng phương pháp hai thành một ảnh để kiểm tra các mối hàn vòng chu vi trong các ống, đường kính ngoài của ống được ký hiệu bằng chữ g như trong hình 5.5, bề dày thành ống được ký hiệu bằng chữ t, khoảng cách từ tiêu điểm phát chùm tia bức xạ đến phim được ký hiệu bằng chữ l; và khoảng cách từ bề mặt mẫu vật nằm ở phía phim đến phim được ký hiệu bằng chữ lf. nếu giá trị cực đại của góc phát chùm tia bức xạ tương ứng với vết nứt nằm ngang được ký hiệu bằng chữ f, thì diện tích của phần được kiểm tra mà thoả mãn góc đã quy định (trong tài liệu này gọi là diện tích hiệu dụng của phần kiểm tra) là phần gạch chéo trong hình 5.5 và góc ở tâm là 2a (độ) sẽ được cho bởi phương trình sau đây :
 (5.1)
Phương trình (5.1) được viết lại thành phương trình (5.2) khi diện tích hiệu dụng của phần kiểm tra là cực đại. khi đó đường kính ngoài của ống g = là– lf và bề dày thành ống đủ nhỏ so với đường kính ngoài của ống.
 (2a)max = 4f (5.2)
Phương trình (5.1) được viết lại thành phương trình (5.3) khi diện tích hiệu dụng của phần kiểm tra là cực đại, và thành ống có bề dày không đáng kể, lúc đó khoảng cách từ tiêu điểm phát chùm bức xạ đến phim tiến tới vô cùng.
 (2a)min = 2f (5.3)
Số lượng phim cho toàn bộ mối hàn nối trong ống được cho bởi công thức sau đây, khi phim được quấn xung quanh mối hàn và sử dụng kỹ thuật chụp ảnh bức xạ hai thành một ảnh.
 n = 3600/2a (5.4)
Nếu những kết quả cho trong các phương trình (5.2) và (5.3) được biểu diễn theo cách khác thì số lượng phim nhiều nhất nmax, để kiểm tra toàn bộ một mối hàn nối trong ống, dùng kỹ thuật hai thành một ảnh được cho bởi phương trình sau, bỏ qua hình dạng của ống:
 nmax = 3600/2f = 1800/f (5.5)
Số lượng phim ít nhất: nmin , dùng để kiểm tra toàn bộ một mối hàn nối trong ống dùng kỹ thuật hai thành một ảnh được cho bởi phương trình sau, nhưng nmin không được nhỏ hơn 1/2nmax :
 nmin = 3600/4f = 900/f (5.6
2 a 
Tiêu điểm phát chùm tia bức xạ F
G
P
P’
h
h
t
Lf
0.5G
L
f 
Phim 
H
O
Hình 7.5. Kỹ thuật hai thành một ảnh.
Kỹ thuật phim đặt ở phía bên trong
Như trong hình 5.6, phần gạch chéo là diện tích hiệu dụng của phần được kiểm tra trong kỹ thuật chụp ảnh bức xạ phim đặt ở phía bên trong, thì góc 2a và diện tích hiệu dụng của phần kiểm tra được cho bởi phương trình sau :
 (5.7)
trong đó : g là đường kính trong của ống. 
Phương trình (5.7) được viết lại thành phương trình (5.8) nếu không tính đến bề dày thành ống, diện tích hiệu dụng của phần kiểm tra là cực đại khi khoảng cách từ tiêu điểm phát chùm bức xạ đến phim tiến tới vô cùng.
 (2a)min = 2f (5.8)
Số lượng phim chụp ảnh bức xạ cần dùng trong kỹ thuật này được cho bởi phương trình :
 n = 3600/2f (5.9)
Tiêu điểm phát chùm tia bức xạ F
h
H
2 a 
Phim 
f 
P
P’
h
Lf
t
L
0.5g
g
O
Hình 5.6. Kỹ thuật phim đặt ở phía bên trong
Nếu kết quả của phương trình (5.8) được biểu diễn lại theo cách khác thì số lượng phim chụp ảnh bức xạ ít nhất, nmin, cần dùng trong kỹ thuật này được cho bởi phương trình sau : 
 nmin = 3600/2f = 1800/f (5.10)
tuy nhiên do khoảng cách từ tiêu điểm phát chùm tia bức xạ đến phim là vô cùng nên số lượng phim chụp ảnh bức xạ cần dùng phải lớn hơn giá trị nhận được từ phương trình này.
Số lượng phim chụp ảnh phóng xạ, nếu có xét đến kỹ thuật chụp ảnh bức xạ và góc phát chùm tia bức xạ tương ứng với các vết nứt.
