Re: Một số thắc mắc về welding inspection

[Tran Ngoc Dan]

Hi Tuấn,

Thật vui khi các em tiếp tục phát triển về Welding Inspection.

Đối với que hàn MMA thì lớp thuốc bọc phải bảo đảm các yêu cầu:

1> Tạo môi trường ion hóa tốt để duy trì quá trình cháy ổn định của hồ quang (nhất là khi hàn với dòng AC)

2> Tạo môi trường khí bảo vệ vũng chảy chủ yếu là CO2

3> Tạo lớp xỉ loãng để che phủ vũng chảy

4> Cung cấp các tác nhân cải thiện tính luyện kim (Mn , Si)

5> Che phủ ủ nhiệt vũng chảy khi đông rắn.

Như vậy rõ ràng là thuốc cần cháy và chảy trước (que cellulose , que rutile, que acid). Tuy nhiên với que Basic do tăng cường áp lực hồ quang để tập trung cột hồ quang lớp vỏ thuốc bọc được thiết kế sau cho quá trình cháy sẽ tạo ra vòm cầu (lỏi que bị thụt vào trong).

Thực tế thì không ai xem cái gì sẽ chảy trước, cũng không ai tính xem nhiệt độ chảy của lỏi và thuốc bọc là bao nhiêu. Vì nhiệt độ hồ quang hàn khá cao (8000 -:- 10000 độC) nên hầu như cái gì cũng chảy hết (thậm chí là bay hơi) song khi nóng chảy thì vật liệu chảy sẽ thu nhiệt và vũng chảy hình thành ở nhiệt độ ổn định (nhiệt độ nóng chảy của kim loại làm lỏi que) ở nhiệt độ đó thì thuốc hàn cũng phải chảy và phải đủ loãng để che lấp vũng chảy. Như vậy, rõ ràng là thuốc hàn phải tạo hệ xỉ có nhiệt độ chảy thấp hơn nhiệt độ chảy của lỏi que hàn.

Về cấu trúc vùng kim loại hàn và vùng HAZ.

Nếu đứng ở góc độ thiết kế thì kim loại mối hàn là thành phần của kim loại cơ bản (base metal) + kim loại đắp (Filler metal) + các yếu tố hợp kim hóa (alloy elements) bổ sung từ thuốc hàn và tất nhiên phải bảo đảm sao cho chúng có cơ tính tốt hơn kim loại cơ bản để bù trừ cho tổn thất do các khiếm khuyết hàn (bọt khí, ngậm xỉ).

Vùng HAZ cơ tính sẽ chịu tác động của chu trình nhiệt hàn và sự thay đổi cấu trúc trong quá trình nung nóng và làm nguội; bao gồm cả sự tăng trưởng / làm mịn hạt và hình thành các pha pearlite , martensite cả về dạng hình và phân bố ...Nói cách khác vùng độ nhạy cảm của vùng HAZ chịu tác động mạnh bởi thành phần và quá trình chuyển biến nhiệt (sơ đồ TTT) của kim loại cơ bản. Trong hầu hết các trường hợp do thời gian nguội từ 800 đến 500 độ C khá nhanh cấu trúc mạng bị xô lệch mạnh công với tập trung ứng suất nên vùng HAZ sẽ có xu thế cứng hơn (giới hạn chảy cao hơn) còn chuyện bền hơn (giới hạn đứt) còn tùy thuộc vào chu trình nhiệt hàn (nung nóng / giữ nhiệt / tốc độ nguội) nên cũng khó nói là bền hơn hay kém bền hơn.

Bất lợi lớn nhất ở HAZ là sự tập trung ứng xuất và tính dòn (kém dẻo) khi chịu lực. Rõ ràng là một mối hàn có kết quả thữ kéo đạt yêu cầu khi đứt xuất hiện ở phần kim loại cơ bản (vì điều đó khẳng định phần kim loại mối hàn và phần HAZ có giới hạn đứt cao hơn). Đứt ở mối hàn hoặc ở vùng HAZ thường bị reject vì chứng tỏ qui trình hàn hoặc quá trình hàn chưa đạt yêu cầu. Điểm gây nhầm lẫn là kích thước vùng HAZ được xác định là bao nhiêu (sẽ hoàn toàn xác định nếu có kèm theo macrotest hoặc hardness).

