Các phương pháp kiểm tra không phá hủy (Non-destructive Testing – NDT) công nghệ cao đã đem lại cuộc cách mạng về chẩn đoán hình ảnh NDT trong công nghiệp và giờ đây được sử dụng rộng rãi nhất trong hầu hết các lĩnh vực công nghiệp. Hiện nay việc ứng dụng công nghệ kiểm tra NDT để kiểm tra, chẩn đoán chất lượng, độ toàn vẹn của các thiết bị đã trở thành một nghề chuyên môn kỹ thuật cao, luôn được phát triển hoàn thiện không ngừng và được triển khai ngày càng sâu rộng trong mọi ngành công nghiệp, trở thành một công cụ thiết yếu đảm bảo sự an toàn, độ tin cậy và hiệu quả trong nhiều ngành như hàng không, chế tạo máy, dầu khí, đóng tàu, năng lượng…

Trong hệ thống NDT, công nghệ kiểm tra dòng xoáy (ECT) là một công cụ rất mạnh phát hiện khuyết tật trong các sản phẩm, đặc biệt cho vật liệu dẫn điện. Công nghệ đã chứng tỏ hiệu quả cao và là giải pháp cơ bản khi kiểm tra cho nhiều ngành công nghiệp như dầu khí, nhiệt điện, điện hạt nhân, hàng không. Công nghệ này đã được ứng dụng phổ biến và đang tiếp tục phát triển ở các nước tiên tiến với nhiều kỹ thuật hiện đại tích hợp và chẩn đoán ở dạng hình ảnh. Phương tiện để thực hiện kiểm tra ECT là bộ thiết bị gồm máy đo, dây nối và đầu dò. Toàn bộ thiết bị này đều do các hãng nước ngoài sản xuất và cung cấp. Một máy đo thường đi kèm với hàng vài chục loại đầu dò khác nhau để thực hiện kiểm tra ở các vị trí khác nhau của sản phẩm, các loại vật liệu khác nhau, các loại khuyết tật và mục đích đo khác nhau. Đầu dò ECT sử dụng trong kiểm tra hiện nay chủ yếu dựa trên đầu dò cuộn dây đơn.

Công nghệ này đã chứng tỏ hiệu quả cao trong rất nhiều ứng dụng. Trong quá trình sử dụng, do đầu dò phải tiếp xúc trực tiếp với bề mặt kiểm tra nên chóng bị hư hỏng, đặc biệt khi chúng làm việc trong các sản phẩm liên quan đến nhiệt độ, áp lực hoặc hóa chất như các đường ống dẫn dầu, khí, hơi nóng của các nhà máy nhiệt điện, hóa dầu… Khi đầu dò bị hư hỏng, phải đặt hàng mua của nhà sản xuất. Việc làm này có những nhược điểm như giá thành một đầu dò rất đắt; thời gian từ khi đặt hàng đến khi nhận được sản phẩm rất lâu do các thủ tục liên quan đến mua bán với nước ngoài. Điều đó dẫn đến kéo dài thời gian kiểm tra, ảnh hưởng đến kế hoạch sản xuất của các nhà máy. Chính vì vậy, nếu trong nước tự chế tạo được đầu dò tích hợp được với các máy đo hiện có thì sẽ mang lại những lợi ích rất lớn như: đáp ứng kịp thời nhu cầu kiểm tra cho các loại sản phẩm khác nhau với chất lượng cao; giá thành kiểm tra rẻ rất nhiều; tính chủ động của toàn bộ hoạt động kiểm tra nâng lên nhiều; có điều kiện đào tạo đội ngũ kỹ thuật viên NDT có trình độ tay nghề cao tăng lên.

Hiện nay nhu cầu kiểm tra ECT ở các nhà máy rất lớn, và do vậy đòi hỏi việc tự thiết kế chế tạo đầu dò càng cấp thiết. Ở nước ta hiện nay, việc nghiên cứu NDT nói chung và ECT nói riêng mới chỉ ở mức độ khai thác sử dụng các trang thiết bị của các Hãng nước ngoài mà chưa có công trình nào nghiên cứu thiết kế chế tạo đầu dò tích hợp với các trang bị hiện có hoặc chế tạo cải tiến thiết bị hiện có. Nhằm nghiên cứu hoàn thiện lý thuyết thiết kế và chế tạo thử một số loại đầu dò cuộn dây đơn tích hợp trên thiết bị hiện có, phát triển lý thuyết thiết kế chế tạo phù hợp điều kiện Việt Nam trong việc thiết kế chế tạo các loại đầu dò khác nhau để đáp ứng nhu cầu kiểm tra ECT của các nhà máy nhiệt điện hóa dầu trong nước, nhóm đề tài do Viện nghiên cứu thử nghiệm không phá hủy (RINDT) – Công ty trách nhiệm hữu hạn giải pháp kiểm định Việt Nam (VISCO) do TS. Nguyễn Văn Thủy đứng đầu đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện thiết kế, chế tạo và thử nghiệm đầu dò dòng xoáy kiểm tra không phá hủy”.

