Yêu cầu kỹ thuật và các phương pháp kiểm tra mối hàn trong thi công lắp đặt đường ống công nghiệp

Công ty Việt Hải Minh đã trải qua nhiều năm kinh nghiệm trong việc gia công chế tạo và thi công lắp đặt đường ống công nghiệp, đường ống công nghệ, đặt biệt trong lĩnh vực hàng hải, Công ty VHM chúng tôi lắp đặt các hệ thống đường ống trên tàu thủy như:

Cách hàn mặt bích vào đường ống, một công đoạn trong thi công lắp đặt đường ống công nghiệp

• Hệ thống đường ống làm mát máy chính, máy phát điện, bơm hàng

• Hệ thống đường ống nhiên liệu, đường ống cấp nhiên liệu

• Hệ thống đường ống bôi trơn

• Hệ thống đường ống dẫn gas,

• Hệ thống đường ống dẫn hóa chất

• Hệ thống đường ống khí cáo áp, đường ống khí điều khiển

• Hệ thống đường ống la canh.

• Hệ thống đường ống thông gió

• Hệ thống đường ống điều hòa không khí

• Hệ thống đường ống cứu hỏa

• Hệ thống đường ống áp lực …

Ngày nay công nghệ khoa học kỹ thuật ngày càng hiện đại, thiết bị phục vụ thi công lắp đặt đường ống cũng như trình độ tay nghề người thợ đã được nâng cao. Các sản phẩm (đường ống) tạo ra phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật, tránh những rủi ro cũng như thiệt hại cho nhà đầu tư, đơn vị thị công cũng như người lao động. Công ty Việt Hải Minh xin trình bày một số nội dung về yêu cầu kỹ thuật và các phương pháp kiểm tra mối hàn trong việc thi công lắp đặt đường ống áp lực như sau:

Đường hàn vảy cá, một trong những kỹ thuật hàn ống

1. Quy định chung

1.1/ Cho phép sử dụng mọi phương pháp hàn như hàn hơi, hàn điện hồ quang, hàn xì điện, hàn điện có khí bảo vệ v.v... để hàn các đường ống công nghiệp cũng như các đường ông công nghệ.

Việc lựa chọn công nghệ hàn, phương pháp hàn ống thép, quy trình hàn ống thép, tiêu chuẩn hàn ống, biện pháp thi công hàn ống thép cũng như các phương pháp kiểm tra mối hàn (ví dụ: các phương pháp kiểm tra không phá hủy) phải được quy định trong tài liệu kỹ thuật của hệ thống đường ống đã thiết kế.

2.2/ Chỉ những thợ hàn có giấy chứng nhận về kỹ thuật hàn ống 3G, 5G, 6G … (còn thời hạn hiệu lực) và tùy theo cấp bậc được ghi trong giấy chứng nhận mới được phép hàn đường ống áp lực ở các vị trí và cấp bậc ống tương ứng.

1.3/ Khi thực hiện hàn ống áp lực người thợ hàn chỉ được thực hiện những công việc theo giấy phép đã duyệt. Tùy theo vật liệu, công dụng, tiêu chuẩn ống mà người thợ áp dụng các kỹ thuật hàn khác nhau: như kỹ thuật hàn tig, kỹ thuật hàn điện …

1.4/ Khi bắt đầu tiến hành thi công hàn đường ống áp lực, người thợ hàn phải đảm bảo việc gia công và gá lắp đã được thực hiện và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.

1.5/ Que hàn đính và que hàn chính phải có cùng một loại vật liệu.

