Tiêu chuẩn hàn nối thép và phương pháp kiểm tra mối hàn trong kết cấu thép

Hàn thép là một trong những phương pháp nối phổ biến trong kết cấu thép, nổi bật nhờ khả năng liên kết cao và phù hợp với các cấu trúc phức tạp. Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng và độ bền của mối hàn, quá trình thi công phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật. Dưới đây là các yêu cầu kỹ thuật quan trọng khi thực hiện hàn nối thép, được tổng hợp cùng Vật liệu xây dựng Đăng Quân.

Tiêu chuẩn kỹ thuật khi hàn nối thép

• Làm sạch bề mặt kim loại: Trước khi hàn, cần làm sạch hoàn toàn vật liệu nền và khu vực kim loại lân cận. Bề mặt phải sáng bóng, có ánh kim loại rõ ràng.
• Chiều rộng làm sạch: Mỗi cạnh mối hàn cần được làm sạch ít nhất 10mm tính từ mép hàn.
• Hàn nhiều lớp: Khi thực hiện hàn nhiều lớp, phải loại bỏ xỉ hàn của lớp trước trước khi hàn lớp tiếp theo.
• Nhiệt độ môi trường: Không nên hàn khi nhiệt độ môi trường dưới 0°C nhằm tránh ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn.
• Phân biệt công nghệ hàn: Trước khi bắt đầu, cần xác định rõ công nghệ hàn TIG (hàn bằng khí trơ vonfram) và MIG (hàn bằng khí trơ kim loại) phù hợp cho từng chi tiết kết cấu.
• Lựa chọn phương pháp hàn: Có thể sử dụng hàn tay hoặc hàn tự động cho cùng một mối hàn. Sau khi hàn tự động, vẫn có thể gia cố bằng hàn tay nếu cần. Nếu phần hàn tay không vượt quá 15% diện tích tiết diện mối hàn thì vẫn được xem là mối hàn tự động.
• Giới hạn ứng suất: Ứng suất trong mối hàn không được vượt quá giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn hàn hồ quang điện.
• Hệ số cường độ mối hàn: Hệ số này phải được quy định rõ trong hồ sơ thiết kế cho cả hàn khí và hàn điện.

Kiểm tra chất lượng mối hàn nối thép

Kiểm tra chất lượng mối hàn là bước không thể thiếu để đảm bảo kết cấu thép hoạt động an toàn, bền vững.

Quy định chung

Đơn vị sản xuất, lắp đặt hoặc sửa chữa kết cấu thép có trách nhiệm tổ chức kiểm tra chất lượng các mối hàn trên các chi tiết chịu lực. Việc đánh giá mối hàn phải áp dụng một hoặc nhiều phương pháp kiểm tra phù hợp, tùy theo loại mối hàn và điều kiện làm việc của thiết bị:

• Kiểm tra trực quan: Áp dụng cho mọi loại mối hàn.
• Kiểm tra không phá hủy: Bằng siêu âm hoặc chụp ảnh bức xạ.
• Thử nghiệm cơ lý: Kiểm tra cấu trúc vi mô và các chỉ tiêu cơ học.
• Thử thủy lực: Áp dụng cho các loại mối hàn cần kiểm tra kín khít.

Ngoài ra, có thể sử dụng các phương pháp kiểm tra khác theo yêu cầu kỹ thuật quy định trong tiêu chuẩn sản xuất.

Kiểm tra bề ngoài

Việc đo kiểm ngoại quan phải thực hiện ở cả hai mặt và suốt chiều dài của mối hàn. Trường hợp không thể đo kiểm bên trong, chỉ được phép thực hiện đo kiểm bên ngoài. Trong quá trình kiểm tra, khu vực bề mặt mối hàn và vùng kim loại kế cận cần được làm sạch, với bề rộng tối thiểu là 20mm tính từ mép mối hàn.

Thử nghiệm cơ học

Thử nghiệm cơ học nhằm đánh giá độ bền và độ dẻo dai của mối hàn. Các hình thức thử nghiệm bắt buộc bao gồm:

• Thử kéo: Theo TCVN 8310:2010 (thử kéo ngang mối hàn giáp mép). Không bắt buộc đối với các mối hàn ngang đã được kiểm tra siêu âm 100%.
• Thử uốn hoặc thử nén cục bộ (với ống): Áp dụng theo TCVN 5401:2010. Đối với ống có đường kính dưới 100mm và độ dày thành dưới 12mm, có thể thay thế thử uốn bằng thử nén cục bộ.
• Thử va đập: Theo TCVN 312-1:2007 và TCVN 5402:2010 (vị trí mẫu thử, hướng rãnh khía); lấy mẫu theo TCVN 5400:1991.
• Các hình thức thử bổ sung như thử độ cứng hoặc thử cắt và va đập có thể được yêu cầu tùy theo điều kiện sản xuất cụ thể.

