Kiểm soát chất lượng

Kiểm tra không phá hủy

Phát hiện sớm các thành phần lỗi bằng công nghệ chụp cắt lớp công nghiệp

Kiểm tra không phá hủy là gì?

Kiểm tra không phá hủy (NDT) là một kỹ thuật để kiểm tra các linh kiện, mẫu hoặc cụm cho các khuyết tật. Kiểm tra không phá hủy (NDT) có thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau như chụp X-quang, siêu âm, chụp CT công nghiệp hoặc kiểm tra bằng bột từ.

Mục đích của NDT là phát hiện các khuyết tật trong vật liệu ở giai đoạn đầu và loại bỏ các mẫu khuyết tật khỏi sản xuất. Trong quá trình kiểm tra không phá hủy, các mẫu thử nghiệm được đặt dưới tác động của ứng suất nhiệt, cơ và hóa để phát hiện các khuyết tật. Lỗi hoặc khuyết tật bao gồm lỗ rỗ, túi khí, vết nứt hoặc ăn mòn bề mặt. Kiểm tra phải được thực hiện mà không phá hủy hoặc làm hỏng mẫu kiểm tra. Sau khi kiểm tra, mẫu hoặc vật liệu phải phù hợp để sử dụng như trước khi kiểm tra. Điều này khiến NDT trở thành phương pháp quan trọng trong kiểm tra chất lượng và an toàn cho các linh kiện và hệ thống, bởi vật liệu lỗi và khuyết tật cấu trúc trong những trường hợp nghiêm trọng thậm chí có thể gây nguy hiểm cho toàn bộ linh kiện hoặc công trình.

Sự khác biệt với các phương pháp kiểm tra phá hủy là gì?

Không giống như kiểm tra không phá hủy, kiểm tra phá hủy làm hỏng vật liệu đến mức không thể sử dụng được nữa. Các mẫu kiểm tra tiêu chuẩn hóa được sản xuất đặc biệt cho mục đích này được sử dụng. Hơn nữa, không thể nói chắc chắn rằng linh kiện tiếp theo được sản xuất sẽ không có khuyết tật. Do đó, trong công nghiệp, việc thực hiện kiểm tra không phá hủy là vô cùng quan trọng để đảm bảo chất lượng, an toàn và hiệu quả chi phí của sản xuất.

Mục đích của kiểm tra phá hủy nằm ở chi tiết khác: Việc phá hủy mẫu thử cung cấp thông tin quan trọng về loại vật liệu phù hợp cũng như cách thiết kế hình học và kích thước cho bộ phận cần sản xuất.

Kiểm tra phá hủy được thực hiện để xác định đặc tính vật liệu. Đây không phải là trường hợp kiểm tra không phá hủy. Sau đó, điều duy nhất chúng ta biết được là thiết bị kiểm tra cần phải thay thế hay vẫn đảm bảo an toàn về mặt kỹ thuật.

Các phương pháp kiểm tra không phá hủy khác nhau

Có nhiều phương pháp kiểm tra không phá hủy. Ngoài các phương pháp kiểm tra đã được đề cập, chẳng hạn như siêu âm hoặc kiểm tra X-ray, còn có các kỹ thuật khác như kiểm tra âm thanh, đo nhiệt độ hoặc radar xuyên mặt đất. Kiểm tra bằng laser cũng được sử dụng trong NDT. Việc lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau, chẳng hạn như loại vật liệu, kích thước của mẫu thử hoặc loại khuyết tật cần phát hiện.

Các phương pháp kiểm tra không phá hủy 'cổ điển' là những phương pháp quan trọng nhất trong NDT, được phân biệt giữa kiểm tra bề mặt và kiểm tra cấu trúc bên trong.

