Tài liệu Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo l152 tại công ty công nghiệp tàu thủy dung quất

  • Số trang: 84 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 54 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 27125 tài liệu

Mô tả:

-1- NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ, tên SV : Hồ Hải Lưu Lớp 43TT Ngành : Cơ khí tàu thuyền Mã ngành: 18.06.10 Tên đề tài : Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất. Số trang: 77 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo: 8 Bản vẽ : 11 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Kết luận: …………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Nha Trang, ngày tháng năm 2007 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) -2- PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LVTN Họ, tên SV : Hồ Hải Lưu Lớp 43TT Ngành : Cơ khí tàu thuyền Mã ngành: 18.06.10 Tên đề tài : Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất. Số trang: 76 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo:8 Bản vẽ : 11 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Điểm phản biện:…………………………………………………………………… Nha Trang, ngày tháng năm 2007 CÁN BỘ PHẢN BIỆN ( Ký, ghi rõ họ tên ) Nha Trang, ngày ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ tháng năm 2007 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ( Ký, ghi rõ họ tên) -3- LỜI CÁM ƠN Sau hơn 3 tháng tích cực tìm hiểu, xây dựng đề tài: “Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất” cho đến nay đề tài đã được hoàn thành. Em xin chân thành cám ơn: Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí – Trường Đại học Nha Trang, các thầy trong bộ môn tàu thuyền đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để đề tài được thực hiện một cách thành công. Đặc biệt em xin cám ơn thầy KS. Bùi Văn Nghiệp người đã trực tiếp hướng dẫn em tận tình trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Cám ơn Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất đã tạo điều kiện cho em thực tập, các anh ở phòng QC, những người đã đóng góp ý kiến giúp em hoàn thành đề tài. Một lần nữa, em xin cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của bố mẹ, anh chị, em cùng tất cả các bạn bè đã dành những những tình cảm động viên em vượt qua khó khăn để hoàn thành đề tài. Em thành thật biết ơn ! -4- ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất. Ngành: Cơ khí tàu thuyền – Mã ngành:18.06.10 SVTH: HỒ HẢI LƯU Lớp : 43TT Cán bộ hướng dẫn: KS BÙI VĂN NGHIỆP I. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1. Đối tượng nghiên cứu: - Các phương pháp hàn trong đóng tàu - Các dạng khuyết tật mối hàn xuất hiện trong quá trình chế tạo - Các phương pháp kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình chế tạo. 2. Phạm vi nghiên cứu: Tàu kéo L152 đóng tại công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất 3. Mục tiêu nghiên cứu: Dựa vào kiến thức đã học và thực tế để xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152. II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tổng quan 1.1.1 Sơ lược về phương pháp kiểm tra không phá huỷ. 1.1.2 Ý nghĩa của phương pháp kiểm tra