TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƢ PHẠM BỘ MÔN SƢ PHẠM VẬT LÝ ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT CHỤP ẢNH PHÓNG XẠ TIA X ĐỂ KIỂM TRA KHUYẾT TẬT CÁC MỐI HÀN KIM LOẠI Luận văn tốt nghiệp Ngành: SƢ PHẠM VẬT LÝ – TIN HỌC Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Ths.GVC.Hoàng Xuân Dinh Bùi Thị Ái Ngọc Mã số SV: 1107581 Lớp: Sƣ phạm Vật Lý – Tin Học Khóa: 36 Cần Thơ, Năm 2014 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh LỜI CẢM ƠN Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài: “Ứng dụng của kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ tia X để kiểm tra khuyết tật các mối hàn kim loại”, em đã gặp những khó khăn ban đầu về việc tìm tài liệu và khúc mắc về kiến thức. Nhƣng qua quá trình tìm hiểu và thực hiện đề tài, em đã nhận đƣợc sự hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình của quý thầy cô và bạn bè cùng khóa. Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Hoàng Xuân Dinh đã tận tình hƣớng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi và đóng góp nhiều ý kiến giúp em nghiên cứu thành công đề tài này. Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả các thầy, cô trong bộ môn sƣ phạm Vật lý đã truyền đạt cho em những kiến thức sâu sắc, quý báu trong suốt thời gian em học tập tại trƣờng. Và em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các cán bộ thƣ viện Khoa sƣ phạm, cũng nhƣ các cán bộ trung tâm học liệu đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình tìm tài liệu làm luận văn. Trong quá trình thực hiện đề tài mặc dù bản thân có nhiều cố gắng nhƣng khó có thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến chân thành để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Cần Thơ, Tháng 4/2014 Bùi Thị Ái Ngọc SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh MỤC LỤC Phần MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 4 1. Lý do chọn đề tài .............................................................................................................. 4 2. Mục đích của đề tài .......................................................................................................... 5 3. Giới hạn của đề tài ........................................................................................................... 5 4. Phƣơng pháp và phƣơng tiện thực hiện ........................................................................... 5 5. Các bƣớc thực hiện........................................................................................................... 5 Phần NỘI DUNG ................................................................................................................. 6 Chƣơng 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƢƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY (NON DESTRUCTIVE TESTING - NDT) ............................................................... 6 1.1. Định nghĩa và tầm quan trọng của phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy ................... 6 1.1.1. Định nghĩa ................................................................................................................. 6 1.1.2. Tầm quan trọng của phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy ...................................... 6 1.2. Các phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy ...................................................................7 1.2.1. Phƣơng pháp kiểm tra bằng mắt thƣờng ...................................................................8 1.2.2. Phƣơng pháp kiểm tra bằng thẩm thấu chất lỏng ..................................................... 8 1.2.3. Phƣơng pháp kiểm tra bằng bột từ ............................................................................ 9 1.2.4. Phƣơng pháp kiểm tra bằng dòng điện xoáy (dòng phu - cô).................................11 1.2.5. Phƣơng pháp kiểm tra bằng thiết bị nội soi ............................................................ 12 1.2.6. Phƣơng pháp kiểm tra bằng siêu âm ....................................................................... 13 1.2.7. Phƣơng pháp chụp ảnh phóng xạ ............................................................................ 15 Chƣơng 2: TIA X VÀ PHƢƠNG PHÁP CHỤP ẢNH PHÓNG XẠ TIA X .................... 18 2.1. Tia X ........................................................................................................................... 18 2.1.1. Sự phát hiện ra tia X ............................................................................................... 18 2.1.2. Bản chất của tia X ................................................................................................... 20 2.1.3. Cơ chế phát xạ tia X................................................................................................ 22 2.1.4. Phổ tia X ................................................................................................................. 24 2.1.4.1. Phổ liên tục ........................................................................................................... 24 2.1.4.2. Phổ vạch ............................................................................................................... 25 2.1.5. Tƣơng tác của bức xạ với vật chất .......................................................................... 27 2.1.5.1. Sự hấp thụ tia bức xạ ............................................................................................ 