Như vậy thì em cũng thấy là tại sao chúng ta phải xác thực qui trình hàn và các phép thữ cần có để xác thực qui trình hàn.

Chúc thành công.

Dan TN

2013/9/30 Dang Thanh Tuan <dangtu...@gmail.com>

E chào thầy Dân. Em là Tuấn. Em làm ở công ty Nippon steel pipe Vietnam. Trước em có học 1 khóa Welding Visual Inspection level 1 của thầy dạy tại công ty em.

Thầy có cho tụi em email để liên lạc khi tụi em co thắc mắc gì về học tập.

Em đang ôn tập để thi Welding Inspection level 2 nên trong quá trình ôn tâp e gặp nhìu vướng mắc không giải thích được. Nên hôm nay em viết email này nhờ thầy giải thích dùm em mấy câu hỏi.

Em biết thầy rất bận với dảng dạy và công việc riêng, em xin lỗi vì phiền thầy một chút. Khi nào rảnh thầy dành chút thời giai giải thích dùm em nhé. E cảm ơn thầy trước ah!

Các thắc mắc của e đó là :

1, Trong que hàn MMA, giữa flux bên ngoài vả lõi thép bên trong thì cái nào có melting point cao hơn? tại sao?

2, Giữa HAZ và weld thì vùng nào thông thường có ultimate tensile strength cao hơn ? và tại sao?
E không nắm rõ lắm về tác dụng của nhiệt hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt, tác dụng của nhiệt hàn gây ảnh hưởng đến cấu trúc kim loại như thế nào.

Mong được thầy giải thích cho em hiểu rõ!

Cảm ơn thầy, chúc thầy sức khỏe dồi dào!

Học viên cũ

Đặng Thanh Tuấn

--
Th.S Trần Ngọc Dân
Senior Lecturer , Welding Expert
Ho Chi Minh City University Of Technology
http://www4.hcmut.edu.vn/~dantn
Hp : 090 391 42 90

[nguyen tuan]

Thanks Bac Dan

Bac Tra loi hay the
Vào 17:49:35 UTC+7 Thứ hai, ngày 30 tháng chín năm 2013, Tran Ngoc Dan đã viết:

[Tran Ngoc Dan]

Chào Tuấn,

Hôm nay lại tiếp tục câu chuyện về thép.

Chúng vẫn quen với các thực tế thép Mỹ , Thép Nhật , thép Hàn ...thép Ấn hay thép Tàu ...Và chất lượng thép thì cứ căn cứ vào nguồn gốc hay nhản mác để trả tiền.

Hiếm có Kỹ sư nào đặt câu hỏi thắc mắc như em.

Thường thì các thầy ở trường khi dạy về kim loại vẫn phải đề cập đến các quá trình: Tinh luyện , Cán luyện và phân cấp chất lượng. Tiếc là trong xu thế cải cách chất lượng và chương trình, các bài giẻng ngày càng cắt xén và bỏ bớt các phần cốt lỏi để gia tăng phần tiếp thị. Thôi thì sẳn dịp này ta hãy điểm qua những kiến thức cổ lổ đã bị vứt bỏ.

1> Thép thường được chế tạo từ các quá trình sau:

Tinh luyện từ gang lò cao (iron pig - sản phẩm của quá trình tinh luyện quặng sắt) bằng cách đốt bỏ lượng carbon trong gang xuống hàm lượng cần thiết. Tùy thuộc vào thiết bị tinh luyện chúng ta có các quá trình OH (Open Heart) Siement , EAF (Electric Arc Furnace) thế nên vẫn có nơi có lúc người ta gọi là thép lò cốc, thép lò điện , thép martin ...

80% sản lượng thép đến từ qui trình OH vì giá thành rẽ. Khi tinh luyện từ quá trình OH thì tùy thuộc vào vật liệu thành lò là silica hay dolomite mà chúng ta có thép (tình luyện với hệ xỉ ) Acid hay Basic. Ngày nay để tăng hiệu quả và chất lương thì quá trình BOF (Basic Oxy Furnace) được ưa chuộng hơn cả.

