Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Khi thiết bị phát hiện tia phóng xạ không còn thấy tia phóng xạ nữa thì chính vo thời điểm đó bề mặt chi tiết đã bị mòn với giá trị mi mòn bằng chiều dầy chất phóng xạ đã đợc gắn vo. Tất nhiên khi áp dụng phơng pháp ny cần có trang thiết bị để chống nhiễu xạ cho ngời công nhân v bằng mọi cách để tia phóng xạ không lọt ra ngoi ống thuỷ tinh. Đ3.Xác định mức độ h hỏng bằng phơng pháp đo trực tiếp. Thông thờng v ứng dụng nhiều nhất vẫn l phơng pháp đo trực tiếp. Sau đây chúng ta sẽ nghiên cứu một số phơng pháp xác định sự sai lệch về kích thớc v hình dạng của chi tiết so với kích thớc hình dáng ban đầu. 1. Kiểm tra mặt phẳng. Bề mặt của một chi tiết đợc đặc trng bởi giá trị sai lệch so với bề mặt lýtởng. Sự đánh giá chất lợng bề mặt đợc tiến hnh trên bề mặt kiểm tra theo phơng pháp vết thuốc mu. Ta bôi lên bề mặt của bệ kiểm tra một lớp thuốc mu, sau đó ta đặt bề mặt của chi tiết lên bề mặt kiểm tra (bn r), di chuyển bề mặt chi tiết qua lại một số lần theo các chiều khác nhau. Số lợng các vết mu trên bề mặt chi tiết sẽ đánh giá đợc chất lợng bề mặt chi tiết đó. Số lợng các vết thuốc mu cng nhiều thì chất lợng bề mặt chi tiết cng cao. Bằng phơng pháp ny ngời ta tiến hnh r côn chân vịt, kiểm tra độ bám giữa bạc v trục v.v Ta có thể kiểm tra độ gồ ghề của bề mặt bằng phơng pháp dùng thớc thẳng nh hình 14 Thớc Chi tiết h Hình 14 Dùng một thớc thẳng đặt trực tiếp lên bề mặt kiểm tra. Đo khoảng cách giữa thớc v bề mặt chi tiết nhờ bộ thớc lá ta sẽ có giá trị gồ ghề của mặt phẳng chi tiết. Với một bề mặt có diện tích lớn ta dùng ống thuỷ bình để kiểm tra. 2. Kiểm tra bề mặt hình trụ v hình nón Để kiểm tra bề mặt hình trụ phía ngoi (cổ trục) ta dùng panme v thớc cặp, còn để kiểm tra bề mặt hình trụ phía trong( bọc, ống bao trục) ta dùng compa đo trong. Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 19 Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Ta phải thực hiện đo tại 3 tiết diện v trong mỗi tiết diện đợc đo theo hai hớng vuông góc với nhau( hình 15) Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 20 I II III d 11 d 21 d 31 d 12 d 22 d 32 Hình 15 Theo các số liệu đờng kính d đã đo đợc ta có thể xác định đợc độ côn, độ ôvan, độ tang trống, độ bóp của đoạn trục nói trên. Độ côn K theo chiều thẳng đứng đợc xác định theo công thức K đ = L dd 3111 L : l chiều di từ tiết diện I đến III v theo chiều ngang K n = dd 32 12 L Độ tang trống (phình giữa) đợc xác định theo công thức B đ = d 21 - min (d 11 ; d 31 ) B ng = d 22 min (d 12 ; d 31 ) Độ bóp giữa đợc xác định theo công thức: C đ = max (d 11 ; d 31 ) - d 21 C ng = max (d 22 ; d 32 ) - d 22 Độ ôvan tại một tiết diện chính l hiệu giữa 2 đờng kính của một tiết diện đó đo theo 2 chiều vuông góc . 3. Đo độ hở (khe hở) giữa hai mặt tiếp xúc. Để đo khe hở giữa trục v bạc trục ta dùng phơng pháp kép chì.