Bắt đầu từ mục tiêu kiểm tra
Kiểm tra siêu âm (UT) đưa sóng âm vào chi tiết và đánh giá tín hiệu phản xạ hoặc truyền qua. Với chi tiết lớn bằng đồng hoặc hợp kim đồng, câu hỏi đầu tiên không chỉ là “có kiểm tra UT được không”, mà là thể tích, hướng, dải kích thước và vị trí bất liên tục, trạng thái chế tạo và quyết định nào cần được xử lý.
Xác định mục tiêu là:
- kiểm tra thể tích được gia công biến dạng, rèn, đúc, cán, ép đùn, hàn hoặc chế tạo bằng công nghệ khác
- đánh giá vật liệu đầu vào, phôi trung gian, chi tiết gia công thô, cụm liên kết hoặc chi tiết hoàn thiện
- phát hiện bất liên tục dạng phẳng, thể tích, phân lớp, co ngót, tạp chất, thiếu liên kết, dạng nứt hoặc loại được chỉ định
- đo chiều dày hoặc lập bản đồ chiều dày thành còn lại
- hỗ trợ kiểm soát quá trình, nghiệm thu của người mua, điều tra hoặc đánh giá khi vận hành
Khả năng và độ nhạy UT phụ thuộc vào vật liệu thực tế, dạng sản phẩm, trạng thái, hình học, bề mặt, khả năng tiếp cận, thiết bị, quy trình và cơ sở tham chiếu.
1. Xác định vật liệu và dạng sản phẩm
Ghi rõ mác đồng hoặc hợp kim đồng, dạng sản phẩm, quy trình công nghệ, trạng thái, nhiệt luyện, dải tiết diện, tổ chức hạt, mối nối và công đoạn kiểm tra.
Hạt thô hoặc biến thiên theo hướng, tổ chức đúc, vùng chuyển tiếp dạng sản phẩm, vùng ảnh hưởng nhiệt và một số tiết diện lớn có thể làm tăng tán xạ, suy giảm, nhiễu tổ chức hoặc biến thiên đáp ứng âm. Độ dẫn điện cao không tự nó dự báo khả năng kiểm tra siêu âm. Không được tự động áp dụng quy trình đã chứng minh trên vật liệu biến dạng hạt mịn cho vật đúc lớn, mối nối khác vật liệu hoặc vật rèn có công nghệ khác.
Tiến hành thử sơ bộ khi đáp ứng vật liệu chưa chắc chắn. Mẫu thử phải đại diện cho dạng sản phẩm, tiết diện, bề mặt, đường truyền âm và nhiệm vụ phát hiện yêu cầu.
2. Lập bản đồ hình học, khả năng tiếp cận và bề mặt
- Bề mặt kiểm tra và bề mặt đối diện, độ cong, côn, bậc, lỗ, rãnh, kênh, lỗ khoan, gân, mối hàn, nút, bề mặt phân cách và thay đổi tiết diện.
- Hướng quét khả dụng, diện tích tiếp xúc đầu dò, khả năng cấp chất tiếp âm, khoảng cách mép, nhiệt độ và độ nhám bề mặt, lớp phủ, vảy oxit và trạng thái gia công.
- Thể tích bị hình học che khuất, vùng chết gần và xa bề mặt, độ phân kỳ chùm tia, chuyển đổi mode, đáp ứng mặt đáy và vùng cần kỹ thuật hoặc công đoạn khác.
- Hệ chuẩn và lưới để ghi độ bao phủ quét và vị trí chỉ thị.
Gia công thô có thể cải thiện khả năng tiếp cận và vẫn giữ lượng dư trong khi bộc lộ thể tích cần kiểm tra. Gia công tinh có thể cải thiện bề mặt nhưng làm mất vị trí tiếp cận hoặc để lại không đủ vật liệu cho việc xử lý. Chọn công đoạn kiểm tra trước khi chốt kế hoạch chế tạo.
3. Xác định kỹ thuật bằng văn bản
Yêu cầu mua hàng hoặc quy trình được phê duyệt phải xác định:
- Tiêu chuẩn sản phẩm, quy chuẩn, tài liệu hợp đồng hoặc quy trình riêng của dự án.
- Kỹ thuật thông thường, mảng pha, nhúng, truyền qua, chùm thẳng, chùm góc hoặc kỹ thuật được phê duyệt khác.
- Loại đầu dò, tần số danh nghĩa, kích thước, góc, dạng sóng, thiết bị, chất tiếp âm, bước quét, độ chồng, hướng và tốc độ.
- Dải đo, vận tốc, mức tham chiếu, độ nhạy, hiệu chỉnh truyền, hiệu chỉnh khoảng cách-biên độ, khuếch đại hiệu chỉnh theo thời gian, cổng, mức ghi nhận và kiểm tra xác minh.
- Khối hiệu chuẩn hoặc mẫu chuẩn, vật phản xạ nhân tạo, độ tương đồng vật liệu và hình học, khả năng truy xuất và phương án thay thế được phép.
- Thể tích kiểm tra, kế hoạch quét, độ bao phủ, phần loại trừ, giới hạn và phương pháp bổ sung.
Tần số là sự cân bằng giữa khả năng xuyên, suy giảm, độ phân giải, nhiễu hạt, tiết diện và đáp ứng của bất liên tục. Tần số phải được chứng minh cho nhiệm vụ cụ thể, không chọn theo một giá trị chung cho đồng.
4. Tách biệt hiệu chuẩn, phát hiện, đánh giá và chấp nhận
Vật phản xạ tham chiếu thiết lập một đáp ứng xác định trong cấu hình xác định. Nó không mặc nhiên tương đương với bất liên tục tự nhiên và không tự nó chứng minh khả năng làm việc.
Giữ riêng các quyết định sau:
- Hiệu chuẩn và xác minh hệ thống: xác nhận cấu hình kiểm tra và đáp ứng tham chiếu.
- Phát hiện và ghi nhận: xác định tín hiệu đáp ứng quy tắc ghi nhận của quy trình.
- Đánh giá và đặc trưng hóa: xem xét vị trí, biên độ, phạm vi, hướng, độ lặp lại, hình học và phép kiểm tra hỗ trợ.
- Chấp nhận: áp dụng tiêu chí được hợp đồng, tiêu chuẩn sản phẩm, quy chuẩn hoặc kỹ sư chịu trách nhiệm lựa chọn rõ ràng.
Một chỉ thị siêu âm không mặc nhiên là khuyết tật phải loại bỏ. Ngược lại, không có chỉ thị cần ghi nhận cũng không chứng minh thể tích hoàn toàn không có khuyết tật. ISO 16810:2024 đưa ra nguyên tắc chung cho sản phẩm công nghiệp truyền được siêu âm nhưng không quy định phạm vi kiểm tra, kế hoạch quét hoặc yêu cầu nghiệm thu.
5. Xác định yêu cầu đối với nhân sự và quy trình
Nêu rõ yêu cầu về trình độ và chứng nhận nhân sự theo ISO 9712, hệ thống của người sử dụng lao động, quy chuẩn hoặc hệ thống được phê duyệt khác. ISO 9712 đề cập đến trình độ và chứng nhận nhân sự kiểm tra không phá hủy (NDT) công nghiệp; viện dẫn tiêu chuẩn này không tạo ra quy trình cho chi tiết, kế hoạch quét, yêu cầu nghiệm thu hoặc chứng minh riêng cho sản phẩm.
Phải quy định việc phê duyệt quy trình, chứng minh kỹ thuật, xác minh thiết bị, mẫu chuẩn và phê duyệt của người mua khi chi tiết, đáp ứng vật liệu, hình học hoặc mức độ hậu quả yêu cầu. Chứng nhận nhân sự và tính phù hợp của quy trình là các biện pháp kiểm soát liên quan, không thay thế lẫn nhau.
6. Báo cáo độ bao phủ và các giới hạn
Báo cáo UT phải nêu:
- Chi tiết, bản vẽ, phiên bản, số sê-ri hoặc số mẻ luyện để truy xuất, vật liệu, dạng sản phẩm, trạng thái và công đoạn thử.
- Quy trình và phiên bản, thiết bị, đầu dò, khối hiệu chuẩn và mẫu chuẩn, cài đặt, ngày, người kiểm tra và cơ sở trình độ.
- Bề mặt, hướng, lưới, thể tích đã kiểm tra, kế hoạch quét, độ bao phủ, vùng loại trừ, vùng chết, giới hạn tiếp cận và giới hạn do vật liệu hoặc hình học.
- Chỉ thị được ghi nhận, vị trí, độ sâu hoặc đường truyền âm, biên độ hoặc đáp ứng tham chiếu, phạm vi biểu kiến, đánh giá và xử lý.
- Tài liệu chấp nhận và phiên bản, kết quả, sai lệch, chứng kiến hoặc phê duyệt và tệp hỗ trợ.
Khi không thể bao phủ tin cậy thể tích yêu cầu, phải báo cáo giới hạn và thống nhất thay đổi công đoạn, bề mặt, kỹ thuật, cơ sở tham chiếu, phương pháp bổ sung hoặc quyết định thiết kế. Không che giấu vùng không tiếp cận được trong tuyên bố chung rằng chi tiết “đạt UT”.