Sau một thời gian nghiên cứu, mặc dù gặp nhiều khó khăn về cơ sở vật chất và lý thuyết nhưng nhóm đề tài đã rất cố gắng và hoàn thành được những mục tiêu đề ra, cụ thể qua các sản phẩm nhau sau:

  1. Các sản phẩm chính của đề tài:
  2. Các loại đầu dò

Đầu dò loại 1 (L1) có tần số 30-1500KHz, dài 28mm, ф= (5 -25) mm; số lượng 5 chiếc; Đầu dò loại 2 (L2) có tần số 30-400KHz, dài 28mm, ф = (5-25) mm; Đầu dò loại 3 (L3) có tần số 200-1000KHz, dài 51mm, ф = (5-30) mm.

  1. Các mẫu chuẩn.

– Mẫu ống thí nghiệm loại 1: Mẫu ống thép không gỉ 304: Φ19 x 12 mm với các lỗ khoan xuyên Φ khác nhau và lỗ đáy bằng;

– Mẫu ống thí nghiệm loại 2: Mẫu ống inox SS304: Φ19 x 12 mm với các lỗ khoan xuyên Φ khác nhau và lỗ đáy bằng;

– Mẫu ống thí nghiệm loại 3: Mẫu ống đồng Cu: Φ25,4 x 2 mm với các lỗ khoan xuyên Φ khác nhau và lỗ đáy bằng;

– Mẫu ống đối chứng loại 1: ống thép không gỉ từ hiện trường tạo các rãnh trong, ngoài kích thước khác nhau;

– Mẫu ống đối chứng loại 2: ống inox từ hiện trường tạo các rãnh trong, ngoài kích thước khác nhau;

– Mẫu ống đối chứng loại 3: ống đồng từ hiện trường tạo các rãnh trong, ngoài kích thước khác nhau.

  1. Bộ tài liệu thiết kế đầu dò

– Bộ tài liệu thiết kế đầu dò loại 1: 1 bộ;

– Bộ tài liệu thiết kế đầu dò loại 2: 1 bộ;

– Bộ tài liệu thiết kế đầu dò loại 3: 1 bộ;

  1. Bộ tài liệu thiết kế mẫu chuẩn

– Bộ tài liệu thiết kế mẫu ống thí nghiệm loại 1: 1 bộ;

– Bộ tài liệu thiết kế mẫu ống thí nghiệm loại 2: 1 bộ;

– Bộ tài liệu thiết kế mẫu ống thí nghiệm loại 3: 1 bộ;

– Bộ tài liệu thiết kế mẫu ống đối chứng loại 1: 1 bộ;

– Bộ tài liệu thiết kế mẫu ống đối chứng loại 2: 1 bộ;

– Bộ tài liệu thiết kế mẫu ống đối chứng loại 3: 1 bộ;

  1. Các qui trình đo

– Qui trình đo cho đầu dò loại 1: 1 bộ;

– Qui trình đo cho đầu dò loại 2: 1 bộ;

– Qui trình đo cho đầu dò loại 3: 1 bộ;

  1. Các hướng dẫn kỹ thuật

– Hướng dẫn kỹ thuật đầu dò loại1: 1 bộ;

– Hướng dẫn kỹ thuật đầu dò loại2: 1 bộ;

– Hướng dẫn kỹ thuật đầu dò loại3: 1 bộ;

Kết quả đề tài được báo cáo tại Hội nghị khoa học và công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 11 do Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam tổ chức tại Đà Nẵng 8/2015.  Bài báo “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo các đầu dò dòng điện xoáy cho các triển khai NDT công nghiệp” đã được đăng trên tạp chí Khoa học và công nghệ hạt nhân của Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam số 2 năm 2016;

Các kết quả của đề tài đã khẳng định khả năng chế tạo các loại đầu dò đáp ứng yêu cầu kiểm tra Eddy Current ở trong nước là hoàn toàn được. Để đảm bảo công nghệ chế tạo ổn định và có tính mỹ thuật cao do sản xuất có tính chất công nghiệp, nhóm thực hiện đề tài kiến nghị: Tiếp tục triển khai đề tài áp dụng thử ở nhiều cơ sở sản xuất có hoạt động NDT trong nước; Nghiên cứu chế tạo các loại đầu dò sử dụng cho vật liệu sắt từ; Được đầu tư một số trang bị máy móc để sản xuất các linh kiện đầu dò như ferit, thân vỏ, conector…

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17500/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)

BÀI VIẾT LIÊN QUANBÀI VIẾT CÙNG TÁC GIẢ