Quá trình tinh luyện thép thì chúng ta đốt cháy carbon bằng Oxy (trong không khí hoặc Oxy công nghiệp), Phản ứng Oxy hóa khữ thuận nghịch diễn ra trong suốt quá trình tinh luyện và tiếp tục duy trì khi rót thép ra dót rót. Tại dót rót các nhà chế tạo thường bổ sung Mn và Si (hoặc các nguyên tố hợp kim khác) thông qua các Ferro (giai đoạn này được gọi là đánh xỉ) nhằm kiểm soát thành phần và cơ tính. Nếu lưu ý thì chúng sẽ thấy là mác thép ở các mẻ rót (heat number) khác nhau  thường có thành phần và cơ tính sai lệch chút ít theo tiêu chuẩn. Điều đó có nghĩa là việc tinh luyện thép vẫn có một chút nghệ thuật và kinh nghiệm riêng của từng nhà sản xuất và chính điều này tạo ra các khác biệt về chất lượng thép.

Nếu mẻ thép sau đánh xỉ được đổ vào khuôn đông rắn thành thỏi cán thì quá trình oxy-hóa khữ vẫn tiếp tục trong thỏi cán cho đến khi nguội hẳn . Thép tinh luyện như vậy được gọi là thép sôi và thường là phôi liệu để sản xuất thép xây dựng (construtural steel). Phân cấp thép này chỉ dựa vào các chỉ tiêu cơ tính, các chỉ tiêu khác về độ đồng nhất vả thảnh phần hóa học sẽ không xét đến.

Khi quá trình đánh xỉ được thực hiện trong các lò cao tần và được kiểm soát tốt hơn. Thép chỉ được rót ra khuôn khi phản ứng oxy hóa - khữ giảm đến mức tối thiểu thì thép sẽ được gọi là tinh luyện ở qui trình bán lặng (semi-killed). Thép này thường có độ đồng nhất tương đối cao và thành phần hóa học được kiểm soát.

Nếu mẻ thép được duy trì trong lò (cao tần) và được hút chân không để triệt tiêu quá trình oxy hóa khữ thép khi đó sẽ được gọi là thép lặng (killed). Độ đồng nhất và thành phần hóa học đương nhiên được kiểm soát chặt chẻ hơn.

Quá trình đốt carbon kiểu gì đi nữa cũng không thể hạ hàm lượng carbon xuống dưới 0.15%. Để có thép có hàm lượng carbon thấp hơn (0.06 đến 0.08) để làm dây hàn hoặc (0.02 -:- 0,04) để làm thép không gỉ các nhà sản xuất sẽ phải áp dụng phương pháp khác. (rimmed / cap steel)
Phương pháp này thực hiện như sau:

Thép sau tinh luyện được rót vào phểu có thành được làm nguội liên tục kết quả là lớp vỏ sát thành khuôn sẽ chủ yếu là sắt (Fe) có hàm lượng carbon rất thấp do carbon sẽ bị đẩy ra khỏi tinh thể nhờ tốc độ kết tinh cao. Người ta lấy phần vỏ này đem đốt chảy và thêm vào các hợp kim (Cr, Ni, Co, Ti ...) để làm thép chất lượng cao (thép lò xo, thép bạc đạn ...). Thép này có tên là thép rimmed / hoặc cap.

Như vậy nói thép sôi, rimmed, thép semi-killed hay thép killed tức là đề cập đến quá trình tinh luyện thép (chủ yếu là tạo ra phôi cán).

Phôi cán này chưa thể tạo nên chất lượng cuối cùng của thép bởi vì thép còn phải qua giai đoạn cán luyện nữa. Trong cán luyện thì các yếu tố quyết định chất lượng và cơ tính bao gồm số lượt cán thô, mức độ biến dạng và nhiệt độ kết thúc cán. Khi này thép được tinh luyện ở trạng thái kết tinh lại (recrystalisation) - Còn gọi là quá trình tái cấu trúc sau biến dạng dẻo.