Kiểm tra trực quan là kiểm tra quang học để kiểm tra các bộ phận và thiết bị. Điều này đặc biệt thích hợp cho việc kiểm soát chất lượng bề mặt và trong quá trình lắp ráp các linh kiện. Có thể dùng các dụng cụ hỗ trợ khác nhau trong quy trình, chẳng hạn như kính lúp, gương, kính hiển vi, máy nội soi, máy ảnh, máy quét hoặc, tất nhiên, mắt thường. Tuy nhiên, một nhược điểm của việc kiểm tra trực quan không phá hủy là chỉ có thể phát hiện lỗi hoặc khuyết tật bề mặt, trong khi lỗi bên trong mẫu kiểm tra ban đầu vẫn không bị phát hiện. Điều này yêu cầu các phương pháp kiểm tra không phá hủy khác.
Kiểm tra thẩm thấu màu liên quan đến việc phun hoặc nhúng chất cản quang có màu hoặc huỳnh quang lên một linh kiện. Tác nhân lắng đọng trong các vết nứt, lỗ rỗ hoặc lỗ trên bề mặt và làm cho chúng có thể nhìn thấy được. Kiểm tra thẩm thấu màu thường được sử dụng cho các mối hàn nói riêng. Nhược điểm của phương pháp này là phải xem xét các khía cạnh môi trường của các chất cản quang và việc nhuộm không cho biết chính xác độ sâu của các vết nứt hoặc lỗ. Ngoài ra, bề mặt gồ ghề có thể hiển thị các khuyết tật giả không phải là khuyết tật thực tế. Mặc dù có những hạn chế này, kiểm tra thẩm thấu màu vẫn là một phương pháp quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng của các linh kiện và hệ thống.
Phương pháp kiểm tra bằng bột từ, còn gọi là kiểm tra rò rỉ từ thông, là một kỹ thuật kiểm tra không phá hủy được áp dụng cho các vật liệu và chi tiết có khả năng nhiễm từ. Với phương pháp này, mẫu kiểm tra đầu tiên được từ hóa. Sau đó, các hạt từ tính huỳnh quang được áp dụng cho mẫu kiểm tra bằng cách sử dụng chất lỏng hoặc bột. Các khuyết tật có thể nhìn thấy được vì chúng tạo ra một từ trường khác. Kiểm tra từ trường rò là một phương pháp kiểm tra rất nhanh và cho phép phát hiện ngay cả những vết nứt nhỏ nhất, có thể mỏng hơn đến bốn lần so với tóc người.

Do đó, kiểm tra hạt từ tính có độ nhạy cao trong việc phát hiện các khuyết tật bề mặt và thường được sử dụng trong gia công kim loại và ngành công nghiệp ô tô. Một ưu điểm khác của phương pháp này là dễ thực hiện. Mặc dù có những ưu điểm, kiểm tra từ trường rò có những hạn chế vì chỉ có thể dùng với các vật liệu có thể từ hóa và kết quả có thể bị ảnh hưởng bởi các đặc tính từ tính của vật liệu.
Kiểm tra dòng điện xoáy là một kiểm tra không phá hủy chỉ có thể được sử dụng cho các vật liệu dẫn điện. Bề mặt của mẫu kiểm tra được kiểm tra các khuyết tật. Một từ trường được tạo ra xung quanh mẫu, tạo ra dòng điện xoáy trong chính mẫu kiểm tra, từ đó tạo ra từ trường riêng của chúng. Những thay đổi trong vật liệu như vết nứt, bọt khí hoặc các khuyết tật tương tự, cũng như tạp chất, sẽ tạo ra từ trường khác biệt so với vật liệu gốc do chúng có độ dẫn điện khác nhau.

Ưu điểm của phương pháp kiểm tra không phá hủy linh kiện này là chỉ yêu cầu mức tiêu hao tài nguyên và chi phí bảo trì thấp so với các phương pháp khác. Do đó, kiểm tra dòng điện xoáy là một trong những phương pháp kiểm tra không phá hủy thân thiện với môi trường và kinh tế nhất. Biện pháp này thường được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ. Tuy nhiên, kiểm tra dòng điện xoáy chỉ có thể dùng cho các vật liệu dẫn điện và chỉ giới hạn ở việc kiểm tra bề mặt, vì dòng điện xoáy chỉ được cảm ứng ở các lớp trên của vật liệu.

Các phương pháp kiểm tra bên trong linh kiện

Kiểm tra bằng X-ray

Kiểm tra X-ray còn được gọi là kiểm tra X quang, là một phương pháp kiểm tra không phá hủy quan trọng cho phép bạn nhìn vào bên trong một linh kiện. Không giống như kiểm tra siêu âm, kiểm tra X quang cũng có thể xác định loại và vị trí chính xác của các khuyết tật, đây là một lợi thế trong nhiều ứng dụng. Kiểm tra X-ray kỹ thuật số, chẳng hạn như chụp cắt lớp vi tính, mở ra nhiều lợi thế khác, vì kết quả kiểm tra có thể được lưu trữ và đánh giá kỹ thuật số.

