Giới Thiệu Nhựa dẻo mật độ cao (HDPE) là một loại polyme linh hoạt, khả năng phục hồi sau khi nhiệt và chịu chu kỳ nhiệt mà không mất tính năng. Với giá thành thấp, khả năng chống ăn mòn, dễ vận chuyển, và quy trình hàn nhanh chóng, HDPE được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp và sinh hoạt.

Khuyết Tật Trong Mối Hàn HDPE Mối hàn ống HDPE yêu cầu sự chuẩn bị bề mặt cẩn thận để đảm bảo chất lượng hàn. Nhiệt độ hàn thường ở khoảng 200-250°C, và sai số trong áp suất hoặc nhiệt độ có thể dẫn đến thiếu ngấu trong mối hàn. Việc xử lý không đúng cách cũng có thể gây nứt và dẫn đến các sự cố rò rỉ nguy hiểm.

Kiểm Tra Không Phá Hủy (NDT) Mối Hàn HDPE Một số ứng dụng công nghiệp yêu cầu kiểm tra không phá hủy để đảm bảo chất lượng mối hàn. Phương pháp truyền thống như chụp ảnh phóng xạ và siêu âm mảng pha không thể đạt hiệu quả cao với HDPE. Phương pháp kiểm tra không phá hủy bằng TOFD cung cấp kết quả tốt hơn với việc sử dụng sóng nhiễu xạ để tạo hình ảnh siêu âm có độ phân giải cao.

Kỹ Thuật TOFD Trong Kiểm Tra Mối Hàn HDPE TOFD là phương pháp NDT lý tưởng để đánh giá chất lượng mối hàn HDPE. Sử dụng đường truyền âm nước cải tiến giúp tạo ra hình ảnh chất lượng cao hơn. Cặp đầu dò đặt ở hai bên của mối hàn, và xung siêu âm truyền và nhận từ hai phía. TOFD cho phép xác định chính xác vị trí và kích thước của các khuyết tật trong mối hàn.

Lợi Ích và Hạn Chế TOFD cung cấp khả năng xác định bất liên tục thẳng đứng, độ phân giải cao và độ lặp lại. Tuy nhiên, cần lưu ý đến sự biến đổi vận tốc sóng, lệch trục và độ phân giải của phương pháp kiểm tra.

Kết Luận Phương pháp kiểm tra TOFD là lựa chọn hàng đầu để đánh giá chất lượng mối hàn ống HDPE. Kết hợp với sự ứng dụng linh hoạt của PAUT, các ngành công nghiệp có thể đảm bảo mối hàn HDPE đáp ứng các yêu cầu chất lượng và an toàn.

Pha tín hiệu và nhiễu

Hình ảnh A-Scan kiểm tra TOFD ống HDPE được trình bày trong Hình 4, A-Scan được thu được bằng cách sử dụng đầu dò PCS=113 mm, đường kính 6 mm 2,25 MHz và sóng dọc khúc xạ 60 độ trong HDPE dày 49 mm với nêm nước. Bạn có thể xem Sơ đồ quét trong Hình 2. Thiết bị có thể được sử dụng là OmniScan MX2 hoặc OmniScan X3.

Một trong những yêu cầu của ASME BPVC Sec. V, Mục. 4, Ứng dụng III  là biên độ nhiễu không được vượt quá 10% FSH, phạm vi nhiễu được chấp nhận là khoảng 5-10 FSH. Hình 3 cho thấy rằng biên độ nhiễu dưới 8% FSH, trong trường hợp xấu nhất là SNR>9:1 (hoặc 19 dB).

SNR thấp giúp hình ảnh TOFD D-Scan rõ ràng, như có thể thấy trong Hình 4.

Hình 1. 4. A-Scan của tín hiệu TOFD trong vật liệu HDPE dày 49 mm với PCS=113 mm, đầu dò 6 mm, 2.25 MHz.

Hình 2. Bố trí đầu dò TOFD sử dụng để thu A-Scan trong Hình 1.

Hình 3. Biên độ nhiễu trong A-Scan. Nhiễu nằm ngay trong khoảng suy giảm của sóng mặt.

Hình 4. Hình ảnh TOFD trên ống HDPE dày 49 mm với các rãnh 5%, 75% và 50% độ sâu dài 25 mm và lỗ khoan đáy bằng 75% (từ trái qua phải).

SNR cao, giúp phân tích các mối quan hệ pha trong tín hiệu hình ảnh và giúp phân biệt các đỉnh tip của bất liên tục (đầu trên hoặc đầu dưới) cho mục đích định cỡ.

Hình 5 trình bày hình ảnh B-Scan trong đó có thể nhìn thấy rõ rãnh khía ở giữa. A-Scan bao gồm sóng bên và tín hiệu nhiễu xạ từ đỉnh khuyết tật. Có thể quan sát thấy quy luật của mối quan hệ nghịch pha được thỏa mãn bởi hai xung. Sóng mặt bắt đầu với “xung âm đầu tiên” trong khi xung chỉ thị bắt đầu với một xung dương. Xung phản xạ mặt đáy (bị suy giảm mạnh ở các vị trí có bất liên tục ăn với ID) đang ngược pha với mặt như lý thuyết đã dự đoán.

Hình 5. Sự đổi pha giữa sóng mặt, sóng đỉnh trên và đỉnh dưới của rãnh khía ID.