Khi cán thô, các bọng khí kẹt xỉ bị làm bẹp, hàn dính, kéo dài và đùn đẩy ra đầu phôi để cắt bỏ đi (giống như khi ta nhàu bột) do đó lượt và chiều cán thô sẽ cải thiện tính đồng nhất của phôi cán trước khi định hình.

Khi cán định hình thì mức độ biến dạng và nhiệt độ sẽ làm hạt mịn và đồng đều hơn nhằm bảo đảm tính đồng nhất và cải thiện cơ tính.
Để phân cấp cán luyện chúng ta thường dùng các phân cấp sau:
AR : As Rolled - không kiểm soát (tùy nhà sản xuất)

N: Normalized - thường hóa Kiểm soát nhiệt độ và mức độ biến dạng ở giá cán trước hoàn tất sau đó sản phẩm sẽ được làm nguội có kiểm soát.

CR : Control rolled - Số giá cán, nhiệt độ, mức độ biến dạng được kiểm soát theo qui trình đã xác thực.

TM: Thermal Mechanized - Quá trình cán kiểm soát nhằm tăng cơ tính nhờ cơ chế làm mịn hạt và biến cứng.
Đến đây thì em thấy rõ là độ tin cậy chất lượng thép không chỉ ở mác USA , JIS , KS, CS hay IS mà ở chổ chúng ta được quyền kiểm soát đến đâu trong các công đoạn tinh luyện thép.

May sao trong ứng dụng thì các Rules / Code / Standard sẽ chỉ rõ chúng ta cần kiểm soát cái gì và kiểm soát như thế nào để bảo đảm chúng ta đang xài đúng thép và chất lượng đã yêu cầu.

Thân.  

2013/10/1 Dang Thanh Tuan <dangtu...@gmail.com>

E chào thầy Dần,

Thầy ơi, hôm nay e có câu hỏi này nhờ thầy giải đáp dùm em nhé. E đã cố gắng tra cứu thông tin trên mạng nhưng cũng không được rõ ràng thông tin lắm. Thắc mắc đó là :

Thông thường e có biết là mình có các loại thép ví dụ như : Carbon steel, Carbon mangane steel, High strength low alloy steel,......

Hoặc là : low carbon steel (<0.3 % C), medium carbon steel (>0.3 & < 0.6% C), high carbon steel (>0.6%C).

Nhưng em mới biết thêm là thép cũng được chia thành : Kill steel, semi-kill steel, rimming steel. Thầy có thể giải thích thêm cho em về cách chia 3 loại thép trên là thế nào không, e biết là họ chia ra dựa theo mức độ deoxidized của thép nhưng cũng không hiểu cụ thể lắm. Và làm sao để biết các loại thép nào là Kill steel hay semi-kill steel hay rimming steel? Ví dụ như stainless steel hay low alloy steel là thuộc loại nào : kill steel, semi-kill steel hay rimming steel?

Rùi e cũng gặp một câu họi là : Loại thép nào sẽ được sử dụng làm filler rob?

                                              a, Kill steel

                                              b, Semi kill steel   

                                              c, Rimming steel

                                              d, Carbon steel

E có đọc tài liệu thì có nói rằng filler rod của MMA thi làm từ Rimming steel. Còn filler rod của Mig/Mag, SAW, Tig thì làm từ thép chất lượng tốt?

Khi nào thấy có thời gian rãnh thì thầy giải đáp dùm e nhé.

E cảm ơn thầy nhiều!

Học viên

Đặng Thanh Tuấn

2013/9/30 Dang Thanh Tuan <dangtu...@gmail.com>

E chào thầy,

E rất cảm ơn phẩn giải đáp thắc mắc rất cụ thể của thầy.

Giờ e đã hiểu và có thể giải thích hợp lý thắc mắc của mình rồi. Trước đó e cũng có phỏng đoán theo hướng đó nhưng không giải thích được một cách rõ ràng nên càng giải thích càng lôn xộn. hjhj...

Chắc sắp tới e cũng có nhiều thắc mắc muốn có được sự giúp đỡ của thầy.

Một lần nữa e cảm ơn vì thầy đã nhiệt tình giả thích.