Số lượng mẫu thử cần lấy từ mối hàn sản phẩm như sau:

• 2 mẫu thử kéo
• 2 mẫu thử uốn
• 3 mẫu thử va đập

Mối hàn trên sản phẩm và bản thử (hoặc ống thử) phải được thực hiện bởi cùng một thợ hàn, trong cùng điều kiện. Nếu bất kỳ mẫu thử nào có kết quả sai lệch vượt quá 10% so với giới hạn kỹ thuật (về độ bền hoặc góc uốn), mối hàn đó bị đánh giá là không đạt.

Trong trường hợp kết quả thử không đạt, phải tiến hành thử lại với gấp đôi số mẫu từ cùng bản thử (hoặc ống thử), thực hiện bởi cùng thợ hàn. Nếu có bất kỳ mẫu nào trong lần thử thứ hai không đạt yêu cầu, mối hàn đó sẽ bị loại bỏ.

Tham khảo thêm: Gia công thép tấm theo yêu cầu giá rẻ và chất lượng

Tiêu chuẩn hàn nối thép và phương pháp kiểm tra mối hàn

Kiểm tra siêu âm mối hàn thép thực hiện và đánh giá theo TCVN 1548:1987. Kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ (tia X, tia gamma) thực hiện theo TCVN 4395:1986. Trường hợp dùng phân tích vi mô thay thế, phải được sự đồng ý của đơn vị kiểm tra và không làm tổn hại mối hàn.

Phương pháp kiểm tra siêu âm

Phương pháp kiểm tra siêu âm mối hàn theo TCVN 1548:1987 dùng sóng siêu âm để phát hiện khuyết tật bên trong mối hàn như vết nứt, hàn chưa ngấu, rỗ khí, ngậm xỉ mà không phá hủy mối hàn. Không được phép sử dụng phương pháp kiểm tra có tính phá hủy trong quá trình này.

Khối lượng mối hàn được kiểm tra phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật theo quy định. Trong trường hợp cần thiết, chuyên gia có thể đề xuất giảm số lượng mẫu kiểm tra, nhưng phải có sự chấp thuận của người kiểm tra kỹ thuật.

Kết quả kiểm tra khuyết tật bằng siêu âm được đánh giá theo TCVN 1548:1987. Nếu sử dụng phương pháp chụp ảnh bức xạ, việc đánh giá sẽ căn cứ theo TCVN 4395:1986. Ngoài hai phương pháp chính, có thể thay thế bằng phương pháp phân tích cấu trúc vi mô, nhưng bắt buộc không gây tổn hại đến mối hàn và phải được sự đồng ý của đơn vị kiểm tra.

Phân tích cấu trúc vi mô

Số lượng mẫu phân tích cấu trúc vi mô tối thiểu là:

• 1 mẫu đối với thép cacbon
• 2 mẫu đối với thép không gỉ

Quy trình lấy mẫu, kích thước và hình dạng mẫu phải tuân theo các yêu cầu kỹ thuật trong tiêu chuẩn áp dụng. Nếu kết quả phân tích không đạt yêu cầu, phải tiến hành kiểm tra lại với 2 mẫu bổ sung được cắt trực tiếp từ mối hàn của sản phẩm. Nếu cả hai mẫu đều không đạt, mối hàn bị xem là không đạt tiêu chuẩn.

Trong trường hợp mối hàn đã vượt qua kiểm tra không phá hủy bằng siêu âm hoặc chụp ảnh bức xạ nhưng không đạt khi phân tích vi mô, toàn bộ mối hàn của sản phẩm phải được kiểm tra lại bằng phương pháp không phá hủy đã sử dụng trước đó.

Bài viết trên đã cung cấp những thông tin cơ bản về tiêu chuẩn hàn nối thép cùng các nội dung liên quan đến kiểm tra chất lượng mối hàn. Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp toàn diện cho nhà thép tiền chế và kết cấu thép, vui lòng liên hệ ngay với Vật liệu xây dựng Đăng Quân qua số điện thoại 0965 468 871 để được tư vấn chi tiết.

Lưu ý: Bài viết này chỉ mang tính chất tham khảo, cung cấp thông tin tổng quan về ngành nhà thép tiền chế và kết cấu thép. Để biết thêm thông tin cụ thể hoặc tư vấn theo nhu cầu dự án của bạn, vui lòng liên hệ trực tiếp với đội ngũ chuyên gia của Đăng Quân.