Hàn nối ống, một trong những kỹ thuật hàn ống thuộc quy trình công nghệ hàn

2. Yêu cầu kỹ thuật

2.1/ Làm sạch mép mối hàn và khu vực kim loại nằm liền kề bên đến khi thấy ánh kim (Sạch lớp xỉ, sơn, bụi, vết khuyết, rỗ…), đây là yêu cầu kỹ thuật hàn tối thiểu mà người thợ hàn phải thực hiện và được thể hiện trong bảng quy trình công nghệ hàn cũng như bảng báo cáo quy trình hàn. Chiều rộng khoảng làm sạch ít nhất 10mm mỗi một bên. Bên cạnh đó tại điểm nối phải thỏa mãn tiêu chuẩn nối ống, tiêu chuẩn vát mép mối hàn cũng như các tiêu chuẩn mối hàn ống thép

2.2/ Tẩy sạch xỉ hàn của lớp trước mới được phép hàn lớp sau để tránh các khuyết tất mối hàn, ảnh hưởng đến chất lượng đường ống.

2.3/ Khi nhiệt độ mội trường dưới 00C không được phép hàn với bất cứ lý do gì.

2.4/ Nếu các ống hàn liên kết có kích thước khác nhau thì có thể nong nguội ống nhỏ nhưng không được quá 3% đường kính trong của ống đó. Điều này được thể hiện rõ trong tiêu chuẩn lắp đặt ống thép hay tiêu chuẩn hàn nối ống thép.

2.5/ Người thợ hàn cũng có thể được phép hàn tự động và hàn tay trên cùng một đường hàn. Khi một mối hàn tự động có thể hàn đắp thêm bằng tay nhưng không quá 15% tiết diện ngang của mối hàn thì vẫn được coi như là mối hàn tự động.

2.6/ Sau đây là hệ số độ bền mối hàn điện, hàn hơi do cơ quan thiết kế đưa ra như bảng:

Đường hàn vảy cá, một trong những yêu cầu kỹ thuật hàn ống, thuộc quy trình hàn ống thép

2.7/ Yêu cầu kỹ thuật hàn ống thép:

a) Khi kiểm tra đo đạc mặt ngoài phải đảm bảo:

- Không có vết nứt bề mặt mối hàn và phần kim loại nóng chảy;

- Không có chỗ lồi, lõm, cháy thủng, hàn không ngấu và các khuyết tật công nghệ khác;

- Không có chỗ gãy góc, lệch mép;

- Không có sai lệch kích thước, hình dạng mối hàn, cùng như phần lồi lõm.

Đây là một trong các phương pháp kiểm tra mối hàn (kiểm tra ngoại quan mối hàn) áp dụng cho các loại mối hàn không tốn kém và có thể người thợ hàn tự kiểm tra đánh giá kỹ thuật hàn của mình

b) Kiểm tra kim tương (kính hiển vi quang học với độ phóng đại khoảng 1000-2000 lần):

- Không nứt trong phần nóng chảy của kim loại cũng như trong vùng chịu nhiệt của kim loại.

- Không có vị trí hàn không ngấu giữa lớp hàn với bìa mép ống;

- Không có vị trí hàn thiếu ở chân mối hàn quá 15% chiều dày ống;

- Không có bọt xốp hay ngậm xỉ quá 5 vị trí /1cm2 với kích thước mỗi lỗi trên không quá 1,5mm và tổng của các lỗi không quá 3mm;

- Không có vết nứt, rạn trên ống (do lỗi chế tạo) làm giảm tính đàn hồi vá tính dẻo của ống.

c) Khi thử áp lực đường ống thép, từng đoạn ống, tuyến ống hay hệ thống đường ống:

- Không có hiện tượng rạn nứt trên mối hàn;

- Không có hiện tượng rò rỉ công chất thử;

- Không có hiện tượng biến dạng đường ống.

2.8/ Kết quả thử kéo mối hàn được xác định bằng trung bình cộng của các mẫu thử và không được phép thấp hơn độ bền tối thiểu của thép ống, trong đó phải đảm bảo 100% mẫu thử phải cao hơn 10% độ bền tối thiểu.

