Kiểm tra không phá hủy (NDT) đối với các bộ phận máy nghiền

Kiểm tra không phá hủy (NDT) đối với các bộ phận máy nghiền

Máy nghiền trong ngành khai thác mỏ và vật liệu xây dựng phải chịu tải trọng thay đổi liên tục, va đập mạnh và mài mòn suốt ngày đêm. Khi các bộ phận quan trọng—như trục chính nổi tích hợp, cụm lệch tâm, cụm hàm di động hoặc khung hàn—bị hỏng, kết quả là thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch, mất sản lượng và chi phí thay thế cao. Do đó, dù trong quá trình sản xuất hay vận hành, kiểm tra không phá hủy (NDT) đã trở thành một biện pháp kiểm soát chất lượng thiết yếu.

Kiểm tra không phá hủy (NDT) đề cập đến một loạt các phương pháp kiểm tra không làm hư hại các bộ phận mà vẫn xác định được các khuyết tật bên trong và trên bề mặt. Nó có thể phát hiện các điểm gián đoạn bên trong vật liệu, đánh giá tính toàn vẹn của mặt cắt ngang và xác minh rằng các kích thước quan trọng vẫn nằm trong phạm vi quy định—tất cả mà không làm thay đổi khả năng sử dụng của các bộ phận.

1. Các công nghệ kiểm tra thể tích: Siêu âm (UT) và chụp cắt lớp (RT)

Kiểm tra thể tích chủ yếu xem xét độ dày của toàn bộ mặt cắt ngang của một chi tiết để phát hiện các khuyết tật bên trong, các lỗ rỗng trong quá trình đúc và các vết nứt do mỏi không nhìn thấy được trên bề mặt.

Kiểm tra siêu âm (UT)

Kiểm tra siêu âm (UT) hoạt động bằng cách truyền các xung âm thanh tần số cao vào vật liệu, thường sử dụng các đầu dò áp điện với tần số hoạt động từ 1 MHz đến 5 MHz. Khi sóng âm truyền qua vật liệu và gặp phải các điểm gián đoạn—chẳng hạn như các tạp chất phi kim loại, lỗ rỗng do co ngót hoặc các vết nứt lớp bên trong—một phần năng lượng sẽ bị phản xạ trở lại. Bằng cách phân tích thời gian vọng âm và cường độ tín hiệu, người kiểm tra có thể xác định độ sâu, kích thước và hình dạng của khuyết tật.

Phương pháp này phù hợp nhất để kiểm tra các chi tiết rèn có thành dày, chẳng hạn như trục chính, trục lệch tâm và trục truyền động của máy nghiền côn, cũng như các đế thép đúc chịu tải nặng. Nó có thể phát hiện các vết nứt nhỏ bên trong và sự phân tách lõi trước khi các chi tiết rèn được lắp đặt vào thiết bị, do đó ngăn ngừa những nguy cơ tiềm ẩn này phát triển thành gãy do mỏi dưới điều kiện mô-men xoắn thay đổi và ứng suất cao.

Kiểm tra X-quang (RT)

Chụp cộng hưởng từ (RT) dựa vào tia X hoặc tia gamma để xuyên qua một bộ phận và tạo hình ảnh trên đầu dò kỹ thuật số hoặc phim. Nếu có các lỗ rỗng, độ xốp hoặc tạp chất trong vật liệu, nhiều bức xạ hơn sẽ xuyên qua, dẫn đến một vùng tối tại vị trí tương ứng trên phim. Điều này cho phép kiểm tra trực quan các khuyết tật bên trong.

Trong sản xuất máy nghiền, chụp X-quang (RT) thường được sử dụng để kiểm tra các mối hàn xuyên suốt quan trọng, chẳng hạn như các mối hàn tại các khớp nối giữa khung gầm, đế và vỏ trên, cũng như cụm hàm di động đúc. Phương pháp này rất hiệu quả trong việc phát hiện các khuyết tật thể tích như rỗ khí và các lỗ co ngót. Tuy nhiên, nếu vết nứt nằm gần bề mặt và song song với chùm tia bức xạ, rất khó phát hiện chỉ bằng RT; trong những trường hợp như vậy, RT thường được sử dụng kết hợp với siêu âm (UT) hoặc kiểm tra bằng vi mô (MT).