Khi góc phát chùm tia bức xạ so với một vết nứt lớn hơn 150 thì thường không phát hiện được vết nứt. Khi tăng góc phát chùm tia bức xạ lên thì khả năng phát hiện vết nứt giảm xuống một cách đáng kể. Nếu góc phát chùm tia bức xạ là 150 được coi như cực đại so với vết nứt ngang của mối hàn vòng trong ống (tương ứng với loại thông thường được quy định trong JIS 3104), thì số lượng phim chụp ảnh bức xạ cần dùng cho mỗi kỹ thuật là như sau :
Kỹ thuật hai thành một ảnh và kỹ thuật hai thành hai ảnh
Số lượng phim chụp ảnh bức xạ cần dùng trong kỹ thuật hai thành một ảnh và kỹ thuật hai thành hai ảnh có sự khác nhau một chút, phụ thuộc vào : đường kính ngoài của ống, bề dày thành ống và cách bố trí chụp ảnh bức xạ. Như thể hiện trong phương trình (5.6) thì cần phải chụp ít nhất là 6 phim hoặc nhiều hơn. Tuy nhiên, không cần thiết phải chụp nhiều hơn 12 phim, nếu không có sự thay đổi về cách bố trí nguồn, phim và mẫu vật trong suốt quá trình thực hiện chụp ảnh bức xạ.
Kỹ thuật nguồn đặt ở phía bên trong
Trong kỹ thuật chụp ảnh bức xạ sử dụng nguồn đặt ở phía bên trong thì cách thông thường để tạo ra được một ảnh chụp bức xạ mong muốn là bố trí tiêu điểm phát chùm bức xạ ở tại tâm vòng tròn của đường hàn vòng trong ống. Trong trường hợp này thì diện tích hiệu dụng của phần kiểm tra so với vết nứt ngang theo hướng bề dày chính là toàn bộ chu vi vòng tròn của ống.
Kỹ thuật phim đặt ở phía bên trong
Như thể hiện trong phương trình (5.10) thì với kỹ thuật phim đặt ở phía bên trong, cần phải chụp ít nhất là 12 phim hoặc nhiều hơn.
III. Các mối hàn ống nhánh (Nozzle welds)
Trong kỹ thuật chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn ống nhánh thì cách bố trí nguồn, phim được biểu diễn trong hình 5.7. Nguồn phải được đặt sao cho trục của chùm tia bức xạ tạo với vách thành ống nhánh một góc khoảng 70.
Nguồn
f = 70
Phim
Hình 5.7. Chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn ống nhánh
IV. Kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ kiểm tra các mối hàn chữ T
Hướng của chùm bức xạ tia X hoặc tia gamma có ảnh hưởng một cách đáng kể lên kết quả kiểm tra các mối hàn chữ T bằng chụp ảnh bức xạ. Do đó, ta cần phải xác định một hướng phát chuẩn cho chùm tia bức xạ.
Trong hình (7.8a) bề dày xuyên thấu của mối hàn sẽ nhỏ đi ở một chỗ nào đó và như thế theo quy tắc, chùm tia bức xạ sẽ chiếu định hướng ở một góc 300.
Trong hình (7.8b) theo quy tắc chùm tia bức xạ được chiếu theo một hướng ở góc 450
Bức xạ tia x (chiếu lần 1)
Bức xạ tia x (chiếu lần 2)
TA = 1.1 ´ (T1 + T2)
(a) Góc phát chùm tia bức xạ là 300
450
Bức xạ tia X
TA = 1.4 ´ (T1 + T2)
(b) Góc phát chùm tia bức xạ là 450
T1, T2 : Bề dày kim loại có bản.
TA : Bề dày vật liệu
T2
T2
300
T1
T1
Film
Film
Hình 5.8. Hướng truyền của chùm bức xạ tia X vào bề dày vật liệu
 của các mối hàn chữ T.
Trong một mối hàn chữ T, phần kiểm tra có bề dày xuyên thấu lớn nhất bằng khoảng hai lần bề dày xuyên thấu nhỏ nhất. Do đó, nếu ta thực hiện chụp ảnh bức xạ theo hướng này (bề dày lớn), thì khó tạo được toàn bộ hình ảnh của phần được kiểm tra nằm trong phạm vi một dải độ đen cao. Trong hình 5.9, nếu ta sử dụng một tấm nêm hiệu chỉnh bề dày để làm giảm sự khác biệt về bề dày, thì việc chụp ảnh bức xạ sẽ thực hiện được một cách dễ dàng và ta có thể kiểm tra mối hàn một cách hoàn hảo.
Bức xạ tia x
Nêm bổ xung bề dày
Phim
T2
T1
Hình 5.9. Cách bố trí nêm bổ xung bề dày
Cần phải kiểm tra chức năng cơ học của máy chiếu như là cơ cấu cửa trập (đóng mở), đầu nối nguồn, các pitông định vị nguồn, cơ cấu khoá và độ sạch của ống dẫn nguồn mà trong đó nguồn được điều khiển di chuyển đã phù hợp chưa.