27 2.1.5.2. Hiệu ứng quang điện ............................................................................................ 28 2.1.5.3. Hiệu ứng tán xạ photon ........................................................................................ 29 2.1.5.4. Hiệu ứng tạo cặp ..................................................................................................31 2.2. Quá trình chụp ảnh phóng xạ tia X và nguyên lý tạo ảnh trên phim .......................... 32 SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 1 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh 2.2.1. Quá trình chụp ảnh phóng xạ tia X ......................................................................... 32 2.2.2. Nguyên lý tạo ảnh trên phim................................................................................... 33 Chƣơng 3: THIẾT BỊ DÙNG TRONG CHỤP ẢNH PHÓNG XẠ................................... 35 3.1. Ống phát tia X ............................................................................................................. 35 3.1.1. Nguyên lý hoạt động ............................................................................................... 35 3.1.2. Cấu tạo .................................................................................................................... 35 3.2. Bộ phận điều khiển trên ống phát tia X ...................................................................... 36 3.3. Cấu tạo và đặc tính của phim ...................................................................................... 37 3.3.1. Cấu tạo .................................................................................................................... 37 3.3.2. Đặc tính ................................................................................................................... 38 3.3.2.1. Độ đen .................................................................................................................. 38 3.3.2.2. Đƣờng cong đặc trƣng.......................................................................................... 39 3.3.2.3. Độ hạt ................................................................................................................... 41 3.3.2.4. Độ mờ ................................................................................................................... 41 3.3.2.5. Độ nét ................................................................................................................... 41 3.3.2.6. Độ tƣơng phản ...................................................................................................... 42 3.3.2.7. Tốc độ phim ......................................................................................................... 43 3.4. Phân loại phim ............................................................................................................ 44 3.5. Màn tăng cƣờng .......................................................................................................... 45 3.5.1. Màn tăng cƣờng bằng chì ....................................................................................... 46 3.5.2. Màn tăng cƣờng bằng muối .................................................................................... 46 3.5.3. Màn tăng cƣờng bằng kim loại huỳnh quang ......................................................... 47 Chƣơng 4: QUÁ TRÌNH XỬ LÝ PHIM, CHẤT LƢỢNG ẢNH ..................................... 48 4.1. Quá trình xử lý tráng rửa phim ................................................................................... 48 4.1.1. Quá trình xử lý tráng rửa phim ............................................................................... 48 4.1.1.1. Quá trình hiện ảnh ................................................................................................ 49 4.1.1.2. Rửa trung gian ...................................................................................................... 49 4.1.1.3. Quá trình hãm....................................................................................................... 50 4.1.1.4. Quá trình rửa làm sạch ......................................................................................... 50 4.1.1.5. Quá trình sấy phim ............................................................................................... 50 4.1.2. Phòng tối ................................................................................................................. 51 4.2. Chất lƣợng ảnh ............................................................................................................ 52 4.2.1. Đánh giá chất lƣợng ảnh ......................................................................................... 52 4.2.2. Nguồn gốc và sự tác động của bức xạ lên chất lƣợng ảnh ..................................... 53 4.2.3. Các biện pháp khắc phục ........................................................................................ 53 SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 2 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh Chƣơng 5: ỨNG DỤNG VÀ VẤN ĐỀ AN TOÀN TRONG CHỤP ẢNH BỨC XẠ ...... 55 5.1. Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ để kiểm tra các mối hàn kim loại...................................... 55 5.1.1. Mối hàn đối tiếp ...................................................................................................... 55 5.1.2. Mối nối chồng ......................................................................................................... 