Đầu tiên ta tháo nắp gối đỡ trên, đặt lên bề mặt theo chiều đờng kính một sợi dây chì, sau đó đặt bạc vo v lắp nắp gối đỡ, xiết bu lông để đạt độ găng theo thiết kế. Sau đó tháo nắp gối đỡ, tháo bạc v lấy sợi dây chì ra để đo chiều dầy của sợi dây chì (bằng panme). Chiều dy của sợi dây chì chính l độ hở giữa bạc v trục cần kiểm tra. 4. Kiểm tra độ cong của trục. Độ cong của trục đợc kiểm tra nhờ đồng hồ so trên máy tiện di. Ta đa đoạn trục cần kiểm tra lên máy tiện di v đặt đồng hồ so trên bn dao, đánh dấu một số Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy tiết diện của trục để kiểm tra v đặt đồng hồ so lần lợt tại các vị trí đó. Ta quay trục từ từ đi qua một góc 360 0 . Khi đó kim đồng hồ sẽ bị dịch chuyển. Các vòng tại mỗi tiết diện đợc chia thnh các phần đều nhau (thí dụ ta chia lm 8 phần đều nhau,hình 16). Hình 16 Trục Đồn g hồ so 1 2 4 6 8 + 0 - I II III IV V V I II III IV V V 7 (a) (c) (b) 5 3 Giá trị đo đợc khi đồng hồ đi qua các điểm chia 1; 2; 3; 8 đợc ghi lại v đa lên đồ thị trong đó trục honh ghi số tiết diện, trục tung ghi giá trị độ vòng lớn nhất tại mỗi tiết diện ( hình 16c) Nh vậy ta có thể xác định độ vòng lớn nhất của từng tiết diện v độ vòng lớn nhất của trục cần kiểm tra. 5. Kiểm tra sự điền đầy của kim loại Một số chi tiết sau khi đúc vẫn bị rỗ khí hoặc dắt xỉ bên trong nhiều đờng hn bị rỗ khí, bị dắt xỉ bên trong, nhiều chi tiết sau một thời gian lm việc bị nứt bên trong. Để xác định đợc các hiện tợng h hỏng đó bằng mắt thờng ta không thể biết. Ta có thể sử dụng các phơng pháp sau đây: a. Phơng pháp dùng bột từ tính Phơng pháp ny dựa trên cơ sở của sự thay đổi vị trí các đờng sức trong chi tiết bị nhiễm từ nếu nh trong chi tiết đó có khuyết tật ( rỗ, nứt, dắt xỉ). các đờng sức sẽ bị uốn cong tại nơi có khuyết tật v tạo điểm cực từ tính. Ta rắc lên bề mặt chi tiết khu vực cần kiểm tra một ít bột sắt( thể khô ) hoặc tới lên một ít dung dịch chứa bột sắt ( thể ớt ), sau đó cho chi tiết nhiễm từ. Các bột sắt hoặc dung dịch đó sẽ đợc sắp xếp bình thờng, cách đều nhau nếu trong chi tiết không có khuyết tật. Nhng nếu trong chi tiết có khuyết tật thì các bột sắt sẽ đợc sắp xếp theo các đ ờng sức vòng qua khu vực có khuyết tật, tức l khoảng cách các đờng sức sẽ thay đổi, chỗ dầy, chỗ tha. Hình 17 Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 21 Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 22 Chi tiết không có khuyết tật Chi tiết có khuyết tật Hình 17 Khuyết tật cng gần bề mặt chi tiết thì cng dễ phát hiện v cng nằm sâu bên trong cng khó phát hiện. Do đó phơng pháp từ tính tuy đơn giản nhng không thể xác định đợc các khuyết tật khi chúng nằm sâu bên trong chi tiết. b. Phơng pháp thẩm thấu Phơng pháp ny dựa vo tính thẩm thấu cao của một số chất lỏng ( thí dụ nh xăng, dầu v.v ) Phơng pháp thẩm thấu có hai loại: phơng pháp mu v phơng pháp phát quang. Chất lỏng để thẩm thấu thờng dùng l hỗn hợp dầu hoả 60%, xăng 20%, dầu thông 20% hoặc hỗn hợp dầu hoả 80%, dầu biến áp 10% v dầu thông 10%. Bề mặt chi tiết đợc rửa sạch v quét lên đó lớp dung dịch thẩm thấu. Dung dịch thẩm thấu ny có thể đi vo các khe nhỏ li ti trên bề mặt chi tiết. Ta đa chi tiết đó rửa sạch bằng dung dịch Natricacbonat nung v nớc, sau đó lm khô bằng khí nén v sau đó quét lên bề mặt chi tiết một lớp nớc hiện mu. Sau 30 phút ta sẽ thấy các vệt mu tại những vị trí có khuyết tật. Bằng phơng pháp ny ta có thể phát hiện các vết nứt trên bề mặt chi tiết có kích thớc tới 0.0030mm. Phơng pháp phát quang dựa trên tính chất đặc biệt của một số chất hữu cơ v