2. Công nghệ kiểm tra bề mặt và cận bề mặt: MT và PT

Các vết nứt trên bề mặt là nơi mà sự mỏi cơ học bắt đầu. Nếu các vết nứt nhỏ, vết nứt do ăn mòn ứng suất hoặc vết nứt do tôi luyện có thể được phát hiện ngay khi chúng xuất hiện—trước khi chúng có cơ hội lan sâu vào vật liệu—nhiều vấn đề nghiêm trọng có thể được tránh khỏi. Các phương pháp kiểm tra bề mặt được thiết kế để làm điều đó.

Kiểm tra bằng hạt từ tính (MT)

Phương pháp MT chỉ hiệu quả trên các vật liệu từ tính, chẳng hạn như thép carbon, thép hợp kim thấp và gang. Trong quá trình này, phôi được từ hóa bằng gọng từ hoặc hai đầu dò sao cho các đường sức từ đi qua nó một cách đồng đều. Nếu có vết nứt trên bề mặt hoặc ở lớp dưới bề mặt nông, các đường sức từ sẽ bị gián đoạn và rò rỉ ra gần các vết nứt. Tại thời điểm này, bột sắt mịn được rắc lên – bột màu trong phương pháp khô, hoặc dung dịch huỳnh quang trong phương pháp ướt – và bột sẽ tích tụ tại các điểm rò rỉ từ tính, cho phép nhìn thấy hình dạng của vết nứt trực tiếp dưới ánh sáng trắng hoặc đèn tia cực tím.

Trong máy nghiền, MT thường được sử dụng ở những khu vực tập trung ứng suất cao: chân mối hàn trục chính, chân răng bánh răng, mép mối hàn khung và bề mặt của các tấm lót thép mangan đã qua sử dụng. Ưu điểm của nó bao gồm tốc độ, độ nhạy cao đối với các vết nứt mỏi nhỏ và khả năng phát hiện các khuyết tật ở độ sâu hai hoặc ba milimét dưới bề mặt.

Kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (PT)

Nói một cách đơn giản, nguyên lý đằng sau phương pháp PT là hiện tượng mao dẫn. Một chất thẩm thấu có độ lỏng cao và màu sắc rực rỡ được bôi lên bề mặt sạch, và chất lỏng sẽ tự động thấm vào bất kỳ vết nứt nào trên bề mặt. Sau khi để yên một lúc, phần chất lỏng dư thừa trên bề mặt được lau sạch, và một lớp chất hiện hình được phun lên. Chất hiện hình hoạt động như giấy thấm, hút chất lỏng đã thấm vào các vết nứt, từ đó phóng đại và làm lộ rõ ​​chúng.

Phương pháp kiểm tra bằng xung từ (PT) có thể được sử dụng để kiểm tra hầu hết mọi vật liệu—không chỉ thép, mà còn cả hợp kim đồng, thép không gỉ và các bộ phận bằng nhôm. Trong máy nghiền, phương pháp này thường được sử dụng để kiểm tra các bạc lót bằng đồng, cần piston xi lanh thủy lực, các phụ kiện bằng thép không gỉ và các cụm vỏ dầu bằng nhôm. PT đặc biệt thuận tiện hơn so với MT khi kiểm tra các khu vực có hình dạng phức tạp mà gọng từ không thể tiếp cận.