57 5.1.3. Mối hàn nối góc ...................................................................................................... 58 5.1.4. Mối hàn chữ T ......................................................................................................... 60 5.1.5. Mối hàn chữ thập .................................................................................................... 62 5.2. Vấn đề an toàn trong chụp ảnh bức xạ ........................................................................ 63 5.2.1. Tác dụng sinh lý của tia X trên cơ thể ngƣời .......................................................... 63 5.2.2. Liều lƣợng bức xạ ................................................................................................... 64 5.2.2.1. Hoạt độ phóng xạ ..................................................................................................64 5.2.2.2. Liều hấp thụ.......................................................................................................... 64 5.2.2.3. Liều tƣơng đƣơng .................................................................................................65 5.2.2.4. Liều hiệu dụng ..................................................................................................... 66 5.2.2.5. Liều chiếu ............................................................................................................. 67 5.2.2.6. Liên hệ giữa liều chiếu với liều tƣơng đƣơng ...................................................... 67 5.2.3. Biện pháp an toàn để tránh tác hại của tia X .......................................................... 68 5.2.3.1. Thời gian chiếu .................................................................................................... 68 5.2.3.2. Khoảng cách ......................................................................................................... 69 5.2.3.3. Che chắn ............................................................................................................... 69 5.2.3.4. Kỹ thuật khi chụp và chiếu .................................................................................. 70 5.2.4. Quy định liều lƣợng chiếu xạ.................................................................................. 70 Phần KẾT LUẬN ............................................................................................................... 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 3 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh Phần MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin thì kỹ thuật hạt nhân cũng đƣợc áp dụng ngày càng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau của đời sống, kinh tế - xã hội nhƣ: nông nghiệp, công nghiệp, y tế, nghiên cứu các quá trình trong tự nhiên, nghiên cứu và bảo vệ môi trƣờng, khử trùng, bảo quản và biến tính vật liệu,... Trong sự phát triển của kỹ thuật hạt nhân thì “kiểm tra không phá hủy (Non Destructive Testing - NDT)” là một công nghệ thiết yếu và không thể thiếu của các ngành công nghiệp. Kiểm tra không phá hủy đƣợc sử dụng để tối ƣu hoá các quá trình và quy trình công nghệ trong chế tạo, gia công sản phẩm. Nhờ sớm phát hiện và loại bỏ các vật liệu, sản phẩm, bán sản phẩm không đạt yêu cầu, tối ƣu hóa đƣợc quá trình sản xuất nên giảm đƣợc chi phí sản xuất, nâng cao chất lƣợng sản phẩm, hiệu quả sản xuất và kinh doanh của các doanh nghiệp. Đồng thời, nhờ sớm phát hiện các khuyết tật trong các kết cấu, hệ thống và tiểu hệ thống giúp sớm đƣa ra đƣợc các phƣơng án khắc phục và sửa chữa, tránh đƣợc các thảm họa có thể xảy ra. Đối với các nƣớc đang phát triển nhƣ Việt Nam thì việc đầu tƣ, quan tâm các ngành công nghiệp trọng điểm phải đƣợc xem là ƣu tiên hàng đầu để có thể hòa nhập vào nền kinh tế thế giới, nên chất lƣợng sản phẩm bán ra và giá cả là hai yếu tố hàng đầu quyết định sức cạnh tranh của một sản phẩm công nghiệp trên thị trƣờng quốc tế. Kiểm tra không phá hủy góp phần quyết định đảm bảo sản phẩm đạt chất lƣợng cao, giá thành hạ và là công cụ hữu hiệu giúp các doanh nghiệp nâng cao sức cạnh tranh trong nền kinh tế thị trƣờng và trong xu thế toàn cầu hoá. Từ thực tế trên, trong sản xuất cơ khí, công nghệ hàn đƣợc sử dụng rất phổ biến để chế tạo các kết cấu bằng kim loại. Bằng phƣơng pháp hàn có thể chế tạo những kết cấu phức tạp từ những chi tiết đơn giản. Có thể hàn đƣợc những kim loại có tính chất giống nhau và những kim loại có tính chất khác nhau. Hàn giúp tiết kiệm từ 10% - 20% kim loại so với tán; tiết kiệm từ 30% - 50% kim loại so với đúc,... Hàn giúp giảm thời gian chế tạo và hàn có độ bền, độ kín, khả năng cơ khí hóa, tự động hóa cao… Nhƣng nhƣợc điểm của hàn là thƣờng có các khuyết tật nhƣ cong, vênh, nứt, rỗ khí,… Để phát hiện và khắc phục các khuyết tật này là hết sức khó khăn, nhƣng việc kiểm tra chất lƣợng mối hàn đóng vai trò quan trọng, giúp nâng cao chất lƣợng, tuổi thọ và độ tin cậy của sản phẩm. Những hỏng hóc gây hậu quả nghiêm trọng về mặt tài chính xã hội và có thể đƣợc ngăn chặn bằng những kỹ thuật thích hợp. Một trong những phƣơng pháp kiểm tra không SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 4 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh phá hủy ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi và đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp là phƣơng pháp chụp ảnh bức xạ công nghiệp (Radiography Testing - RT). Nó đang ngày càng trở nên hữu hiệu và là sự lựa chọn của nhiều ngành công nghiệp trong việc kiểm tra chi tiết trên các công trình, yêu cầu độ chính xác