2.9/ Nhiệt luyện mối hàn

a) Trường hợp sau phải nhiệt luyện sau khi hàn: Khi hàn ống thép hợp kim có chiều dày từ 10mm trở lên

b) Chế độ nhiệt luyện và phương pháp nhiệt luyện do người thiết kế qui định.

c) Cần phải nhiệt luyện trước khi kiểm tra chất lượng mối hàn.

Khâu chuẩn bị, kiểm tra mối hàn bằng phương pháp chụp X-ray

3.  Kiểm tra chất lượng mối hàn

3.1/ Đơn vị thi công lắp đặt đường ống công nghiệp cũng như thi công lắp đặt đường ống công nghệ phải kiểm tra chất lượng mối hàn do mình thực hiện cho cả đoạn ống, tuyến ống hay hệ thống đường ống áp lực và phải biên bản kiểm tra mối hàn.

3.2/ Chất lượng mối hàn phải dược kiểm tra bằng một trong số các cách sau đây phụ thuộc vào từng loại mối hàn và tính chất làm việc của từng loại ống gồm:

- Kiểm tra bên ngoài, áp dụng cho tất cả các loại mối hàn;

- Kiểm tra khuyết tật bằng PT,  siêu âm (UT) hoặc chụp tia X, tia gama;

- Thử cơ tính, khảo sát kim tương (kính hiển vi quang học với độ phóng đại khoảng 1000-2000 lần);

- Thử thủy lực đường ống tại hiện trường (áp dụng cho tất cả các loại mối hàn đường ống).

3.3/ Ngoài các phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn trong điều 3.2, các mối hàn có thể được kiểm tra bằng các phương pháp khác tùy theo yêu cầu thiết kế kỹ thuật.

Kỹ thuật hàn lót TIG, chuẩn bị hàn phủ từ thợ kỹ thuật hàn 6G

3.4/ Kiểm tra mối hàn:

3.4.1/ Kiểm tra bên ngoài:

3.4.1.1/ Kiểm tra đo đạc bên ngoài phải tiến hành ở hai phía bên toàn bộ chiều dài mối hàn. Khi không thực hiện kiểm tra đo đạc mặt trong của mối hàn, cho phép kiểm tra đo đạc phía bên ngoài hoặc kiểm tra mối hàn bằng phương pháp thẩm thấu.

3.4.1.2/ Bề mặt mối hàn và phần kim loại sát mối hàn cả hai bên phải được làm sạch trước khi kiểm tra. Bề rộng phần kim loại ống phải làm sạch là 20mm (cho cả 2 bên đường hàn).

3.4.2/ Thử cơ tính:

3.4.2.1/ Thử cơ tính nhằm xác định độ bền, độ dẻo của mối hàn

Các dạng thử cơ tính bắt buộc gồm: Thử kéo, thử uốn (đối với ống có thể thay thử uốn bằng nén bẹp), thử độ dai va đập. Kiểm tra phá hủy mối hàn.

3.4.2.2/Ngoài ba dạng thử quy định ở đìêu 3.3.1 , tùy theo yêu cầu kỹ thuật chế tạo và vận hành có thể quy định bổ sung các dạng thử cơ tính khác như thử độ cứng, độ cắt va dập.

3.4.2.3/ Thử kéo phải được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 5403-1991 .

Thử kéo không bắt buộc đối với các mối hàn đường ống được kiểm tra 100% bằng siêu âm.

3.4.2.4/ Thử uốn (thử nén bẹp) sẽ được thực hiện theo yêu cầu tiêu chuẩn TCVN 5401-1991.

  Cho phép thay thế thử uốn bằng thử nén bẹp đối với các ống đường kính nhỏ hơn 100mm và chiều dày thành nhỏ hơn 12mm.

3.4.2.5/ Thử độ dai va đập phải thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 5402-1991

3.4.2.6/ Kích thước mẫu thử cơ tính theo tiêu chuẩn TCVN 5400-1991

3.4.2.7/ Số lượng mối hàn kiểm tra so với mối hàn cùng loại do một thợ hàn tiến hành là: 1%  đối với thép các bon hoặc thép hợp kim thấp, 2% đối với thép hợp kim ostenit nhưng không ít hơn một mối đối với mỗi thợ hàn.

