KỸ THUẬT HÌNH ẢNH KẾT HỢP PHA (PCI) – GIẢI PHÁP TFM THẾ HỆ MỚI CHO PHÁT HIỆN KHUYẾT TẬT SIÊU NHỎ | AITECH NDT

1. Giới thiệu PCI – Bước tiến mới trong kiểm tra siêu âm mảng pha (PAUT/TFM)

Phase Coherence Imaging (PCI) là kỹ thuật siêu âm tiên tiến được tích hợp trên thế hệ thiết bị OmniScan™ X3 64, cho phép tái tạo hình ảnh TFM với độ rõ nét vượt trội, độ nhiễu nền cực thấp và độ nhạy cao với các khuyết tật rất nhỏ (micro-defects).

Khác với PAUT hoặc TFM thông thường vốn dựa vào biên độ tín hiệu, PCI sử dụng hoàn toàn thông tin pha trong dữ liệu A-scan để tính toán, nhờ đó tạo nên hình ảnh TFM rõ ràng ngay cả trong môi trường vật liệu suy giảm mạnh hoặc có nhiều nhiễu.

PCI được đánh giá là một trong những cải tiến quan trọng nhất trong lĩnh vực UT nâng cao, đặc biệt cho các ứng dụng:

• Kiểm tra mối hàn chất lượng cao
• Phát hiện nứt do creep, HTHA
• Phân tích hư hại trong vật liệu suy giảm âm
• Kiểm tra thiết bị trong nhà máy lọc hóa dầu, điện, hóa chất và công nghiệp nặng

AITECH là đơn vị tiên phong đưa kỹ thuật PCI vào dịch vụ kiểm tra UT nâng cao (Advanced UT) tại Việt Nam.

2. PCI hoạt động như thế nào? – Nguyên lý xử lý pha hoàn toàn mới

PCI gồm 3 bước xử lý chính:

1. Chuẩn hóa toàn bộ dữ liệu A-scan
2. Phân tích phân bố pha của từng A-scan và so sánh với mỗi điểm trong vùng TFM
3. Đánh giá độ nhất quán pha (Phase Coherence) – vị trí nào có tín hiệu phản xạ từ khuyết tật thật sẽ có độ kết hợp pha cao hơn, thể hiện bằng cường độ tín hiệu PCI (0–100%)

Điểm khác biệt lớn nhất:
????PCI không dùng biên độ, không phụ thuộc gain, không bị ảnh hưởng bởi bão hòa tín hiệu.

Kết quả:

• Nhiễu nền gần như bị triệt tiêu
• Tín hiệu nhiễu xạ từ khuyết tật hiển thị sắc nét
• Các khuyết tật micro-crack hoặc định hướng kém được thể hiện rõ ràng hơn nhiều so với TFM/PAUT truyền thống

3. So sánh PCI và TFM/PAUT thông thường

4. 5 ƯU ĐIỂM VƯỢT TRỘI CỦA PCI – LỢI THẾ CHỈ CÓ TRÊN THẾ HỆ TFM MỚI

Dựa trên các thử nghiệm thực tế và vận hành thiết bị OmniScan X3 tại AITECH, PCI mang lại 5 ưu điểm vượt trội sau:

4.1. Hình ảnh 2D trực tiếp từ pha – Hiển thị khuyết tật siêu nhỏ cực kỳ rõ ràng

PCI sử dụng sự nhất quán pha để xác định vị trí khuyết tật mà không cần biên độ.

Nhờ đó:

• Khả năng phát hiện khuyết tật nhỏ tăng đáng kể
• Không cần quét nhiều góc như TOFD
• TFM PCI cho hình ảnh trực tiếp trong thời gian thực

Đặc biệt hữu ích trong:
✔ Nứt HTHA
✔ Creep cracking
✔ Micro-crack trong vật liệu đúc hoặc hợp kim

4.2. Tín hiệu không thể bị bão hòa (No Saturation Effect)

Với PAUT/TFM thông thường, tín hiệu mạnh có thể làm saturate A-scan ⇒ mất thông tin.
PCI không dùng biên độ → không có hiện tượng bão hòa, dù echo rất lớn.

Lợi ích:

• Cài đặt nhanh hơn
• Kết quả ổn định hơn
• Không nhạy với thay đổi cấu hình thiết bị hoặc coupling

4.3. Không cần điều chỉnh Gain – Thiết lập nhanh hơn 30–50%

Trong chế độ PCI, thiết bị không cho phép chỉnh gain vì biên độ không được sử dụng trong tính toán.

Điều này giúp:

• Rút ngắn thời gian setup
• Giảm lỗi người vận hành
• Tăng tính lặp lại giữa các kỹ thuật viên

Chỉ cần chọn mode PCI và đặt điện áp phát phù hợp – thiết bị tự tối ưu.

4.4. Kết quả nhất quán – Định cỡ khuyết tật đơn giản và chính xác hơn

Khuyết tật được nhận dạng thông qua điểm nóng pha (phase hot-spots).
Người kiểm tra chỉ cần đặt con trỏ tại vị trí pha lớn nhất để xác định kích thước nứt.

Ưu điểm:

• Không phụ thuộc độ nhạy, không cần điều chỉnh lại
• Kích thước khuyết tật lặp lại giữa các lần quét và các kỹ thuật viên
• Giảm sai số người vận hành

4.5. Cần ít nhóm quét hơn – Giảm thời gian kiểm tra nhưng vẫn đảm bảo độ bao phủ

Dù AIM (Acoustic Influence Map) hiển thị phân bố biên độ, PCI vẫn hoạt động tốt ngay cả khi biên độ thấp.

Nghĩa là:

• Ít cần tạo nhiều nhóm TFM khác nhau
• Vẫn phát hiện tốt khuyết tật ở các vị trí khó
• Tiết kiệm thời gian lập plan và thời gian quét thực tế

5. Ứng dụng PCI trong dịch vụ NDT tại AITECH

AITECH ứng dụng PCI cho các hạng mục:

5.1. Kiểm tra mối hàn áp lực, bồn, đường ống theo API/ASME/EN/ISO/AS

• Tăng độ nhạy phát hiện nứt root, nứt toe, LOF
• Hỗ trợ đánh giá lại mối hàn cũ trong dự án RBI/FFS

5.2. Phát hiện HTHA, creep cracking trong thiết bị nhiệt độ cao

Một trong các ứng dụng nổi bật nhất – PCI cho phép thấy rõ:

• Vùng tổn thương ban đầu
• Micro-fissures mà PAUT/TFM khó phát hiện

5.3. Kiểm tra vật liệu suy giảm âm, vật liệu đúc, thép hợp kim

Ví dụ: cast steel, stainless steel, duplex → PCI giảm nhiễu scattering đáng kể.

5.4. Kiểm tra ăn mòn dạng creep (creep corrosion mapping)

Hình ảnh PCI thể hiện rõ các vùng tách lớp nhỏ (creep cavities).

6. Kết luận – PCI là tương lai của kiểm tra siêu âm nâng cao

PCI = TFM không dùng biên độ → giảm nhiễu, tăng độ nhạy, cải thiện hình ảnh rõ nét chưa từng có.

AITECH cam kết ứng dụng PCI vào các dịch vụ UT nâng cao nhằm:

• Nâng cao độ tin cậy kết quả
• Giảm thời gian kiểm tra
• Tối ưu chi phí cho khách hàng
• Đáp ứng yêu cầu khắt khe của API/ASME/EN/ISO/AS và tiêu chuẩn công nghiệp nặng