cao mà không làm tổn hại đến khả năng sử dụng của sản phẩm. Xuất phát từ thực tế đó, em muốn trình bày khái quát về tia X và ứng dụng của tia X trong kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ để kiểm tra khuyết tật các mối hàn kim loại. Đó là lý do chọn đề tài của em. 2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Làm rõ vai trò và tầm quan trọng của phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy NDT trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt là trong công nghiệp hàn kim loại. Trong đó vấn đề cụ thể mà em tìm hiểu trong bài là ứng dụng của kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ tia X để kiểm tra khuyết tật các mối hàn kim loại. 3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI Đề tài chỉ đƣợc tìm hiểu trên cơ sở lý thuyết thông qua các tài liệu nhƣ: sách, báo, bài giảng, hình ảnh từ internet,… chƣa có điều kiện khảo sát vấn đề ngoài thực tế. 4. PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN THỰC HIỆN  Phƣơng pháp thực hiện: Tìm kiếm và thu thập tài liệu sau đó nghiên cứu, phân tích nội dung liên quan và tổng hợp thành một hệ thống kiến thức liên tục.  Phƣơng tiện thực hiện: Các loại sách, báo, bài giảng và mạng internet. 5. CÁC BƢỚC THỰC HIỆN Nhận đề tài. 1) Tìm hiểu tài liệu có nội dung liên quan đến đề tài và viết đề cƣơng. 2) Nộp đề cƣơng và trao đổi với GVHD. 3) Tổng hợp tài liệu viết bản thảo luận văn. 4) Nộp bản thảo và trao đổi với GVHD. 5) Hoàn chỉnh luận văn và nộp cho GVHD. 6) Báo cáo luận văn. SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 5 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh Phần NỘI DUNG Chƣơng 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƢƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY (NON DESTRUCTIVE TESTING -NDT) 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA PHƢƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY 1.1.1. Định nghĩa Kiểm tra không phá hủy hay kiểm tra không tổn hại NDT là việc sử dụng các phƣơng pháp vật lý để thử nghiệm, kiểm tra, đánh giá tính toàn vẹn và chuẩn đoán kỹ thuật của các kết cấu vật liệu, chi tiết sản phẩm, công trình công nghiệp nhằm phát hiện các hƣ hại, khuyết tật bên trong hay ở bề mặt vật kiểm tra hoặc để xác định các đặc trƣng của đối tƣợng mà không làm tổn hại đến khả năng sử dụng của các đối tƣợng kiểm tra (đối tƣợng kiểm tra không bị thay đổi về hình dạng, kích thƣớc, các tính chất cơ - lí - hoá và vẫn có thể dùng đƣợc theo các mục đích thiết kế ban đầu). Kiểm tra không phá hủy dùng để phát hiện các khuyết tật nhƣ vết nứt, rỗ khí, ngậm xỉ, tách lớp, không ngấu, nứt,… trong các mối hàn, kiểm tra ăn mòn của kim loại, tách lớp của vật liệu compoosit, đo độ cứng của vật liệu, kiểm tra độ ẩm của bê tông, đo bề dày vật liệu, xác định kích thƣớc và định vị cốt thép trong bê tông,… 1.1.2. Tầm quan trọng của phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy Mục đích của việc dò khuyết tật đối với các công trình, thiết bị nhằm đánh giá tính chất vật liệu trƣớc khi chúng bị hƣ hỏng và đƣa vào sử dụng, dựa vào các chỉ tiêu kỹ thuật quy định đƣợc công nhận hoặc biến dạng suy biến xác định qua nhiều năm. Kiểm tra không phá hủy NDT đƣợc sử dụng để kiểm tra vật liệu đầu vào, các bán sản phẩm, sản phẩm đầu cuối, kiểm tra và phân loại các sản phẩm gia công chế tạo để bảo đảm đúng chất lƣợng sản phẩm. Kiểm tra, đánh giá định kỳ các kết cấu, hệ thống, tiểu hệ thống trong quá trình sử dụng. Kiểm tra không phá hủy còn đƣợc sử dụng để tối ƣu hoá các quá trình và quy trình công nghệ trong chế tạo, gia công nhằm tăng tính năng làm việc của công trình, thiết bị, và cũng nhằm khai thác hết khả năng của các kết cấu kỹ thuật. Hạn chế rủi ro hoặc các khuyết tật nhằm tăng cƣờng tính toàn vẹn trong kinh doanh và tính an toàn trong xây lắp và tiết kiệm chi phí. Hiện nay, các phƣơng pháp kiểm tra không phá huỷ đã đƣợc ứng dụng khá rộng rãi trên thế giới và kỹ thuật kiểm tra không phá huỷ đã trở nên rất phổ biến trong công tác SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 6 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh kiểm tra chất lƣợng của nhiều ngành công nghiệp trọng điểm ở Việt Nam và đem lại những hiệu quả về kinh tế kỹ thuật đã đƣợc xã hội thừa nhận nhƣ :  Phƣơng pháp cho phép thu nhận đƣợc thông tin nhanh, chính xác về mức độ an toàn và tin cậy của sản phẩm, đồng thời không phải lấy mẫu (vì việc lấy mẫu trong nhiều trƣờng hợp là không thể thực hiện đƣợc).  Phƣơng pháp kiểm tra không phá huỷ sớm đƣa ra đƣợc các phƣơng án khắc phục và sửa chữa, tránh đƣợc các thảm họa có thể xảy ra.  Làm giảm giá thành sản phẩm bằng cách giảm phế liệu và bảo toàn vật liệu, công lao động và năng lƣợng.  Làm tăng danh tiếng của nhà sản xuất khi đƣợc biết đến nhƣ là một sản phẩm có chất lƣợng. Tất cả những yếu tố trên không những làm tăng giá bán của một sản phẩm mà còn tạo thêm những lợi ích về kinh tế cho nhà sản xuất. 1.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY Kiểm tra không phá hủy NDT gồm nhiều phƣơng pháp khác nhau, từ đơn giản nhất nhƣ kiểm tra bằng mắt, đến các phƣơng pháp phức tạp nhƣ chụp cắt lớp bằng cộng hƣởng từ hạt nhân. Trong số đó 80% sản phẩm, công trình đƣợc kiểm tra bằng các phƣơng pháp nhƣ: kiểm tra bằng mắt, kiểm tra thẩm thấu, kiểm tra từ tính, số còn lại đƣợc ứng dụng các phƣơng pháp nhƣ: siêu âm và chụp ảnh phóng xạ để kiểm tra. Các phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy thƣờng đƣợc chia thành hai nhóm chính theo khả năng phát hiện khuyết tật của chúng:  Các phƣơng pháp có khả năng phát hiện các khuyết tật bề mặt (và gần bề mặt):  Phƣơng pháp kiểm tra bằng mắt thƣờng.  Phƣơng pháp kiểm tra bằng thẩm thấu chất lỏng.  Phƣơng pháp kiểm tra bằng bột từ.  Phƣơng pháp kiểm tra bằng dòng điện xoáy.  Các phƣơng pháp có khả năng phát hiện các khuyết tật nằm sâu bên trong (và trên bề mặt) của đối tƣợng kiểm tra:  Phƣơng pháp kiểm tra bằng thiết bị nội soi.  Phƣơng pháp kiểm tra bằng siêu âm.  Phƣơng pháp chụp ảnh phóng xạ. Ngoài các phƣơng pháp thƣờng dùng kể trên, còn nhiều phƣơng pháp khác cũng SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 7 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh phát triển nhằm đáp ứng ngày càng cao và đa dạng của các ngành công nghiệp và cuộc sống nhƣ: phƣơng pháp chụp ảnh nơtron, phƣơng pháp phát xạ âm, phƣơng pháp nhiệt và hồng ngoại,… 1.2.1. Phƣơng pháp kiểm tra bằng mắt thƣờng Phƣơng pháp kiểm tra bằng mắt thƣờng, ví dụ nhƣ (Hình 1.1). Phƣơng pháp kiểm tra bằng mắt thƣờng là một trong những phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy đƣợc sử dụng phổ biến nhất, dùng để phát hiện các vết nứt xuất hiện trên bề mặt của chi tiết. Với phƣơng pháp này có thể quan sát khuyết tật bằng mắt thƣờng hoặc dùng thêm kính lúp với độ phóng đại 10 lần hoặc chụp ảnh để xác định các vết nứt, rỗ khí,… do quá trình gia công rèn, đúc, hàn vật liệu gây ra. Phƣơng pháp kiểm tra này đƣợc thực hiện khi bề mặt vật kiểm tra đƣợc chiếu sáng đầy đủ và không có sự bám bẩn hoặc có bất kỳ lớp phủ bảo vệ nào. Và đây có thể xem là phƣơng pháp đầu tiên và cổ xƣa nhất của phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy.  Ƣu điểm: Rẻ tiền, đơn giản, nhanh chóng, áp dụng ngay trong quá trình gia công, có thể giảm bớt yêu cầu đối với các phƣơng pháp khác.  Hạn chế: Chỉ có thể kiểm tra trên bề mặt, khả năng phân biệt kém và dễ biến động do mỏi mắt, có thể bị quáng, để tiến hành kiểm tra thì vật kiểm tra cần đƣợc chiếu sáng đầy đủ.  Ứng dụng: Phƣơng pháp đƣợc áp dụng để kiểm tra các vết nứt, rỗ khí, ngậm xỉ, sự lệch hàng, sự cong vênh, sai lệch về kích thƣớc và số lƣợng. 1.2.2. Phƣơng pháp kiểm tra bằng thẩm thấu chất lỏng Phƣơng pháp thẩm thấu chất lỏng là phƣơng pháp có khả năng phát hiện và định vị các khuyết tật bề mặt hay các khuyết tật thông ra trên bề mặt của vật liệu nhƣ: vết rạn, vết nứt, rỗ khí, nếp gấp tách lớp của hầu hết các loại vật liệu nhƣ: kim loại hay phi kim loại, sắt từ hay không sắt từ, plastic hay gốm sứ, trừ vật liệu xốp. Trong phƣơng pháp này, sau khi làm sạch bề mặt vật kiểm để loại bỏ các chất bẩn che lấp những khuyết tật hở ra trên bề mặt, thì một loại chất lỏng với các đặc tính thấm ƣớt bề mặt cao đƣợc phun SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 8 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh (xịt) lên phạm vi bề mặt khuyết tật của sản phẩm trong một thời gian nhất định (Hình 1.2). Lớp chất thấm này sẽ đi vào và nằm trong các khuyết tật hở bề mặt, có hai loại chất thẩm thấu đó là: chất thẩm thấu khả kiến (có màu nhìn thấy đƣợc dƣới ánh sáng thƣờng) và chất thẩm thấu huỳnh quang (chỉ nhìn thấy dƣới ánh sáng tia cực tím), sau đó phần chất thấm còn dƣ đƣợc loại bỏ khỏi bề mặt. Bề mặt vật kiểm sau đó đƣợc làm khô và phủ chất hiện lên nó một loại thuốc nhuộm huỳnh quang có tác dụng hút chất thẩm thấu đọng lại ở trong khuyết tật lên bề mặt nhờ hiện tƣợng mao dẫn ngƣợc. Quá trình kiểm tra đƣợc thực hiện dƣới ánh sáng tia cực tím để tăng độ nhạy cảm thử nghiệm. Dựa trên các hiển thị (nhuộm màu hay dƣới ánh sáng tia cực tím) thì ngƣời ta có thể phát hiện và đánh giá khuyết tật của vật kiểm.  Ƣu điểm: Rẻ tiền, dễ áp dụng, không phụ thuộc vào hình dạng vật kiểm tra, có độ nhạy cao hơn phƣơng pháp kiểm tra bằng mắt, kiểm tra nhanh, thiết bị gọn nhẹ.  Hạn chế: Chỉ kiểm tra bề mặt, không hữu dụng khi kiểm tra các bề mặt nóng, bẩn, đã sơn phủ hoặc bề mặt thô nhám, vật liệu đƣợc kiểm tra phải là vật liệu không xốp. Quá trình thực hiện kiểm tra bằng thẩm thấu chất lỏng khá bẩn, kết quả của phƣơng pháp này không giữ đƣợc lâu, yêu cầu ngƣời kiểm tra phải có một ít kinh nghiệm.  Ứng dụng: Kiểm tra trên bề mặt các vết nứt, rỗ khí, vết gấp mép, chồng mép, các lỗ rò rỉ. 1.2.3. Phƣơng pháp kiểm tra bằng bột từ Kiểm tra bằng bột từ là một trong những phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy thông dụng nhất hiện nay dựa trên nguyên lý của từ trƣờng, và phƣơng pháp này đƣợc SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 9 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh một số nƣớc sử dụng rất rộng rãi trong sản xuất cũng nhƣ trong thí nghiệm, để dễ dàng xác định những khuyết tật hở ra trên bề mặt và ngay sát dƣới bề mặt vật đúc, trên các chi tiết rèn, cán, mài của các vật liệu dễ nhiễm từ. Vật kiểm tra trƣớc hết đƣợc cho nhiễm từ bằng cách dùng nam châm vĩnh cửu chạy xung quanh vật kiểm tra (Hình 1.3). Từ trƣờng cảm ứng vào trong vật kiểm tra gồm có các đƣờng sức từ. Để xác định khuyết tật ngƣời ta thƣờng sử dụng bột sắt mịn. Bột sắt thƣờng đƣợc chế tạo từ thép có thành phần cacbon thấp, do vậy sẽ không có từ tính quá cao. Cũng có thể sử dụng các phôi thép của quá trình mài tinh. Khuyết tật đƣợc phát hiện bằng quy trình khô hoặc ƣớt. Quy trình khô có ƣu điểm là sạch hơn, nhạy cảm hơn khi xác định các khuyết tật dƣới bề mặt, nhƣợc điểm là các bột sắt sẽ rơi vào các khuyết tật do vậy khó làm sạch chúng, bởi vậy phần lớn ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp ƣớt. Xác định các khuyết tật nhỏ, đặc biệt là các vết nứt ở phần dƣới của các móng máy… Trong trƣờng hợp này bột kim loại đƣợc sử dụng trong ánh sáng cực tím. Phƣơng pháp này gọi là phƣơng pháp Magnaglo. Nếu vật có cấu trúc đồng nhất thì đƣờng sức từ phân bố đều theo toàn bộ vật kiểm. Nếu trong vật kiểm có khuyết tật (nứt, không ngấu, rỗ ở mối hàn) thì đƣờng sức sẽ bị cong lệch đi, một phần ra khỏi bề mặt, tại đó tạo nên các dòng nhiễu loạn phân cực mới - trƣờng rò. Các phần tử bột từ bị hút về các cực rồi lắng đọng lại tạo thành chỉ thị nhìn thấy đƣợc. Quan sát các chỉ thị đó, ta đánh giá đƣợc hình dạng và kích thƣớc của khuyết tật.  Ƣu điểm: Giá thành thấp, kiểm tra nhanh, đối với vết nứt mảnh phƣơng pháp này nhạy hơn phƣơng pháp kiểm tra bằng chất lỏng, dễ dàng kiểm tra các chi tiết có hình dạng không đều, có thể phát hiện đƣợc những khuyết tật gần bề mặt, thiết bị gọn nhẹ, khả năng gây ra sai số do ngƣời kiểm tra thực hiện thấp. SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 10 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh  Hạn chế: Vật liệu kiểm tra phải là vật liệu sắt từ, không thể kiểm tra các kim loại màu nhƣ nhôm, magiê hay hầu hết các loại thép không gỉ. Việc kiểm tra các kết cấu lớn có thể đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị có yêu cầu đặc biệt về nguồn điện, một số chi tiết đòi hỏi phải tách lớp phủ hoặc mạ để có đƣợc độ nhạy cần thiết. Khả năng phát hiện các khuyết tật ở dƣới bề mặt bị hạn chế, chiều sâu tối đa là 15 mm (trong điều kiện lý tƣởng), bề mặt cần phải sạch và có thể tiếp xúc tốt, chi tiết sau khi kiểm tra cần phải khử từ, quan trọng là phải có sự sắp xếp của từ trƣờng, yêu cầu ngƣời kiểm tra phải có kinh nghiệm.  Ứng dụng: Kiểm tra trên bề mặt các vết nứt, các lỗ rỗng, rỗ khí, các tạp chất, các vết gấp mép, chồng mép. 1.2.4. Phƣơng pháp kiểm tra bằng dòng điện xoáy (dòng phu - cô) Phƣơng pháp dòng điện xoáy đƣợc dựa trên hiệu ứng về cảm ứng điện từ. Nếu một vật kiểm tra có tính dẫn điện, đƣợc đƣa đến gần một cuộn dây có dòng điện xoay chiều chạy qua, thì bên trong vật dẫn này sẽ xuất hiện một dòng điện khép kín biến thiên. Dòng điện xoay chiều này mạnh hay yếu phụ thuộc vào vật dẫn kia có khuyết tật hay không có khuyết tật. Nếu chi tiết kiểm tra càng dài và đồng nhất theo mọi hƣớng thì dòng điện xoáy cũng sẽ đồng nhất và cùng một phƣơng. Nếu có một vài khuyết tật nhƣ một vết nứt chẳng hạn, dòng điện xoáy sẽ bị ngắt quãng và khi đó sẽ xuất hiện nét đứt quãng từ những dạng cung tròn bình thƣờng. Sử dụng thiết bị dòng xoáy có thể đo đƣợc dòng điện xoay chiều này và từ đó cho ta biết trong vật kiểm tra có vết nứt hay không. Phƣơng pháp này rất nhạy để phát hiện các vết nứt bề mặt và gần bề mặt trong các đối tƣợng làm bằng chất dẫn điện nhƣ: nhôm, đồng, titan... Phƣơng pháp cũng có thể đánh giá đƣợc độ dẫn điện, đo đƣợc chiều dày lớp phủ, đánh giá ăn mòn. Ngày nay, các kỹ thuật viên NDT sử dụng các thiết bị kiểm tra dòng điện xoáy SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 11 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh khác nhau, trong đó có thiết bị chỉ đơn giản là các cuộn dây đƣợc quấn trên một miếng kim loại. Ngoài ra còn có các thiết bị sử dụng các đầu dò đặc biệt nhƣ ở (Hình 1.4), và đẩy vào trong ống của các thiết bị trao đổi nhiệt.  Ƣu điểm: Kiểm tra rất nhanh, có thể tự động hoá đƣợc, rất nhạy đối với các vật liệu dẫn điện nhƣ: đồng, nhôm, titan,… không cần tiếp xúc bề mặt, kết quả ghi nhận giữ đƣợc lâu.  Hạn chế: Khả năng xuyên thấu thấp, chỉ kiểm tra đƣợc những vật liệu dẫn điện, có thể cần đến các thiết bị đặc biệt, nhạy cảm đối với thay đổi dạng hình học, đôi khi khó giải đoán đƣợc khuyết tật.  Ứng dụng: Kiểm tra trên bề mặt và gần bề mặt các vết nứt, các vết gấp trên mặt, phân loại vật liệu, đo bề dày, đo sự lệch tâm của chi tiết. 1.2.5. Phƣơng pháp kiểm tra bằng thiết bị nội soi Phƣơng pháp này sử dụng thiết bị thu nhận hình ảnh để quan sát kiểm tra tình trạng phía trong của vật cần kiểm tra hay tại những vị trí mà không thể quan sát bằng mắt thƣờng (Hình 1.5). Cấu tạo chủ yếu của thiết bị bao gồm camera đặc biệt đi sâu vào bên trong chi tiết hoặc cụm máy… để ghi nhận hình ảnh và truyền tín hiệu thông qua cáp quang đến màn hiển thị đặt ở bên ngoài. Ngƣời thao tác có thể điều chỉnh dễ dàng vị trí của camera theo các vị trí kiểm tra bên trong chi tiết hoặc cụm máy. Loại thiết bị hiện đại hơn đo bằng tia laser đạt độ chính xác đạt 98% tại những nơi có độ sâu và các cạnh nghiêng của chi tiết, cụm máy. Thiết bị có đầu camera đặt trên xe tự vận hành, việc thu nhận hình ảnh và điều khiển xe đều đƣợc thực hiện bằng thiết bị vô tuyến. Phƣơng pháp này đặc biệt cần thiết cho việc kiểm tra tình trạng làm việc cũng nhƣ các hƣ hỏng hay khuyết tật bên trong các đƣờng ống dẫn, bình, bồn chứa, buồng đốt của động cơ, tuabin máy phát,… SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 12 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh  Ƣu điểm: Hỗ trợ công tác kiểm tra trực quan đối với các vị trí kiểm tra mà ngƣời kiểm định viên không thể tiếp cận đƣợc nhƣ khuyết tật bên trong hoặc các cạnh nghiêng hoặc vị trí không có đủ ánh sáng cần thiết để xác định kết quả kiểm tra. Việc đo đạc đƣợc hiển thị trên toàn màn hình, cho phép đo và so sánh trực tiếp.  Ứng dụng: Kiểm tra phần bên trong của các bồn áp lực, ống của các thiết bị trao đổi nhiệt, nồi hơi,… 1.2.6. Phƣơng pháp kiểm tra bằng siêu âm Phƣơng pháp kiểm tra siêu âm là phƣơng pháp sử dụng chùm sóng âm truyền vào trong vật liệu của sản phẩm cần kiểm tra (Hình 1.6), thƣờng sử dụng sóng siêu âm có tần số từ 0,5 MHz – 25 MHz. Do tính chất phản xạ của sóng âm tại các mặt phân cách giữa các môi trƣờng nên bằng việc phân tích các tín hiệu phản xạ thu đƣợc ngƣời ta có thể xác định đƣợc sự có mặt và vị trí của khuyết tật nằm trong lòng vật liệu. Mức độ phản xạ phụ thuộc rất nhiều vào trạng thái vật lý, cấu tạo vật liệu của sản phẩm cần kiểm tra. Nếu không có khuyết tật, chùm siêu âm sẽ đi thẳng, còn nếu gặp khuyết tật chùm siêu âm sẽ phản xạ trở lại, tƣơng tự nhƣ tiếng vọng ta nghe đƣợc từ vách núi. Dựa vào mức độ mạnh yếu của chùm âm vọng, ta cũng có thể đánh giá đƣợc kích thƣớc của khuyết tật. Thử siêu âm có độ xuyên sâu khá lớn (có thể đạt đƣợc 6m - 7m trong thép). Nó rất nhạy với các khuyết tật nhỏ và cho phép xác định chính xác vị trí, kích thƣớc của khuyết tật. Thông thƣờng khi chế tạo thiết bị kiểm tra siêu âm, tất cả các bộ phận chức năng đƣợc lắp thành cụm chính, riêng phần đầu dò đƣợc nối với máy chính qua cáp dẫn. Đối với quá trình kiểm tra bằng thiết bị siêu âm, điều đặc biệt lƣu ý là việc lựa chọn bộ biến tử thu phát (hay còn gọi là đầu dò). Cần phân biệt về kiểu đầu dò: đầu dò thẳng, đầu dò góc (trị số góc) hoặc đầu dò kép (kết hợp hai biến tử thu và phát riêng biệt trên cùng một SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 13 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh khối) và kích thƣớc đầu dò, thông số cơ bản của đầu dò là tần số làm việc. Ngoài ra trên thiết bị chính có một màn hình hiển thị. Màn hình này có cấu tạo nhƣ một oscilloscope, trong đó trục tung biểu thị độ lớn của xung tín hiệu, trục hoành biểu thị quãng đƣờng truyền âm. Chính vì vậy khi quan sát các xung xuất hiện trên màn hình có thể đánh giá đƣợc sự tồn tại của khuyết tật, vị trí và độ lớn của nó. Phƣơng pháp siêu âm là một trong năm phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy đƣợc ứng dụng rộng rãi để đo chiều dày vật liệu, đánh giá ăn mòn, phát hiện tách lớp và phát hiện khuyết tật trong mối hàn, sản phẩm rèn, cán, đúc và các kết cấu kim loại, vật liệu composite, đánh giá cƣờng độ bê tông, khuyết tật (lỗ rỗng, vết nứt trong bê tông). Ngoài ra, ngƣời ta cũng sử dụng nguyên lý này để chế tạo các thiết bị đo chiều dày các tấm kim loại từ một phía. Một kỹ thuật mới trong kiểm tra siêu âm là siêu âm phased array, tạm dịch là siêu âm đầu dò dãy điều pha hay siêu âm màu 3 chiều. Siêu âm phased array đã tạo nên cuộc cách mạng về chẩn đoán trong y học và giờ đây đang là một trong các phƣơng pháp NDT đƣợc chấp nhận và sử dụng rộng rãi ở các nƣớc phát triển. Trong phƣơng pháp kiểm tra siêu âm phased array thay vì sử dụng một đầu dò có một biến tử, góc và hình dạng thì chùm siêu âm phát ra đƣợc xác định bằng các nêm cố định, ngƣời ta sử dụng một đầu dò có tới hàng trăm biến tử nhỏ sắp xếp theo một dãy (array), các biến tử này phát ra các chùm siêu âm với các độ trễ (phased) theo một chƣơng trình đƣợc định trƣớc, các chùm siêu âm từ các biến tử giao thoa và tạo nên chùm siêu âm có các góc phát, tâm hội tụ, hình dáng, kiểu quét theo ý muốn. Nhƣ vậy trong kiểm tra siêu âm phased array, chùm siêu âm đƣợc điều khiển bằng điện tử, chứ không phải bằng các nêm nhƣ phƣơng pháp siêu âm thông thƣờng. Kỹ thuật này sử dụng đầu dò gồm nhiều phần tử nhỏ độc lập với nhau đã mang lại cuộc cách mạng trong chuẩn đoán siêu âm 3 chiều, 4 chiều trong y tế và giờ đây đƣợc sử dụng rộng rãi trong kiểm tra mối hàn và đánh giá ăn mòn. Kỹ thuật siêu âm phased array cũng đang đƣợc coi là sự lựa chọn tốt để thay thế cho phƣơng pháp chụp ảnh phóng xạ, nhờ khắc phục đƣợc các hạn chế của phƣơng pháp chụp ảnh phóng xạ và siêu âm truyền thống, đặc biệt đối với các đƣờng ống, bồn bể có chiều dày lớn (trên 50 mm).  Ƣu điểm: Tƣơng đối rẻ, an toàn, có độ nhạy cho phép phát hiện khuyết tật nhỏ. Khả năng xuyên thấu cao (chiều dày vật kiểm đến 10 m), có độ chính xác trong việc phát hiện vị trí và kích thƣớc của khuyết tật. Phƣơng pháp có thể cho phép SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 14 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh kiểm tra nhanh và tự động.  Hạn chế: Phƣơng pháp phụ thuộc vào hình dạng của vật kiểm tra, khó kiểm tra các vật liệu có cấu tạo bên trong phức tạp. Kiểm tra kim loại và hợp kim có cấu trúc hạt mịn và đồng nhất. Siêu âm tay không lƣu đƣợc biên bản, biên bản do hệ kiểm tra tự động có thể không giải đoán đƣợc trực tiếp. Phƣơng pháp cần phải sử dụng chất tiếp âm, đầu dò phải đƣợc tiếp xúc phù hợp với bề mặt mẫu, bề mặt vật kiểm phải nhẵn, đồng nhất. Ngƣời kiểm tra cần đƣợc đào tạo ở trình độ cao.  Ứng dụng: Dùng để kiểm tra khuyết tật các mối hàn trong các ống dẫn dầu, khí, hóa chất, trong các nồi hơi nhiệt, bồn,… Kiểm tra sự tách lớp bề dày trong vật liệu: nhƣ vật liệu đúc, mối hàn chữ T (ống, ống dạng nhánh và tấm), mối hàn đối đầu. 1.2.7. Phƣơng pháp chụp ảnh phóng xạ Chụp ảnh phóng xạ công nghiệp (Radiography Testing – RT) là phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy đƣợc dùng để xác định các khuyết tật bên trong của nhiều loại vật liệu hoặc các sản phẩm nhƣ: vật rèn, đúc, hàn có cấu trúc khác nhau. Phƣơng pháp này ngày càng đƣợc chấp nhận sử dụng rộng rãi và đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp trên thế giới, đồng thời phƣơng pháp cũng đã chứng tỏ việc đem lại nhiều lợi ích và hiệu quả to lớn ở hầu hết các ngành công nghiệp nhƣ: hàng không, hóa chất, chế biến bảo quản, khai thác dầu khí, đóng tàu, năng lƣợng điện,... cũng nhƣ nhiều ngành cơ khí chế tạo thiết bị khác. Mỗi hệ thống kiểm tra chụp ảnh phóng xạ gồm ba phần chính: nguồn phát ion hóa (1); vật kiểm (2) (liên kết hàn); bộ phát hiện (3) ghi nhận thông tin về khuyết tật (Hình 1.7). SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 15 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh Phƣơng pháp chụp ảnh phóng xạ sử dụng ống phát tia X (tƣơng tự nhƣ đèn hình vô tuyến) hoặc nguồn phóng xạ phát ra chùm tia gamma (  ) chiếu qua vật cần kiểm tra. Khi đi qua vật, chùm tia phóng xạ bị suy yếu đi, mức độ suy giảm của chùm tia phụ thuộc vào loại vật liệu (nhẹ hay nặng), chiều dày δ và mật độ ρ mà nó đi qua, cũng nhƣ cƣờng độ M và năng lƣợng E của chính chùm tia. Khuyết tật Δδ trong vật làm thay đổi cƣờng độ và năng lƣợng chùm tia khi ra khỏi. Khi đi qua các vùng có khuyết tật, rỗ khí chẳng hạn, cƣờng độ của chùm tia bị suy giảm ít hơn khi đi qua vùng không có khuyết tật. Nếu ta đặt tấm phim ở phía sau vật kiểm tra (tƣơng tự nhƣ chụp X - quang cho bệnh nhân) ta sẽ thấy trên ảnh chụp đƣợc có các vùng vết đen sẫm hơn rất nhiều so với vùng xung quanh, đó chính là hình chiếu của khuyết tật trên phim. Qua việc quan sát hình ảnh chụp đƣợc trên phim ta có thể giải đoán đƣợc những thông tin về hình dạng, kích thƣớc của khuyết tật bên trong vật cần kiểm tra. Phƣơng pháp chụp ảnh phóng xạ là một phƣơng pháp cho kết quả kiểm tra tin cậy, số liệu kiểm tra có thể lƣu lại đƣợc. Phƣơng pháp đƣợc áp dụng ở hầu hết các giai đoạn sản xuất khác nhau từ vật liệu phôi ban đầu, đến quá trình thi công, kiểm soát chất lƣợng sản phẩm cuối cùng cũng nhƣ còn kiểm tra bảo dƣỡng khi sản phẩm đã đem vào sử dụng. Nó cũng phù hợp cho việc phát hiện những thay đổi trong các phép đo bề dày thành vật liệu, xác định vị trí hoặc các khuyết tật ẩn chứa trong các phần lắp ráp. Tuy nhiên phƣơng pháp này không cho ta biết về chiều sâu của khuyết tật. Phƣơng pháp cũng có nguy cơ gây độc hại phóng xạ và khí thực hiện ở công trƣờng thƣờng (Hình 1.8) và làm giám đoạn công việc khác.  Ƣu điểm: Có thể kiểm tra các vật thể với kích thƣớc và hình dạng khác nhau từ cỡ micro mét tới những vật có kích thƣớc lớn, hoặc cấu trúc những bộ phận trong SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 16 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh nhà máy, có thể sử dụng kiểm tra hầu hết các loại vật liệu (tất cả các kim loại và hợp kim), kiểm tra đƣợc thép Ferritic dày tới 300 mm, kiểm tra đƣợc sự sai hỏng bên trong cấu trúc vật liệu, độ nhạy phát hiện khuyết tật dạng khối cao, cho kết quả kiểm tra tin cậy và không yêu cầu chuẩn bị bề mặt cẩn thận. Cung cấp ảnh chụp nhìn thấy đƣợc và lƣu giữ đƣợc lâu dài, có thiết bị để kiểm tra chất lƣợng phim chụp và giải đoán khuyết tật dễ dàng, ngƣời kiểm tra chỉ cần đào tạo ở mức độ trung bình.  Hạn chế: Khá đắt tiền so với các phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy khác, để tiến hành kiểm tra cần phải tiếp cận đƣợc 2 phía của vật kiểm, không thích hợp khi kiểm tra các liên kết phức tạp, bị giới hạn về bề dày kiểm tra, độ nhạy kiểm tra giảm theo bề dày của vật thể kiểm tra. Các khuyết tật tách lớp thƣờng không thể phát hiện bằng phƣơng pháp chụp ảnh bức xạ, không thể phát hiện đƣợc các khuyết tật dạng phẳng một cách dễ dàng. Phƣơng pháp này không dễ tự động hóa, chỉ cho thông tin 2D về kích thƣớc và vị trí khuyết tật, nguy hiểm do phóng xạ, khi tiến hành phƣơng pháp này ở hiện trƣờng làm gián đoạn quá trình sản xuất.  Ứng dụng: Kiểm tra các khuyết tật nằm sâu bên trong bề mặt: vết nứt, các lỗ rỗng, tạp chất, hàn không ngấu, sự rỉ mòn, chi tiết bị bỏ sót, sự pha trộn các vật liệu. Trong các phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy đã nêu trên, mỗi phƣơng pháp đều có ƣu điểm riêng, không phƣơng pháp nào có thể thay thế đƣợc phƣơng pháp nào. Ứng với mỗi trƣờng hợp cụ thể mà ta lựa chọn những phƣơng pháp kiểm tra phù hợp. SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 17 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Hoàng Xuân Dinh Chƣơng 2: TIA X VÀ PHƢƠNG PHÁP CHỤP ẢNH PHÓNG XẠ TIA X 2.1. TIA X 2.1.1. Sự phát hiện ra tia X Nhà vật lý học vĩ đại ngƣời Đức Roentgen tên đầy đủ là Wilhelm Conrad Roentgen sinh ngày 27 tháng 3 năm 1845, tại Lenep - CHLB Đức. Năm 1965, ông thi vào đại học tổng hợp Zurich, ở đây ông dần dần phát triển năng lực khoa học và những năng khiếu của ngƣời say mê nghiên cứu và ông trở thành tiến sĩ khoa học năm 1869 khi mới 25 tuổi. Suốt các năm tiếp theo ông công tác tại nhiều trƣờng đại học khác nhau nhƣ: đại học tổng hợp Strasbourg, Giessen, Wurrzbourg, Munchen và ông nổi tiếng là một nhà thí nghiệm tài ba. Năm 1888, ông đƣợc bổ nhiệm là giáo sƣ vật lý kiêm giám đốc Viện vật lý của trƣờng đại học Wurrzbourg. Vào tối ngày 8/11/1895 tại phòng thí nghiệm của Viện vật lý thuộc trƣờng đại học tổng hợp Wurrzbourg, Roentgen mải mê nghiên cứu dòng điện vận chuyển trong ống chân không còn gọi là ống Crookes – Hittorf (Hình 2.1) (đó là tên của nhà vật lý kiêm chủ tịch Hội đồng Hoàng Gia Anh và sáng chế của Crookes đã ra đời cách thời gian đó 40 năm). Roentgen có ý định làm lại các bƣớc thí nghiệm với ống chân không này. Một trong những thiết bị mà Roentgen rất chú ý đến là ống tia âm cực, đó là một ống thuỷ tinh đã hút hết không khí ra đến mức chỉ còn 10-6 – 10-7 áp suất khí quyển (ống chân không) có hai điện cực ở hai đầu cathode và anode, đƣợc cung cấp điện áp cao thế có giá trị từ 103 đến 104 vôn từ cuộn dây Ruhmkorff và nếu áp suất trong ống thấp, chúng sẽ tạo ra sự phát sáng huỳnh quang khi tác động bởi một chùm electron phát sinh từ âm cực. Ống tia âm cực thƣờng có một không gian tối gọi là vùng tối SVTH: Bùi Thị Ái Ngọc Trang 18