3.4.2.8/ Kích thước ống kiểm tra phải đảm bảo cắt đủ số mẫu cần thiết cho các phép thử.

3.4.2.9/ Từ mối hàn sản phẩm phải lấy ra:

- hai mẫu thử kéo;

- hai mẫu thử uốn (hoặc nén bẹp);

- ba mẫu thử độ dai va đập.

3.4.2.10/ Mối hàn ống kiếm tra phải do cùng một thợ hàn tiến hành trong cùng một điều kiện như nhau.

3.4.2.11/ Mẫu hàn coi như không đạt yêu cầu nếu rớt một dạng thử bất kỳ kết quả của một trong các mẫu thấp hơn chỉ tiêu quy định về độ bền và góc uốn quá 10%

3.4.2.12/ Khi kết quả thử ở một dạng nào đó không đạt yêu cầu thì phải tiến hành thử lần thứ hai ở dạng đó với số lượng mẫu gấp đôi cắt ra từ cùng một ống kiểm tra và của cùng thợ hàn đó.

3.4.2.13/ Mẫu hàn bị loại bỏ nếu một trong số các mẫu thử lần thứ hai cho kết quả không đạt yêu cầu

Kỹ thuật hàn phủ TIG, chuẩn bị kiểm tra mối hàn bằng phương pháp thẩm thấu

3.5/ Thử siêu âm và chiếu tia xuyên qua như tia Gama, tia Rơnghen (tia X):

3.5.1/ Kiểm tra mối hàn bằng siêu âm hoặc chiếu tia xuyên qua nhằm phát hiện những khuyết tật bên trong mà mắt thường không nhìn thấy được.

3.45.2/ Việc kiểm tra bằng siêu âm phải thực hiện theo các yêu cầu trong tiêu chuẩn TCVN 1548- 1987. Kiểm tra không phá hủy mối hàn - Phương pháp siêu âm.

3.5.3/ Việc kiểm tra bằng chiếu tia xuyên qua phải thực hiện theo các yêu cầu trong tiêu chuẩn TCVN 4395-1 986. Kiểm tra không phá hủy mối hàn - Kiểm tra mối hàn kim loại bằng tia rơnghen và gama.

3.5.4/ Khối lượng mối hàn kiểm tra bằng siêu âm hoặc chiếu tia xuyên qua không được nhỏ hơn khối lượng trong bảng sau:

3.5.5/ Cho phép giảm khối lượng kiểm tra bằng siêu âm và chiếu tia xuyên qua khi được phép của của cơ quan có thẩm quyền.

3.5.6/ Kết quả kiểm tra mối hàn bằng siêu âm được đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN 1548-1987; bằng chiếu tia xuyên qua theo TCVN 4395-1 986.

3.5.7/ Cho phép thay phương pháp dò khuyết tật bằng siêu âm và chiếu tia xuyên qua bằng phương pháp không phá hủy khác khi được phép của cơ quan có thẩm quyền.

Mẫu hàn 6G, chuẩn bị kiểm tra phá hủy mối hàn

3.6/ Khảo sát kim tương (kính hiển vi quang học với độ phóng đại khoảng 1000-2000 lần):

3.6.1/ Khảo sát kim tương phải tiến hành trong các trường hợp sau:

- Mối hàn ở đường ống có nhiệt độ làm việc lớn hơn 450 độ C và áp suất lớn hơn 40at;

- Mối hàn ở đường ống làm việc ở áp suất lớn hơn 50at với nhiệt độ bất kỳ;

- Mối hàn các ống cụt, ống góp (nếu không dò siêu âm mối hàn ống, siêu âm mối hàn thép hay chiếu tia xuyên qua) ở áp suất lớn hơn 40 at;

-   Mối hàn có gân dọc và hàn gai vào ống.