Kiểm tra X-ray rất quan trọng: NDT 4.0, tức là sự kết hợp giữa số hóa kiểm tra X-ray và sử dụng AI, mang lại những lợi thế quyết định.

Tìm hiểu thêm về NDT 4.0

Kiểm tra siêu âm

Trong kiểm tra siêu âm, sóng siêu âm được gửi từ đầu dò qua mẫu kiểm tra. Các khu vực khuyết tật trong vật liệu phản xạ sóng và có thể được theo dõi trên màn hình. Bằng cách đo thời gian truyền và phản xạ sóng siêu âm, loại và vị trí của khuyết tật có thể được xác định chính xác. Kiểm tra siêu âm hiện đại thậm chí còn đo kích thước của khuyết tật.

Kiểm tra siêu âm thích hợp để kiểm tra không phá hủy các linh kiện phẳng và khối lượng lớn, ví dụ như để đo độ dày của tường. Kiểm tra bằng siêu âm mang lại kết quả tốt hơn so với kiểm tra bằng X-ray đối với các khuyết tật phẳng. Tuy nhiên, một nhược điểm của phương pháp này là vật liệu không chỉ chịu biến dạng âm thanh trong quá trình kiểm tra, mà còn chịu biến dạng nhiệt. Việc kiểm tra bằng siêu âm cũng khó khăn hơn với các bề mặt thô.

Chụp CT

Trong NDT với chụp cắt lớp vi tính (CT), đối tượng cần kiểm tra được chụp X-quang, tương tự như kiểm tra X quang. Nhiều hình ảnh 2D được chụp từ các góc nhìn khác nhau. Những hình ảnh này sau đó được chuyển đổi thành mô hình ba chiều bằng máy tính. Mô hình này sau đó sẽ cung cấp cái nhìn chi tiết vào bên trong vật thể, cho thấy các khuyết tật hoặc biến đổi trong vật liệu (nếu có). Một tính năng độc đáo của CT-NDT là cung cấp độ phân giải cao hơn các phương pháp kiểm tra không phá hủy khác, giúp phát hiện ngay cả những khuyết tật rất nhỏ hoặc khó phát hiện.

Với chụp cắt lớp vi tính công nghiệp, ngay cả các bộ phận nhỏ, phức tạp cũng có thể được kiểm tra với độ chính xác tối đa. Việc kiểm soát thiết bị và đánh giá dữ liệu đo lường được thực hiện bằng phần mềm đặc biệt. Do đó, có thể tạo ra các bản quét để đáp ứng các yêu cầu đo lường cao của ngành, phát hiện các đứt gãy lõi và ngay cả những khuyết tật, lỗ rò và khoảng trống nhỏ nhất trong bộ phận. Chụp CT thậm chí còn chụp được các linh kiện mà công nghệ đo lường cũ không thể kiểm tra do không thể tiếp cận được.

ZEISS INSPECT X-Ray

Phân tích dữ liệu thể tích một cách hiệu quả

Hãy hình dung và phân tích các chi tiết của bạn đến tận lõi bên trong bằng dữ liệu CT. Bất kể bạn dùng thiết bị CT nào, phần mềm ZEISS INSPECT đều có khả năng xử lý và phân tích dữ liệu ưu việt. Đánh giá các khuyết tật, cấu trúc và tình huống lắp ráp và đưa kết quả của bạn vào các báo cáo dễ hiểu - ngay cả với video.

Bắt đầu ngay

Chúng tôi không còn phải chuyển đổi giữa các giải pháp phần mềm khác nhau. Chúng tôi luôn đồng bộ trong một hệ thống duy nhất, từ đó đưa ra được những nhận xét và kết luận đáng tin cậy.

Horst Lang Trưởng phòng Hỗ trợ Hoạt động Chất lượng Doanh nghiệp, Festo

Tại sao kiểm tra không phá hủy lại quan trọng trong ngành?

Công nghệ hiện đại của NDT tạo ra giá trị gia tăng lớn cho ngành. Phát hiện sớm các linh kiện khuyết tật cho phép loại bỏ chúng khỏi quy trình sản xuất. Nếu có thể, tiến hành sửa chữa. Trong trường hợp các khuyết tật không thể khắc phục, vật liệu được loại bỏ và đưa trở lại chu trình vật liệu.

Điều này dẫn đến những lợi thế nổi bật sau:

Tiết kiệm tài nguyên, thời gian và tiền bạc
Ít phàn nàn hơn
Tăng chất lượng và độ an toàn của các thành phần
Giảm rủi ro cho con người và môi trường do lỗi trong các linh kiện

Ai có thể thực hiện NDT?