3. Ma trận ứng dụng kiểm tra không phá hủy (NDT) các bộ phận máy nghiền

Việc lựa chọn phương pháp kiểm tra phù hợp phụ thuộc vào thành phần cấu tạo, phương pháp sản xuất (rèn, đúc hoặc chế tạo) và các chế độ hỏng hóc chính trong quá trình vận hành:

4. Cách đọc báo cáo kiểm tra không phá hủy (NDT)

Báo cáo kiểm tra không phá hủy (NDT) là một chứng nhận chất lượng bằng văn bản. Nó được sử dụng để xác minh rằng các bộ phận mới có độ bền cấu trúc trước khi lắp đặt và để xác định xem các bộ phận đã qua sử dụng có còn sử dụng được sau khi sửa chữa lớn hay không. Một báo cáo hợp lệ phải nêu rõ các mục sau:

• Thông tin linh kiện: Tên bộ phận, số bản vẽ, mác vật liệu, số lò nung và số sê-ri—không được bỏ sót bất kỳ thông tin nào trong số này để đảm bảo chúng khớp với sản phẩm thực tế.
• Phạm vi kiểm tra và tình trạng bề mặt: Những khu vực nào đã được kiểm tra, độ nhám bề mặt như thế nào, liệu lớp sơn và rỉ sét đã được loại bỏ chưa, và tỷ lệ bao phủ kiểm tra là bao nhiêu?
• Các tiêu chuẩn và quy trình áp dụng: Hãy nêu rõ các tiêu chuẩn nào đã được tuân thủ đối với UT, RT, MT và PT, chẳng hạn như ASTM E2375, E1742, E1444 và E165.
• Thiết bị và hiệu chuẩn: Thông tin cần cung cấp bao gồm: kiểu thiết bị, tần số thăm dò, góc, chất kết dính, cường độ nguồn tia X, cường độ từ trường và số hiệu khối hiệu chuẩn.
• Tiêu chuẩn nhân sự: Nhân viên kiểm tra phải có chứng chỉ ASNT hoặc ISO 9712 cấp độ II hoặc cấp độ III, điều này phải được ghi rõ trong báo cáo.
• Ghi nhận và đánh giá lỗi: Đối với mỗi khuyết tật được tìm thấy, hãy ghi lại vị trí, kích thước, độ sâu và tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu, đồng thời đưa ra kết luận đạt hoặc không đạt dựa trên các tiêu chí chấp nhận.
• Kết luận cuối cùng: Hãy nêu rõ sản phẩm được chấp nhận, bị từ chối hoặc được chấp nhận có điều kiện, và kèm theo kế hoạch sửa chữa.

Một báo cáo không rõ ràng thì coi như vô dụng. Do đó, dù bạn tự tiến hành kiểm tra hay nhận báo cáo từ nhà cung cấp, bạn đều phải xác minh từng hạng mục, đặc biệt là vị trí lỗi và tiêu chí chấp nhận.

Giá trị thực tiễn của phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) trong suốt vòng đời của máy nghiền.

Thực hiện kiểm tra không phá hủy (NDT) một cách kỹ lưỡng không chỉ giúp vượt qua các cuộc kiểm tra mà còn thực sự tiết kiệm chi phí.

Mua sắm: Trước khi vận chuyển các bộ phận thay thế OEM hoặc các chi tiết đúc chịu lực cao đã mua, hãy thực hiện kiểm tra không phá hủy (NDT) để xác nhận tính toàn vẹn cấu trúc. Điều này giúp tránh việc phát hiện ra các vấn đề chỉ sau khi lắp đặt, có thể dẫn đến tranh chấp bảo hành.

Sản xuất và vận hành: Thường xuyên kiểm tra các linh kiện đang hoạt động bằng phương pháp MT hoặc UT để theo dõi sự phát triển của vết nứt. Điều này cho phép lên kế hoạch thay thế trong thời gian ngừng hoạt động đã định trước, thay vì phải chờ đến khi linh kiện đột ngột hỏng hóc giữa đêm.

Kéo dài tuổi thọ: Việc phát hiện sớm các khu vực tập trung ứng suất bề mặt có thể được xử lý thông qua mài, giảm ứng suất hoặc hàn sửa chữa cục bộ, giúp kéo dài tuổi thọ của linh kiện và giảm chi phí thay thế toàn bộ.

Nhìn chung, việc xác định rõ ràng các phương pháp kiểm tra, tiêu chí chấp nhận và yêu cầu chữ ký từ nhân viên đủ điều kiện là một bước quan trọng để đảm bảo tính sẵn có cao và tổng chi phí sở hữu thấp cho thiết bị nghiền.