3.6.2/ Số lượng mẫu khảo sát kim tương là: ít nhất một mẫu đối với ống thép các bon; ít nhất là hai mẫu đối với ống thép hợp kim.

3.6.3/ Cách lấy mẫu kích thước, hình dạng mẫu thử phải chế tạo theo đúng các yêu cầu kỹ thuật quy định trong các tiêu chuẩn hiện hành.

3.6.4/ Khi kết quả khảo sát kim tương không đạt yêu cầu phải thử lại lần thứ hai trên hai mẫu cắt ra từ mối hàn ống áp lực. Mối hàn coi như không đạt yêucầu khi kết quả thử lần thứ hai không đạt.

3.6.5/ Đối với những mối hàn ống đạt yêu cầu khi kiểm tra bằng siêu âm hoặc chiếu tia xuyên qua nhưng cho kết quả thử không đạt khi khảo sát kim tương thì phải kiểm tra lại 100% mối hàn sản phẩm bằng chính những phương pháp không phá hủy đã sử dụng.

3.7/ Thử thủy lực:

3.7.1/ Mối hàn ống chịu áp lực phải được thử thủy lực bằng nước hoặc các chất lỏng khác có tính chất tương đương.

3.7.2/ Áp suất thử thủy lực phải phù hợp với các trị số trong bảng sau

.

3.7.3/ Thời gian duy trì ở áp suất thử ít nhất là 5 phút

4/ Một số lưu ý cần tìm hiểu trong thi công lắp đặt đường ống:

4.1/ Biện pháp thi công: biện pháp thi công hàn ống thép, biện pháp thi công đường ống thép, biện pháp thi công pccc nhà xưởng

4.2/ Quy trình và kỹ thuật hàn: báo cáo quy trình hàn, khái niệm quy trình hàn, cách hàn ống sắt tròn, các loại mối hàn, công nghệ hàn ống, đường hàn cơ bản, hàn điện, hàn ống thép mạ kẽm, hàn ống 5g, kỹ thuật hàn ống, kỹ thuật 6g, kỹ thuật hàn 6g, kỹ thuật hàn ngang, kỹ thuật hàn que đẹp, kỹ thuật hàn tig, kỹ thuật hàn điện, phương pháp hàn ống thép, phương pháp nối ống thép tráng kẽm, yêu cầu kỹ thuật hàn ống, yêu cầu kỹ thuật hàn ống áp lực, quy trình hàn ống thép, quy trình hàn hồ quang điện, quy trình hàn 3g, quy trình hàn sắt, quy trình công nghệ hàn, quy trình hàn kim loại 

4.3/ Biên bản kiểm tra: biên bản kiểm tra mối hàn, các khuyết tật mối hàn, các phương pháp kiểm tra mối hàn, các phương pháp kiểm tra không phá hủy, kiểm tra ngoại quan mối hàn, kiểm tra mối hàn bằng phương pháp thẩm thấu, kiểm tra phá hủy mối hàn, siêu âm mối hàn ống, siêu âm mối hàn thép, thử áp lực đường ống thép, phương pháp kiểm tra phá hủy, phương pháp kiểm tra bằng từ tính

4.4/ Một số tiêu chuẩn áp dụng trong hàn ống thép: tiêu chuẩn hàn ống, tiêu chuẩn hàn ống áp lực, tiêu chuẩn mối hàn ống thép, tiêu chuẩn nối ống, tiêu chuẩn vát mép mối hàn, tiêu chuẩn hàn nối ống thép, tiêu chuẩn lắp đặt ống thép, tần suất thí nghiệm đường hàn

4.5/ Nghiệm thu: tcvn nghiệm thu đường hàn, tiêu chuẩn nghiệm thu mối hàn, tiêu chuẩn nghiệm thu ống thép