không phá huỷ. 1.2 Tình hình ứng dụng công nghệ kiểm tra không phá hủy trong chế tạo các tàu vỏ thép tại Việt Nam. 1.3 Giới hạn nội dung nghiên cứu -5- Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN 2.1 Các phương pháp hàn tàu ứng dụng trong ngành đóng tàu 2.1.1 Hàn hồ quang tay (Shielded Metal Arc Welding - Smaw) 2.1.2 Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (Submerged Arc Welding - SAW) 2.1.3 Hàn hồ quang kim loại nóng chảy trong môi trường khí (CO2 Gas - Shielded Metal Arc Welding – GMAW) 2.1.4 Hàn hồ quang trong môi trường khí trơ MIG(Metal Inert Gas)- GMAW 2.1.5 Hàn hồ quang tự bảo vệ (Self-Shielded Arc Welding ) 2.1.6 Hàn hồ quang điện cực Tungsten trong khí trơ TIG (Tungsten Inert Gas) Arc Welding (GTAW). 2.1.7 Công nghệ hàn đang ứng dụng tại nhà máy đóng tàu Dung Quất 2.2 Các dạng khuyết tật mối hàn 2.3 Các phương pháp kiểm tra không phá hủy khuyết tật mối hàn 2.3.1 Kiểm tra bằng mắt thường (Visual testing -VT) 2.3.2 Phương pháp kiểm tra thẩm thấu lỏng ( Liquid penetrant testing-PT ) 2.3.3 Phương pháp kiểm tra bằng bột từ ( Magnetic particle-MT ) 2.3.4 Phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ (Radiographic testing-RT) 2.3.5 Kiểm tra bằng siêu âm (Utrasonic Testing – UT) 2.3.6 Phương pháp kiểm tra độ kín của liên kết hàn Chương 3: XÂY DỰNG QUY TRÌNH KỸ THUẬT VÀ KẾ HOẠCH KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN ĐỐI VỚI TÀU KÉO L152 3.1 Giới thiệu tàu kéo L152 3.2 Quy trình gia công chế tạo tàu kéo L152 3.3 Xây dựng quy trình kiểm tra NDT 3.3.1 Quy trình kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (PT) 3.3.2 Quy trình kiểm tra bằng bột từ (MT) 3.3.3 Quy trình kiểm tra siêu âm (UT) 3.3.4 Quy trình kiểm tra chụp ảnh bức xạ (RT) 3.3.5 Quy trình thử chân không mối hàn -6- 3.3.6 Quy trình thử áp lực khí và thử thủy lực các két liền vỏ 3.4 Xây dựng kế hoạch kiểm tra NDT Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1 Kết luận 4.2 Đề xuất III. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN 1. ĐI THỰC TẾ: Từ 1/8/2007 đến 30/8 2007 Thực tập tại công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất. 2. KẾ HOẠCH HOÀN THÀNH BẢN THẢO: Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Từ : 1/9/2007 Đến: 8/9/2007 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN Từ: 9/9/2007 Đến: 25/9/2007 Chương 3: XÂY DỰNG QUY TRÌNH KỸ THUẬT VÀ KẾ HOẠCH KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN ĐỐI VỚI TÀU KÉO L152 Từ: 26/9/2007 Đến: 18/10/2007 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Từ: 19/10/2007 Đến: 28/10/2007 Hoàn thành bản thảo: Trước ngày 07/11/2007 Nha Trang ngày 5 tháng 8 năm 2007 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký và ghi rõ họ, tên) (Ký và ghi rõ họ, tên) KS.Bùi Văn Nghiệp Hồ Hải Lưu -7- MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ……………………………………………………1 1.1 TỔNG QUAN………………………………………………………………..1 1.1.1 Sơ lược về phương pháp kiểm tra không phá huỷ……………………… …1 1.1.2 Ý nghĩa của phương pháp kiểm tra không phá huỷ………………………...1 1.2 TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY TRONG CHẾ TẠO CÁC TÀU VỎ THÉP TẠI VIỆT NAM……….…2 1.3 GIỚI HẠN NỘI DUNG……………………………………………….