vô cơ. Các chất ny sẽ phát quang nếu chúng tiếp xúc với các tia rơnghen v các tia tử ngoại. Ta bôi lên bề mặt chi tiết một lớp chất phát quang, sau khoảng 5 đến 10 phút ta rửa chi tiết bằng tia nớc nóng v lm khô bằng khí nén. Để cho khuyết tật hiện rõ hơn ta quét lên chi tiết một lớp có khả năng hấp thụ nh SiO 2 , MgO v.v Sau đó ta dùng tia tử ngoại để chiếu lên bề mặt chi tiết. Chi tiết đợc để trong bóng tối, bóng đèn ( đèn thuỷ ngân ) đợc che đậy lại để không phát sáng v chỉ phát tia tử ngoại thôi ( hình 18 ) Các đờn g sức Khu y ết tật Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 23 1- Bóng đèn thuỷ ngân. 2- Mng lọc ánh sáng 3- Tia tử ngoại. 4- Chi tiết. 5- Khuyết tật có chứa chất phát quang 6- Biến trở Hình 18 5 4 3 2 1 6 Bằng phơng pháp phát quang ta có thể phát hiện các vết nứt có kích thớc tới 0,002 đến 0,003mm. Ưu điểm của phơng phát quang l đơn giản, có thể phát hiện khuyết tật trên các chi tiết bằng bất cứ vật liệu gì v có thể phát hiện các khuyết tật nằm theo bất cứ hớng no. Nhng nó chỉ phát hiện đợc khi khuyết tật đó nằm trên bề mặt chi tiết v quá trình kiểm tra trong phòng tối. c. Phơng pháp siêu âm Bằng phơng pháp siêu âm ta có thể biết đợc các khuyết tật nằm sâu trong lòng chi tiết. Các máy siêu âm có thể lan truyền trong các vật liệu đn hồi với tốc độ 4.000 đến 6.000m/giây v tuân theo các định luật cơ bản của quang học. Sóng siêu âm bị phản xạ tại ranh giới giữa hai môi trờng, bị khúc xạ khi chuyển từ môi trờng ny sang môi trờng khác. Các phơng pháp chính dùng siêu âm để xác định các khuyết tật l phơng pháp bóng âm, phơng pháp sung dội, phơng pháp cộng hởng. Sơ đồ nguyên lý lm việc của phơng pháp bóng âm đợc thể hiện trên hình 19 3 5 4 2 6 1 1- Máy phát tần số cao. 2- Bộ phận phát sóng âm. 3- Chi tiết cần kiểm tra 4- Bộ phận thu sóng âm 5- Máy ghi dao động 6- Bộ phận khuếch đại Hình 19 Các sóng âm từ bộ phận phát sẽ đi qua chi tiết cần kiểm tra v đợc thu lại tại bộ phận thu( 4 ) Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Nếu trong chi tiết không có khuyết tật gì thì các sóng âm không bị khúc xạ lại m đi thẳng đến tới bộ phận thu (4). Nhng nếu trong chi tiết có khuyết tật thì khi sóng âm lan truyền đến đó, một phần lớn sóng âm sẽ bị khúc xạ v trên bộ phận thu sóng âm (4) sẽ có một khoảng tối (tức l sóng âm không đến đợc ). Nh vậy qua bộ phận máy ghi dao động v bộ phận khuếch đại ta có thể dễ dng biết trong chi tiết có khuyết tật hay không. Trên hình 20 l sơ đồ nguyên lý dùng siêu âm để xác định khuyết tật bên trong hay để đo chiều dầy chi tiết bằng phơng pháp xung dội. Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 24 1 - Máy phát sóng 2 - Bộ phận phát sóng 3 - Chi tiết. 4 - Bộ phận thu sóng. 7- Khuyết tật của chi tiết 6. Bộ phận khuếch đại. 9-10: Tấm lm chuyển hớng tia điện. 11 - Tín hiệu đầu. 12 - Tín hiệu giữa. 13 - Tín hiệu cuối (đáy). 14 - ống tia điện. 15 - Bộ phận nguồn Hình 20 15 4 7 2 3 10 6 10 1 9 14 11 12 13 Theo sơ đồ ny máy tạo dao động siêu âm v máy thu đợc nối với nhau. Trong một chu kỳ, thời gian đầu máy phát (còn gọi l mỏ tìm hay que thăm dò) sẽ lm việc nh một bộ tạo dao động v thời gian còn lại của chu kỳ nó sẽ lm việc nh một máy thu. Khi máy siêu âm đi vo bề mặt của chi tiết thì một phần sẽ bị phản xạ lại v trong ống của máy ghi dao động (14) sẽ có tín hiệu đầu (11). Sóng siêu âm sẽ lan truyền qua chi tiết v khi đến mặt bên kia của chi tiết thì sóng siêu âm sẽ bị phản xạ lại v đi vo bộ phận thu (4) v trên ống của ghi dao động sẽ có tín hiệu đáy (13). Dựa vo khoảng cách giữa tín hiệu đầu v tín hiệu đáy ta có thể biết đợc chiều dầy chi tiết. Nếu trong chi tiết có khuyết tật thì khi sóng siêu âm tới đó, một phần sẽ bị phản xạ lại v trong ống của máy ghi dao động sẽ có tín hiệu giữa (12). Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy d. Xác định khuyết tật bằng phơng pháp chiếu tia. Phơng pháp ny dựa vo khả năng đi qua vật liệu của các tia Rơnghen v tia Gamma. Các tia ny khi đi qua vật liệu sẽ bị hấp thụ một phần. Mức độ hấp thụ các tia ny phụ thuộc vo loại vật liệu, dựa vo chiều dy vật liệu m các tia đó đi qua. Độ đậm đặc cng lớn, chiều cng lớn thì mức độ hấp thụ cng cao. Xác định bằng phơng pháp chiếu tia nhờ thiết bị chiếu v phim chụp (phim Rơnghen). Nếu thay vo phim Rơnghen ta để mn ảnh phát quang thì ta sẽ thấy vệt sáng hoặc mờ (hình 21). Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 25 1- Chi tiết kiểm tra. 2- Nguồn phát xạ. 3- Lỗ hổng. 4 - Dắt xỉ. 5- Phim rơnghen. 6- Hiện tối sáng trên phim Hình 21 3 4 Khi thực hiện phơng pháp ny phải đảm bảo thật an ton cho ngời thợ, cần có biện pháp để kiểm tra hiện tợng nhiễu xạ cho công nhân. 6 - Kiểm tra chiều dy của cơ cấu bằng phơng pháp đo. Để xác định chiều dy của cơ cấu của tôn bao tu thuỷ ngời ta thờng dùng phơng pháp đo trực tiếp nhờ các dụng cụ đo nh thớc cặp, compa v.v Hiện nay ở các nh máy sửa chữa tu ngời ta dùng máy siêu âm để đo v đôi khi ngời ta tiến hnh khoan lỗ để đo trực tiếp. Trớc tiên phải xác định vị trí tôn bao cần đo chiều dy. Bằng mắt thờng ta dự đoán những vùng tôn bao bị mòn nhiều nhất v đánh dâú vị trí cần đo. Số điểm đo tuỳ thuộc vo loại tu, vo vùng tôn v yêu cầu của cơ quan Đăng kiểm. Dùng máy mi để mi nhẵn bóng tôn tại các điểm đó, v bôi lên mặt tôn một lớp mỡ để tránh bị dỉ tiếp. Dùng máy siêu âm để đo chiều dầy tôn tại các điểm đó. Kết quả đo đợc ghi trên bản vẽ v căn cứ vo các số đo ta sẽ quyết định phơng án sửa chữa. Bảng vẽ rải tôn có số đo chiều dy đợc trình lên Đăng kiểm v phơng án sửa chữa phải đợc cán bộ thanh tra Đăng kiểm chấp nhận. Đỗi với các loại tu nhỏ, chiều dầy tôn không quá 5 mm v tại nh máy không có máy siêu âm để đo chiều dầy thì ta dùng phơng pháp khoan lỗ. Đờng kính lỗ khoan l 8 mm. Sau đó ta dùng các loại thớc thông thờng( hình 22) để đo chiều dầy tôn tại vị trí lỗ khoan. Thớc phải có độ chính xác tới 0.1mm. 6 1 2 5 Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 26 Hình 22 Chi tiết Thớc Để đo chiều dầy của một tấm tôn bao thờng ngời ta khoan tại 3 vị trí( hình 22a). Nếu giá trị đo đợc tính trung bình tai 3 vị trí đạt gần tới giá trị mi mòn cho phép ( 20% chiêù dầy thiết kế ) hoặc hiện các độ dầy đo đợc tại 3 vị trí bằng hoặc lớn hơn 1,5 mm thì ta phải tiến hnh đo tại 7 vị trí nh hình 23b. b l l/8 l/2 l/8 5 Hình 23 Chiều dầy trung bình của tấm tôn cần kiểm tra sẽ l: t tb = m t i Trong đó: m : số điểm cần đo Giá trị mi mòn trung bình sẽ l: = t t thk - t tb 1. Kiểm tra kín nớc của các mối nối. Độ kín của các mối hn đợc kiểm tra bằng phơng pháp thẩm thấu hoặc bằng phơng pháp chân không. a. Phơng pháp thẩm thấu: Phơng pháp ny chỉ để phát hiện các mối hn có vết nứt xuyên suốt. Một phía của mối hn ta quét một lớp nớc vôi trắng, khi lớp nớc vôi đã khô ta quét một lớp dầu hoả ở phía mặt đối diện. Do dầu hoả có độ thẩm thấu cao nên dầu có thể chui vo các khe vết nứt v đi sang phía mặt có lớp nớc vôi trắng. Khi gặp dầu thì lớp vôi trằng sẽ bị vng. Nh vậy tại vị trí đó vết hn không kín. Ta cần dũi mối hn cũ để hn lại. 6 1 2 3 1 2 b/2 b/2 4 3 7 Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Phơng pháp ny tuy đơn giản, dễ thực hiện, giá thnh rẻ v có thể thực hiện trên suốt chiều di đờng hn nhng phơng pháp ny chỉ phát hiện đợc các vết nứt xuyên suốt. Với các vết nứt xuyên suốt nhng kích thớc quá nhỏ thì cũng khó phát hiện đợc. b. Phơng pháp chân không Về phía khó tiếp xúc của mối hn ta quét một lớp nớc x phòng sau đó ta đặt một hộp tạo chân không( hình 24). Khoang chân không l một bộ khung chữ bằng cao su v một tấm kính đậy kín phía trên. Dùng vít để nén tấm kính cho chặt. Ta hút hết không khí trong hộp để tạo chân không trong hộp. Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 27 Tấm kính Vùn g chân khôn g Khun g cao su Nớc x p hòn g Chi tiết Hình 24 áp suất bên ngoi lớn, áp xuất trong khoang nhỏ nên nếu mối hn có vết nứt xuyên suốt thì bọt x phòng sẽ xuất hiện v qua tấm kính trong ta dễ dng nhận biết. Với phơng pháp chân không ny ta có thể phát hiện đối với các vết nứt có kích thớc rất nhỏ. Nhng ta chỉ có thể tiến hnh kiểm tra ở một số vị trí đờng hn chứ không thể thực hiện trên suốt chiều di đờng hn nh phơng pháp thẩm thấu. Để kiểm tra độ kín nớc của một khoang két trên tu ta dùng phơng pháp bơm khí nén hoặc bơm đầy nớc có áp lực. Khi bơm khí nén vo trong khoang thì áp lực khí nén trong khoang phải đạt từ 0,7 đến 1,0 Kg/cm 2 8. Xác định mức độ h hỏng của các dạng khác Các dạng h hỏng khác đối với cơ cấu thân tu gồm: Các mói hn bị mòn, đầu đinh tán bị mòn, cơ cấu bị cong vênh, bị gẫy, tôn bao bị lồi lõm, bị thủng v.v Chiều rộng v chiều cao của mối hn luôn phải đạt yêu cầu cho phép. Nhng sau một thời gian khai thác mối hn bị mòn, các đầu đinh tán của mối nối tán đinh cũng bị mòn lm cho sức bền của mối nối không còn đảm bảo. Bằng mắt thờng ta cũng có thể phát hiện ra hiện tợng h hỏng ny. Ta có thể dùng các thớc thông thờng để đo v xác định mức độ h hỏng của chúng. Các thông số biểu thị mức độ h hỏng của cơ cấu đợc ghi trên bản vẽ rải tôn. Căn cứ vo đó phòng kỹ thuật sẽ nêu phơng án sửa chữa cho từng trờng hợp . 18 ) Các đờn g sức Khu y ết tật Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 23 1- Bóng đèn thuỷ ngân. 2- Mng lọc ánh sáng 3- Tia tử ngoại. 4- Chi tiết. 5- Khuyết. trí đó vết hn không kín. Ta cần dũi mối hn cũ để hn lại. 6 1 2 3 1 2 b/2 b/2 4 3 7 Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Phơng pháp ny tuy đơn giản, dễ thực hiện, giá thnh rẻ v có thể. trục) ta dùng compa đo trong. Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 19 Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Ta phải thực hiện đo tại 3 tiết diện v trong mỗi tiết diện đợc đo theo hai hớng vuông