Kiểm tra không phá hủy phải tuân theo tiêu chuẩn, DIN EN ISO 9712. Theo tiêu chuẩn này, chỉ những cá nhân được chứng nhận mới có thể thực hiện các quy trình kiểm tra không phá hủy. Chứng nhận tuân theo các chỉ thị nghiêm ngặt để đảm bảo chất lượng và an toàn của các kiểm tra.

Tùy thuộc vào kinh nghiệm và đào tạo của họ, các cá nhân được chứng nhận có thể đạt được ba cấp độ trong quy trình kiểm tra tương ứng. Cần có chứng nhận riêng cho từng phương pháp kiểm tra. Ví dụ, một người chỉ được chứng nhận thực hiện kiểm tra siêu âm không được thực hiện chụp X quang không phá hủy hoặc kiểm tra dòng điện xoáy.

Ba cấp độ chứng nhận bao gồm:

Giai đoạn 1: Ủy quyền thực hiện các thủ tục kiểm tra và ghi lại kết quả kiểm tra
Cấp độ 2: Ủy quyền đánh giá bổ sung kết quả kiểm tra (theo các tiêu chuẩn và quy định hiện hành)
Cấp độ 3: Người thực hiện kiểm toán có quyền quyết định quy trình kiểm toán phù hợp, chỉ định phương pháp thử nghiệm và đồng thời chịu trách nhiệm về cơ sở vật chất nơi tiến hành kiểm toán

Chứng nhận được cấp bởi các tổ chức chứng nhận khác nhau như Hiệp hội Kiểm tra Không phá hủy Đức (DGZfP), Hiệp hội Kiểm tra Không phá hủy Hoa Kỳ (ASNT) và các cơ quan khác. Các kết quả này sau đó phải được DAkkS (Cơ quan Công nhận Đức) chính thức công nhận.

Các chứng chỉ phải được gia hạn định kỳ 5 năm một lần để đảm bảo người kiểm tra luôn cập nhật kiến thức và nâng cao trình độ chuyên môn trong quy trình thử nghiệm.

AI: Ưu điểm của NDT 4.0

Chụp cắt lớp vi tính công nghiệp đã trở thành một trong những phương pháp quan trọng nhất trong NDT. Các cấu trúc bên trong phức tạp được kiểm tra các khuyết tật không phá hủy và trong 3D. Kết quả là các thông số quy trình được đồng bộ hóa và quy trình sản xuất không ngừng được cải tiến.

Việc số hóa và tự động hóa kiểm tra không phá hủy báo hiệu sự tiến bộ trong ngành và được gọi là NDT 4.0. Vì các yếu tố như mệt mỏi có thể ảnh hưởng đến kiểm tra thủ công, việc sử dụng AI (Trí tuệ nhân tạo) mang lại lợi ích đặc biệt. Những yếu tố này hoàn toàn không ảnh hưởng đến quy trình kiểm tra không phá hủy (NDT) tự động hóa. Ngoài ra: Kết quả kiểm tra hoặc đánh giá lỗi có thể khác nhau giữa người này với người khác. Các xét nghiệm được thực hiện bởi cùng một người cũng có thể thay đổi do độ mỏi, ví dụ. Phát hiện lỗi tự động dựa trên AI giúp loại bỏ lỗi con người và tối đa hóa khả năng tái tạo kết quả kiểm tra. Nhờ học máy, AI cũng có thể học các thông số đo kiểm mới bất cứ lúc nào và liên tục cải tiến quy trình kiểm tra. Mục tiêu của NDT 4.0 là đưa kiểm tra không phá hủy lên một tầm cao mới, kết hợp chuyên môn và kinh nghiệm của con người với hiệu quả của trí tuệ nhân tạo để tạo ra sức mạnh tổng hợp.

Phát hiện lỗi tự động dựa trên AI giúp loại bỏ lỗi con người và tối đa hóa khả năng tái tạo kết quả kiểm tra. Nhờ học máy, AI cũng có thể học các thông số đo kiểm mới bất cứ lúc nào và liên tục cải tiến quy trình kiểm tra. Mục tiêu của NDT 4.0 là nâng kiểm tra không phá hủy lên tầm cao mới, kết hợp chuyên môn và kinh nghiệm của con người với hiệu quả của trí tuệ nhân tạo để tạo ra sự cộng hưởng.

Chia sẻ trang này