Chúc thầy ngủ ngon và có buổi tối vui vẻ bên gia đình!

Học viên

Đặng Thanh Tuấn

2013/9/30 Tran Ngoc Dan <trann...@gmail.com>

[bonongvt]

Em chào thầy Dân,

Em là người chưa từng học thầy hôm nào, cũng không phải là dân kỹ sư hàn, cũng không được là kỹ sư cơ khí, mà xuất phát điểm là Cử Nhân vật lý Hạt Nhân.

Em làm việc trong lĩnh vực NDT cũng khá lâu, và cũng đang có mong muốn chuyển sang lĩnh vực kỹ sư giám sát hàn (tự học đã vài năm nay). Tuy nhiên, các chương trình học như CSWIP 3.1 & 3.2 thì về ngoài việc ngoại ngữ (không phải lo lắm), thì các vấn đề chuyên môn em muốn được tìm hiểu thật sâu thêm bằng tiếng Việt trước. Rất tiếc, em không có dịp được học các khoá tương tự như thế tại Vũng tàu.

Thầy có dịp nào vào dạy về gián sát hàn tại khu vực tp.HCM./ Biên hoà, Vũng Tàu.. thầy cho em biết với để có dịp được học thật bài bản, kỹ lưỡng... chứ việc tự học thật sự là khó khăn với người ngoại đạo như em!

Trân trọng.

Vào 17:49:35 UTC+7 Thứ hai, ngày 30 tháng chín năm 2013, Tran Ngoc Dan đã viết:

Hi Tuấn,

[bonongvt]

Em rất mong có dịp được học giám sát hàn với thầy Dân tại tp HCM hoặc Biên Hoà, Vũng Tàu. kính mong thầy thông bao khi có các khoá như thế.

Vào 17:49:35 UTC+7 Thứ hai, ngày 30 tháng chín năm 2013, Tran Ngoc Dan đã viết:

Hi Tuấn,

[Tran Ngoc Dan]

Chào bạn Bonong,

Thật cảm kích khi nghe bạn tán dương và đề nghị.

Thực tế thì mình cũng từng thiết kế một vài course và đào tạo về giám sát hàn theo đúng scheme của CSWIP hoặc CWI. Điều đáng buồn là ngày nay đa phần người học chỉ muốn có cái chứng chỉ để đi làm thuê, và trong hoàn cảnh như vậy, không có ca1cn nào tối ưu hơn là tham giá các khóa đào tạo "mỳ ăn liền" vừa ngon vừa bổ.

Hiện nay mình chỉ ưu tiên đào tạo cho sinh viên của ĐHBK về mảng kiến thức hàn và cấp cho họ một "tờ giấy vô giá" theo đúng nghĩa đen và nghĩa bóng.

Phàm đã là thanh niên trong tiến trình nhộn nhịp của công nghiệp hóa ai cũng muốn mình có đủ năng lực và tri thức và quan trọng hơn một chổ đứng để kiếm tiền một cách trong sạch và minh bạch. Bạn đang có một chổ đứng khá tốt và đang làm cái nghề "hot" hơn tất cả các nghề (chỉ thua các em chưn dài và hotgirl thôi).

Thực tế hàn là phân khúc quan trọng của quá trình kiến tạo các công trình và giám sát hàn là tiến trình then chốt để bảo đảm chất lượng và an toàn của công trình; tuy nhiên, ở nước ta việc này cũng giống như mọi thứ khác , có nghĩa là "nói vậy mà hổng phải vậy". Thế nên đừng ngộ nhận về hoài bảo và thành tựu trong cuộc sống.

Do quá trình hàn ở xứ ta chưa thực sự được đánh giá là một quá trình công nghệ mũi nhọn và then chốt, "Defect free" thực tế chỉ là khẩu hiệu hoặc là một thủ thuật báo cáo hơn là một chính sách quản trị về chất lượng.

Theo logic tự nhiên thì người càng có kiến thức uyên thâm về một lỉnh vực nào đó thì thường không có điều kiện để tiếp cận và kiểm nghiệm các kiến thức mình đang truyền giảng. Thực tế trớ trêu này không chỉ ở nước ta mà các nước khác đều phải trải nghiệm. Sự khác biệt lớn nhất về trình độ khoa học công nghệ nằm ở chổ phương thức và chính sách để giải quyết tương quan mâu thuẩn này.