…….3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TRONG NGHÀNH ĐÓNG TÀU…………5 2.1.1 Hàn hồ quang tay Shielded Metal Arc Welding – Smaw………………………………...……5 2.1.2 Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (hàn tự động) Submerged Arc Welding – SAW………………………………………..…7 2.1.3 Hàn hồ quang kim loại nóng chảy trong môi trường khí (bán tự động) CO2 Gas - Shielded Metal Arc Welding – GMAW………………………...8 2.1.4 Hàn hồ quang trong môi trường khí trơ (bán tự động) MIG(Metal Inert Gas)- GMAW……………………………………......…10 2.1.5 Hàn hồ quang tự bảo vệ (bán tự động) Self-Shielded Arc Welding …………………………………………..…..10 2.1.6 Hàn hồ quang điện cực Tungsten trong khí trơ TIG (Tungsten Inert Gas) Arc Welding (GTAW).......................................11 2.17 Công nghệ hàn áp dụng tại nhà máy đóng tàu Dung Quất……………...…12 2.2 CÁC DẠNG KHUYẾT TẬT MỐI HÀN………………………………....13 -8- 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HUỶ KHUYẾT TẬT MỐI HÀN………………………………………………..………………….…18 2.3.1 Kiểm tra bằng mắt thường Visual testing –VT……………………………………………………......18 2.3.2 Phương pháp kiểm tra thẩm thấu lỏng Liquid penetrant testing-PT……………………………………………….19 2.3.3 Phương pháp kiểm tra bằng bột từ Magnetic particle-MT..................................................................................21 2.3.4 Phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ Radiographic testing-RT………………………………...……………….. 24 2.3.5 Kiểm tra bằng siêu âm Utrasonic Testing – UT………………………………………………….. 25 2.3.6 Phương pháp kiểm tra độ kín của liên kết hàn………………………….... 28 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG QUY TRÌNH KỸ THUẬT VÀ KẾ HOẠCH KIỂM TRA……………………………………………………………………..29 3.1 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VÀ ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA TÀU L152 3.2 QUY TRÌNH GIA CÔNG CHẾ TẠO TÀU KÉO L152………………...31 3.3 XÂY DỰNG QUY TRÌNH KIỂM TRA NDT……………………………36 3.3.1 Quy trình kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (PT)…………………………….. 36 3.3.2 Quy trình kiểm tra bằng bột từ (MT)…………………………………….. 44 3.3.3 Quy trình kiểm tra siêu âm (UT)………………………………………… 49 3.3.4 Quy trình kiểm tra bằng tia bức xạ (Tia X & Gamma)…………………... 55 3.3.5 Quy trình thử chân không đường hàn……………………………………. 67 3.3.6 Quy trình thử áp lực khí và thử thủy lực các két liền vỏ…………...……. 68 3.4 XÂY DỰNG KẾ HOẠCH KIỂM TRA NDT CHO TÀU KÉO L152…..70 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN & ĐỀ XUẤT………...…………………………... 75 -9- LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng ngành đóng tàu đang phát triển mạnh mẽ, mỗi năm ngành đóng tàu đóng góp khá lớn vào ngân sách nhà nước. Do điều kiện tự nhiên của nước ta rất thuận lợi, do đó càng thúc đẩy ngành công nghiệp đóng tàu của nước ta phát triển mạnh mẽ hơn, ngành công nghiệp đóng tàu của nước ta còn rất trẻ nhưng đã chứng tỏ được khả năng của mình là một ngành công nghiệp mũi nhọn của đất nước. Cũng do sự phát triển nhanh, và tuổi đời còn rất trẻ nên trong quá trình hoạt động sản xuất cũng còn mắc phải nhiều lỗi kỹ thuật mà kể cả các nước đã có truyền thống về đóng tàu cũng vẫn mắc phải. Theo thống kê thì mối năm có rất nhiều vụ tai nạn đắm tàu đáng tiếc xảy ra mà nguyên nhân không hoàn toàn do điều kiện tự nhiên, mà còn do lỗi kỹ thuật của con người, trong quá trình đóng tàu gây ra, trong quá trình lắp ráp các kết cấu của tàu, do không chú ý sâu đã làm cho mối ghép kết cấu không đủ bền, mà nguyên nhân gây ra là trong khi hàn không thực hiện đúng quy trình, điều kiện hàn làm cho mối hàn bị mắc khuyết tật rất nguy hiểm. Trước thực trạng như vậy thì hiện nay tất cả các nhà máy đóng tàu trên thế giới cũng như Việt Nam đều rất quan tâm đến khuyết tật của mối hàn, luôn tìm cách hạn chế đến mức thấp nhất khuyết tật của mối hàn. Vì vậy đề tài “Xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại Công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất” là đề tài có nhiều ý nghĩa và vô cùng cần thiết. Do thời gian tìm hiểu còn ít và do trình độ của em còn hạn chế nên nội dung của đề tài còn rất nhiều thiếu sót, vậy em kính mong quý thầy cùng các bạn đọc góp ý kiến cho em để nội dung đề tài của em được đầy đủ hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, ngày 25 tháng 11 năm 2007 Người thực hiện Hồ Hải Lưu - 10 - Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN 1.1.1 Sơ lược về phương pháp kiểm tra không phá huỷ. Thuật ngữ “kiểm tra không phá huỷ - NDT (non-destructive testing)” là sử dụng các phương pháp vật lý để kiểm tra phát hiện các khuyết tật bên trong cấu trúc vật liệu, cho những thông tin về những tính chất của vật liệu mà không làm hư hỏng hoặc ảnh hưởng đến sự hữu dụng của vật liệu hoặc bộ phận được kiểm tra. NDT liên quan với việc xác định kích thước phát hiện khuyết tật trong đối tượng được kiểm tra, tuy nhiên tự bản thân NDT không thể dự đoán những nơi nào tồn tại khuyết tật, mà cần phải có sự đánh giá của con người. Hay nói cách khác, kiểm tra không phá huỷ là phương pháp kiểm tra không làm thay đổi hình dạng kích thước, chất lượng của đối tượng được kiểm tra, mà vẫn cho một kết quả chính xác. Đây là yếu tố có ý nghĩa thực tiễn cao. 1.1.2 Ý nghĩa của phương pháp kiểm tra không phá huỷ Trong quá trình chế tạo đóng mới tàu thủy, các phương pháp kiểm tra khuyết tật được chia ra làm hai phương pháp chính: kiểm tra phá hủy và kiểm tra không phá hủy. Trong đó việc sử dụng phương pháp phá hủy chỉ áp dụng trên một số mẫu, quá trình kiểm tra lại tốn kém, mất thời gian, và không thể thực hiện phương pháp này một cách trực tiếp với kết cấu tàu thủy khi đang chế tạo. Trái lại phương pháp kiểm tra không phá hủy lại thực hiện kiểm tra trực tiếp lên tàu trong quá trình chế tạo, đặc biệt là các liên kết hàn mà không gây nên biến đổi đặc tính của sản phẩm. Phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm tra chất lượng sản phẩm. NDT cũng được sử dụng trong tất cả các công đoạn của quá trình chế tạo một sản phẩm. Nó cũng có thể được dùng để kiểm tra, giám sát chất lượng của: - Các phôi dùng trong quá trình chế tạo một sản phẩm. - Các quá trình gia công để chế tạo một sản phẩm. - 11 - - Các thành phẩm trước khi đưa vào sử dụng. Sử dụng các phương pháp NDT trong các công đoạn của quá trình sản xuất mang lại một số hiệu quả sau: - Làm tăng mức độ an toàn và tin cậy của sản phẩm khi làm việc. - Làm giảm giá thành sản phẩm bằng cách giảm phế liệu và bảo toàn vật liệu, công lao động và năng suất. - Nó làm tăng danh tiếng cho nhà sản xuất khi được biết đến như là một nhà sản xuất các sản phẩm có chất lượng. Tất cả những yếu tố trên không những làm tăng giá bán của một sản phẩm mà còn tạo thêm những lợi ích kinh tế cho nhà sản xuất.NDT cũng được sử dụng rộng rãi trong việc xác định thường xuyên hoặc định kỳ chất lượng của các thiết bị, máy móc và các công trình trong quá trình vận hành. Điều này không những làm tăng độ an toàn trong quá trình làm việc, mà còn giảm thiểu được bất kỳ những trục trặc nào làm cho thiết bị ngưng hoạt động. Các phương pháp kiểm tra không phá hủy khác nhau được phát triển nhanh chóng để đo đạc tin cậy và chính xác các đặc trưng của sản phẩm mà không làm ảnh hưởng đến giá trị thương mại của nó. Nhiều phương pháp đã được chấp nhận, trở thành các công cụ có thể giúp đỡ cho cả người quản lý và sản xuất giảm chi phí và cải thiện chất lượng sản phẩm. Ngày nay việc sử dụng kiểm tra không phá huỷ NDT đã trở nên cần thiết cho ngành công nghiệp đóng tàu nói riêng và các ngành khác nói chung. 1.2 TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY TRONG CHẾ TẠO CÁC TÀU VỎ THÉP TẠI VIỆT NAM. Từ những năm năm mươi của thế kỷ 20 các kỹ thuật kiểm tra không phá huỷ (NDT) đã được nghiên cứu và ứng dụng trong kiểm tra vật liệu ở các phòng thí nghiệm ở Mĩ, Anh, Liên Xô… và cho đến nay chúng đã được chấp nhận và sử dụng rộng rãi ở rất nhiều nước. Ở Việt Nam hiện nay kỹ thuật kiểm tra không phá huỷ (NDT) đã được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nhiều cơ sở sản xuất trong phạm vi cả nước. Trong đó NDT ngày càng chiếm qua trọng trong - 12 - kiểm tra kết cấu thép, liên kết hàn trong quá trình chế tạo công trình nổi, kết cấu xa bờ và chế tạo tàu thủy. Trong kiểm tra vật liệu kim loại, các phương pháp NDT sau đây thường được sử dụng phổ biến: - Kiểm tra ngoại quang. - Kiểm tra thẩm thấu chất lỏng. - Kiểm tra từ tính. - Kiểm tra chụp ảnh bức xạ. - Kiểm tra siêu âm. - Kiểm tra dòng điện xoáy. - Thử kín. Tại công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất: * Sau khi ký hợp đồng đóng mới một con tàu, tiến hành các công việc sau: - Lập quy trình gia công chế tạo tàu - Thiết kế đường hàn, quy trình hàn theo tiêu chuẩn đăng kiểm yêu cầu của chủ tàu. - Phương pháp hàn (hàn hồ quang, hàn khí CO2 bảo vệ, hàn khí trơ bảo vệ v.v…) - Tuỳ theo chiều dày của tôn mà có chế độ vát mép hợp lý. - Tiến hành hàn đính các tấm tôn thay thế với các kết cấu khác. - Vệ sinh khu vực hàn. - Khe hở lắp ráp từ 5mm ÷ 10mm - Khi hàn ở những vị trí khó như: kết cấu vỏ, bệ máy, ống bao trục chân vịt, ống dẫn dầu, ống áp lực … cần công nhân bậc cao từ 3G đến 4G tiến hành hàn, khi hàn ống cần công nhân bậc từ 5G đến 6G. - Quy trình hàn theo đăng kiểm do chủ tàu yêu cầu - Kích thước mối hàn: Chiều cao mối hàn từ 2mm÷3mm tính từ mặt thép cơ bản, bề rộng mối hàn tuỳ theo chiều dầy của tôn mà bề rộng của mối hàn có kích thước khác nhau. - 13 - - Bề mặt mối hàn theo yêu cầu của chủ tàu (nhẵn hoặc vẩy ốc). - Phương pháp kiểm tra theo yêu cầu của chủ tàu. * Song song với công việc chế tạo con tàu, phòng QC kiểm tra các mục: - Lắp ráp các kết cấu. - Chuẩn bị mối hàn. - Quy trình hàn theo yêu cầu của chủ tàu. - Phương pháp hàn. - Bề mặt của mối hàn do yêu cầu của chủ tàu. - Sau khi đã hàn xong tại nhà máy, phòng QC tiến hành kiểm tại các kết cấu tàu dựa theo quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra khuyết tật mối hàn bằng NDT. - Khi đã kiểm tra xong tiến hành nghiệm thu và bàn giao cho chủ tàu. 1.3 GIỚI HẠN NỘI DUNG Ta có thể thấy rằng khi đóng mới một con tàu, song song với quá trình gia công chế tạo là quá trình kiểm tra chất lượng khi gia công. Vì vậy việc tìm hiểu các phương pháp hàn và các khuyết tật của mối hàn để có những biện pháp khắc phục những khuyết tật đó góp phần làm tăng thông số an toàn cho tàu, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật, giảm những tai nạn tàu đáng tiếc xảy ra là vô cùng cần thiết và cấp bách. Đề tài “Xây dựng quy trình kỹ thuật và kiểm tra khuyết tật mối hàn trong quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 tại công ty công nghiệp tàu thủy Dung Quất” là vô cùng cần thiết và có ý nghĩa thực tế cao đối với ngành đóng tàu trên thế giới nói chung và với ngành đóng tàu tại Việt Nam nói riêng. Đề tài được thực hiện trong quá trình thực tế quá trình gia công chế tạo tàu kéo L152 ở nhà máy đóng tàu Dung Quất. Nội dung chỉ tập trung giới thiệu các phương pháp hàn, xây dựng quy trình kỹ thuật và kế hoạch kiểm tra không phá hủy cho tàu kéo L152. - 14 - Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TRONG NGÀNH ĐÓNG TÀU Trong ngành đóng tàu hiện nay phương pháp hàn hồ quang được sử dụng phổ biến nhất cho hàn ghép mối các loại kim loại. Hàn hồ quang được bao gồm một quá trình trong đó điện cực tự phát ra hồ quang và bị nóng chảy, sau đó đông đặc tạo thành kim loại mối hàn. Được gọi là hàn hồ quang điện cực nóng chảy. Quá trình hàn hồ quang trong đó điện cực chỉ tạo ra hồ quang, và dây hoặc thanh kim loại điền đầy được đưa vào để tạo kim loại mối hàn. Được gọi là hàn hồ quang điện cực không nóng chảy. §iÖn cùc Kim lo¹i mèi hμn Thanh ®iÒn ®Çy §iÖn cùc Hå quang Kim lo¹i mèi hμn Hå quang E E N¨ng l−îng nguån Kim lo¹i c¬ b¶n (A) KiÓu ®iÖn cùc nãng ch¶y N¨ng l−îng nguån Kim lo¹i c¬ b¶n (B) KiÓu ®iÖn cùc kh«ng nãng ch¶y Hình 2.1 – Mô tả các phương pháp hàn hồ quang 2.1.1 Hàn hồ quang tay (Shielded Metal Arc Welding - Smaw) Phương pháp hàn hồ quang tay được phát minh năm 1907. Như miêu tả trong hình 2.2 phương pháp này đơn giản và chi phí thiết bị thấp, và nó cho phép sử dụng hàn dễ dàng. - 15 - Nguyên lý của phương pháp hàn hồ quang tay được mô tả trong hình sau: K×m hμn D©y c¸p hμn Que hμn vá bäc Hå quang Kim lo¹i c¬ b¶n SØ Kim lo¹i mèi hμn M¹ch thø cÊp Nguån hμn M¹ch s¬ cÊp D©y c¸p m¸t BÓ hμn Hình 2.2 – Phương pháp hàn hồ quang tay Trong phương pháp này nhiệt lượng hồ quang được tạo ra giữa que hàn có vỏ thuốc và kim loại cơ bản được sử dụng để làm nóng chảy. Khí bảo vệ hồ quang và bể hàn nóng chảy thu được từ sự phân huỷ của vỏ bọc khi cháy. Nó được áp dụng để hàn hầu hết các loại vật liệu kim loại trên thực tế, cùng với nhiều loại vật liệu hàn tiêu hao. Vì các yêu cầu đối với các lĩnh vực gia công chế tạo có hiệu suất hàn cao, một vài biến đổi của phương pháp hàn hồ quang tay thí dụ như: ˜ Hàn trọng lực ˜ Hàn hồ quang dùng lực đẩy lò xo ˜ Hàn hồ quang có khuôn đỡ Trong ngành đóng tàu thì đây là phương pháp hàn phổ biến nhất, ứng dụng nhiều nhất. Áp dụng cho các tư thế hàn từ 1G Î 6GB, ở tất cả các vị trí kết cấu trên tàu. Tuy nhiên ưu điểm của phương pháp này là phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề hàn của công nhân. - 16 - 2.1.2 Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (hàn tự động) Submerged Arc Welding - SAW Hàn hồ quang dưới lớp thuốc được phát minh trong năm 1935, rất có hiệu quả khi hàn, phương pháp này có thể đạt tới dòng điện từ 500 đến 1300A, nó cho độ ngấu sâu, và có thể áp dụng cho hàn kim loại có chiều dày lớn. Nguyên lý hoạt động của hàn tự động: D©y hμn Thuèc hμn BÐp hμn BÓ hμn XØ hμn Hå quang Kim lo¹i c¬ b¶n Kim lo¹i mèi hμn Hình 2.3 Mô tả phương pháp hàn hồ quang chìm Trong phương pháp này, các hạt thuốc được đưa vào rãnh mối ghép hàn của kim loại cơ bản, và điện cực trần được đưa vào trong đó, trong khi hồ quang được tạo ra giữa điện cực và kim loại cơ bản. Các điểm đặc trưng của hàn hồ quang dưới lớp thuốc được phát biểu như sau: a) Do có thể sử dụng dòng điện lớn nên hiệu suất hàn cao b) Chất lượng của kim loại mối hàn như nhau c) Không cần nhìn hồ quang trong khi tiến hành hàn d) Khói hàn tạo ra ít e) Chi phí thiết bị cao f) Không phù hợp cho những mối hàn ngắn hoặc cong, hoặc trong vị trí hàn leo và hàn trần. g) Yêu cầu kích thước rãnh hàn có độ chính xác cao. h) Do độ ngấu sâu, chất lượng của kim loại mối hàn phụ thuộc rất lớn vào thành phần hoá học của kim loại cơ bản và điều kiện hàn. - 17 - Phương pháp hàn này này áp dụng hàn tôn phẳng (hàn đối đầu). Ít phụ thuộc vào tay nghề hàn, ưu điểm của phương pháp này là mối hàn rất đẹp. 2.1.3 Hàn hồ quang kim loại nóng chảy trong môi trường khí (bán tự động) CO2 Gas - Shielded Metal Arc Welding – GMAW Chai khÝ - CO2 (MAG) Ar hoÆc He,.....(MIG) Nguån hμn DC Bé cÊp d©y Bé ®iÒu khiÓn C¸p dÉn Sóng hμn C¸p hμn Nèi ®Êt C¸p ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn C¸p m¸t VËt liÖu c¬ b¶n Hình 2.4 Mô tả hệ thống hàn bán tự động (hàn CO2) D©y hμn Cuén d©y C¸p ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn §−êng khÝ vμo èng phun khÝ BÐp hμn KhÝ b¶o vÖ Hå quang Kim lo¹i c¬ b¶n BÓ hμn Kim lo¹i mèi hμn Hình 2.5 Mô tả nguyên lý hoạt động phương pháp Trong phương pháp này, dây hàn trần được đưa vào liên tục trong khi đó khí CO2 được cung cấp từ bên ngoài thổi vào xung quanh hồ quang và bảo vệ bể hàn. - 18 - Phương pháp này có các điểm đặc trưng sau: a) Độ ngấu sâu, và tốc độ hàn cao. b) Là phương pháp hàn kinh tế vì khí CO2 không đắt. c) Phù hợp cho hàn với bất kỳ công việc nào đòi hỏi các đường hàn thẳng, cong hoặc chiều dài của mối. d) Có thể hàn các tấm dày và mỏng, ở mọi tư thế. e) Thao tác hàn dễ dàng. f) Chất lượng của mối hàn có khả năng bị tác động bởi gió. g) Thiết bị hàn đắt tiền. h) Dung sai của điều kiện hàn nhỏ. Nếu khí bảo vệ được thay thế bằng một hỗn hợp khí (CO2 và khí trơ), quá trình hàn sẽ ít bắn toé, và ít xỉ hàn hơn và hình dạng đường hàn đẹp hơn. Biến đổi này được gọi là hàn Mag. Thay dây hàn trần bằng dây hàn có lõi thuốc, và biến đổi này đôi khi được gọi là hàn hồ quang dây hàn lõi thuốc (FCAW - Flux Cored Arc Welding). èng phun khÝ Lâi thuèc BÐp hμn D©y hμn cã lâi thuèc Mèi ghÐp d©y Bét thuèc KhÝ b¶o vÖ C¸c lo¹i d©y lâi thuèc Kim lo¹i mèi hμn ®«ng ®Æc vμ xØ C¸c giät cÇu kim lo¹i ®−îc b¶o vÖ b»ng líp xØ máng BÓ hμn nãng ch¶y Hình 2.6 Mô tả nguyên lý hoạt động phương pháp hàn hồ quang dây hàn lõi thuốc trong môi trường khí Các phương pháp hàn này được áp dụng như hàn tự động. Phụ thuộc mức độ vừa phải tay nghề hàn. Ngoài ra có thể hàn được mọi vị trí kết cấu trên tàu. - 19 - 2.1.4 Hàn hồ quang trong môi trường khí trơ (bán tự động) MIG(Metal Inert Gas)- GMAW Trong phương pháp hàn MIG, một hồ quang được tạo ra giữa đầu dây hàn trần và kim loại cơ bản, trong khi đó hồ quang được bảo vệ bằng khí argon hoặc helium. Thiết bị sử dụng cho hàn MIG được mô tả ở hình 2.4. Phương pháp này cũng nằm trong nhóm các phương pháp hàn GMAW. Khi dùng phương pháp hàn MIG cho các kim loại như hợp kim nikel, hợp đồng, nhôm… thường sử dụng khí trơ làm khí bảo vệ Nhưng khi hàn thép không gỉ, khí bảo vệ được sử dụng là hỗn hợp khí giữa 2% ô xy và argon. Khi hàn thép hợp kim thấp, sử dụng khí bảo vệ là argon trộn thêm 5% CO2. Do tác động ô xy hoá xảy ra rất nhỏ nên những biến đổi này được gọi là hàn MIG và không có hoặc có rất ít xỉ được tạo ra tuỳ thuộc vào thành phần của hỗn hợp khí. Lượng bắn toé cũng rất ít và chất lượng kim loại mối hàn tốt. Để cải thiện khả năng làm việc, hồ quang xung cùng với tần số 60 đến 120 Hz đôi khi được sủ dụng cho phương pháp hàn này. 2.1.5 Hàn hồ quang tự bảo vệ (bán tự động) Self-Shielded Arc Welding Sơ đồ nguyên lý hoạt động Nguån hμn DC hoÆc AC Bé cÊp d©y Bé ®iÒu khiÓn C¸p dÉn C¸p hμn Nèi ®Êt C¸p ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn C¸p m¸t Sóng hμn VËt liÖu c¬ b¶n Hình 2.7 Mô tả nguyên hệ thống hàn dây hàn tự bảo vệ - 20 - Trong phương pháp hàn hồ quang tự bảo vệ, sự bảo vệ có được là do khí được tạo ra từ dây có lõi thuốc, trong khi không sử dụng khí bảo vệ cung cấp từ bên ngoài. Thiết bị sử dụng cho phương pháp này được mô tả ở hình 2.7 Phương pháp này có những đặc điểm sau: a) Do không cần có bình khí, ống mềm dẫn khí… nên công việc hàn dễ thực hiện ở các vị trí khó và chật hẹp b) Rỗ khí do gió gây nên hầu như không phát sinh (trừ khi tốc độ gió tới 15m/s…) c) Nguồn hàn AC và DC dùng cho phương pháp hàn hồ quang tay, có thể được sử dụng ở phương pháp này. Ứng dụng như các phương pháp hàn bán tự động trên. 2.1.6 Hàn hồ quang điện cực Tungsten trong khí trơ TIG (Tungsten Inert Gas) Arc Welding (GTAW). Phương pháp hàn TIG như mô tả trên hình 2.8 N¾p chôp C«ng t¾c D©y kim lo¹i ®iÒn ®Çy èng kÑp ®iÖn cùc Tay cÇm Kim lo¹i mèi hμn ®«ng ®Æc KhÝ b¶o vÖ D©y khÝ C¸p ®iÒu khiÓn §iÖn cùc kh«ng nãng ch¶y C¸p hμn BÓ hμn nãng ch¶y Hình 2.8. Mô tả phương pháp hàn điện cực không nóng chảy Một hồ quang được tạo ra giữa điện cực Tungsten (không nóng chảy) và kim loại cơ bản được bảo vệ bằng khí trơ. Thanh kim loại điền đầy hoặc dây kim loại được đưa vào trong hồ quang đến khi nóng chảy, sau đó kết lắng tạo kim loại mối hàn.
- Xem thêm -