Kỹ sư hàn rõ ràng là có một khoảng cách so với chuyên gia hàn và giám sát hàn lại có một khoảng cách xa hơn. Tại sao vậy ? Bởi vì chức năng cơ bản nhất của giám sát hàn là bảo đảm quá trình được thực hiện đúng yêu cầu thiết kế và chuẩn mực chất lượng được qui định. Nói cách khác, chúng ta chỉ thực hiện những gì được qui định chứ không nhất thiết phải hiểu tại sao phải như vậy. Chuyên gia hàn thực tế là người am tường và thành thạo mọi thứ về công nghệ và quá trình kể cả kinh nghiệm thực tiển; thường có chức năng tư vấn, chữa cháy các vấn đề nãy sinh liên quan đến thiết kế, năng suất và chất lượng hàn. Kỹ sư hàn là một chức danh được công nhận bởi hệ thống và chuẩn mực đào tạo hơn là một danh vị được thừa nhận từ thực tiển. Như vậy có thể thấy bức tranh tổng thể về hàn ở xứ ta như sau:

1> Kỹ sư hàn : người được công nhận và có bằng cấp chuyên môn thường không chọn ngành hàn để làm nghiệp mưu sinh vì đơn giản "cái mà họ giỏi và được đào tạo" thì thực tiển "không cần" hoặc họ không thể "chen chân" vào được.

2>Chuyên gia hàn: người có thể được mọi người công nhận qua kinh nghiệm và thực tiển hành sự thường không có "license" để làm các công việc mà họ rất am tường và thành thạo. Lý do "bằng cấp / chứng chỉ", tính nguyên tắc không khoan nhượng quan trọng hơn hết "ưa kiến cò".

3>Giám sát hàn: Đa phần là dân ngoại đạo nên biết rất ít về công nghệ và quá trình hàn. Phần lớn là do nghề chọn họ hơn là họ chọn nghề. Các anh này thì "chứng chỉ đầy mình" và CV khủng. Quyền lớn lương cao được mọi người săn đón và nuông chiều (nhất là khi được "vinh dự" làm thuê cho một tổ chức kiểm định danh tiếng).

Vấn đề là em quan tâm đến ngành hàn ở góc độ nào ?

Vài lời phi lộ để làm quen.

2013/10/3 bonongvt <tinha...@gmail.com>

--
Bạn nhận được thư này vì bạn đã được đăng ký vào nhóm Google Groups "GiamSatHanVN".
Để hủy đăng ký nhóm này và ngừng nhận email từ nhóm, hãy gửi email tới dantn-vwi+...@googlegroups.com.
Để đăng bài lên nhóm này, hãy gửi email đến dant...@googlegroups.com.
Truy cập nhóm này tại http://groups.google.com/group/dantn-vwi.
Để có thêm tùy chọn, hãy truy cập https://groups.google.com/groups/opt_out.

[bonongvt]

Chào Thầy Dân,

Nói một cách chân tình thì em chỉ muốn đạt được mức là giám sát hàn, cũng không mong chứng chỉ đầy mình và CV khủng, được săn đón hay nuông chiều gì cả! Thực tế, em chỉ muốn đi theo con đường là về Lĩnh vực NDT, lĩnh vực em đã chọn từ những năm đầu đi làm (2006).

Tuy nhiên, việc theo đuổi giám sát hàng cũng phù hợp với công việc làm NDT và có phần phát triển hơn.

Thầy cho em hỏi giúp thêm về tính hàn của vật liệu/ thép nhé thầy (weldability of steels). hôm giờ em cũng cố gắng trau dồi thêm để có thể có hiểu biết tốt hơn, phần nào thực sự còn chưa rõ mới hỏi.

Vài lời gửi thầy,

Trân trọng.

Vào 08:29:18 UTC+7 Thứ sáu, ngày 04 tháng mười năm 2013, Tran Ngoc Dan đã viết: