NDT là gì và vì sao hàng không cần đến NDT?
NDT (Non-Destructive Testing – Kiểm tra không phá hủy) là các phương pháp kiểm tra vật liệu, chi tiết hoặc kết cấu nhằm phát hiện khuyết tật mà không cần cắt, tháo rời, làm hỏng hoặc thay đổi đối tượng được kiểm tra. Nói đơn giản, NDT giống như cách “nhìn vào bên trong” một chi tiết mà không cần phá nó ra.
Trong bảo dưỡng tàu bay, điều này đặc biệt quan trọng. Không phải mọi hư hỏng đều có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Một vết nứt nhỏ trong kết cấu chịu lực, vùng tách lớp bên trong vật liệu composite hay sự ăn mòn nằm dưới lớp sơn có thể không để lại dấu hiệu rõ ràng bên ngoài.
Nếu không được phát hiện, những bất thường này có thể phát triển và ảnh hưởng đến độ bền của kết cấu. Vì vậy, NDT giúp kỹ sư phát hiện sớm những dấu hiệu mà mắt thường không thể nhìn thấy, từ đó đánh giá và xử lý theo đúng yêu cầu kỹ thuật.
Không có một phương pháp NDT nào phù hợp với mọi loại vật liệu hay mọi dạng khuyết tật. Tùy vào vị trí, vật liệu và vấn đề cần tìm, kỹ sư sẽ lựa chọn phương pháp kiểm tra phù hợp.
Tại VAECO, bốn phương pháp được sử dụng phổ biến gồm siêu âm (UT), dòng điện xoáy (ET), thẩm thấu (PT) và chụp ảnh bức xạ (RT). Mỗi phương pháp có một cách “nhìn” khác nhau vào vật liệu.
Những khuyết tật trên tàu bay không phải lúc nào cũng có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Với thiết bị chuyên dụng, NDT giúp kỹ sư phát hiện những dấu hiệu bất thường bên trong kết cấu mà không cần tháo rời hay phá hủy chi tiết.
VAECO là một trong những tổ chức bảo dưỡng tại Việt Nam được Cục Hàng không Việt Nam, FAA và EASA phê duyệt thực hiện các phương pháp NDT trên tàu bay thương mại. Đội ngũ kỹ sư NDT được đào tạo, chứng nhận theo các tiêu chuẩn quốc tế, góp phần bảo đảm công tác bảo dưỡng đội tàu bay Vietnam Airlines được thực hiện ngay tại Việt Nam theo các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt.
Bốn phương pháp, bốn cách “nhìn” vào bên trong
Siêu âm: Dùng sóng âm để tìm khuyết tật
Kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Testing – UT) có thể hình dung giống như cách con người sử dụng tiếng vọng để xác định vật thể trong bóng tối.
Thiết bị phát sóng âm tần số cao vào vật liệu. Khi đi qua một khu vực đồng nhất, sóng truyền theo quy luật bình thường. Nhưng nếu gặp vết nứt, khoảng trống hoặc vùng tách lớp, sóng sẽ phản xạ trở lại. Từ tín hiệu này, thiết bị có thể xác định vị trí và mức độ của khuyết tật. UT đặc biệt hữu ích khi kiểm tra các kết cấu kim loại có chiều dày lớn và vật liệu composite.
Trên các dòng tàu bay sử dụng nhiều vật liệu composite như A350 hay Boeing 787, phương pháp này giúp phát hiện delamination – hiện tượng các lớp vật liệu bị tách khỏi nhau. Bên ngoài, bề mặt có thể vẫn gần như nguyên vẹn nhưng bên trong đã xuất hiện bất thường.
Đây cũng là một trong những lý do NDT có vai trò quan trọng: phát hiện vấn đề ngay cả khi mắt thường chưa thể nhận ra.
Dòng điện xoáy: Tìm vết nứt trên kim loại
Nếu UT sử dụng sóng âm thì kiểm tra dòng điện xoáy (Eddy Current Testing – ET) dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Khi đưa đầu dò đến gần bề mặt kim loại, thiết bị tạo ra dòng điện xoáy bên trong vật liệu. Nếu xuất hiện vết nứt hoặc khuyết tật, dòng điện này bị thay đổi. Thiết bị sẽ ghi nhận sự thay đổi đó và hiển thị kết quả để kỹ sư phân tích.
ET đặc biệt hiệu quả trong việc phát hiện các vết nứt trên bề mặt hoặc nằm gần bề mặt kim loại. Phương pháp này còn có thể thực hiện qua một số lớp sơn, giúp giảm thời gian chuẩn bị kiểm tra.
Trong bảo dưỡng tàu bay, ET thường được sử dụng tại các vị trí như lỗ khoan, khu vực quanh đinh tán và những vùng kết cấu chịu ứng suất cao. Một ưu điểm khác của ET là tốc độ kiểm tra nhanh, phù hợp với những công việc cần kiểm tra nhiều vị trí trong thời gian hạn chế.
Thẩm thấu: “Vẽ” lại những vết nứt trên bề mặt
Với những vết nứt mở ra trên bề mặt kim loại, kiểm tra thẩm thấu (Penetrant Testing – PT) là một phương pháp tương đối đơn giản nhưng hiệu quả.
Trước tiên, kỹ sư làm sạch bề mặt và phủ một loại chất lỏng có khả năng thẩm thấu vào các khe nứt rất nhỏ. Sau một khoảng thời gian, bề mặt được làm sạch và phủ chất hiện màu. Phần chất lỏng còn lại trong vết nứt sẽ tạo thành dấu hiệu có thể quan sát bằng mắt thường hoặc dưới tia cực tím, tùy loại chất sử dụng.
PT phù hợp để phát hiện các khuyết tật mở ra bề mặt trên vật liệu không xốp, đặc biệt là kim loại. Tuy nhiên, phương pháp này không phù hợp với vật liệu composite hoặc các vật liệu có cấu trúc xốp.
Chụp ảnh bức xạ: Nhìn xuyên qua vật liệu
Nếu PT giúp phát hiện khuyết tật trên bề mặt, thì kiểm tra chụp ảnh bức xạ (Radiographic Testing – RT) lại cho phép kỹ sư quan sát những bất thường nằm bên trong vật liệu.
Nguyên lý của RT tương tự chụp X-quang trong y tế. Tia X hoặc tia gamma được chiếu qua chi tiết cần kiểm tra. Mức độ hấp thụ bức xạ khác nhau giữa các vùng vật liệu tạo ra hình ảnh, qua đó giúp phát hiện những bất thường bên trong.
RT có thể được sử dụng để kiểm tra các chi tiết đúc, mối hàn hoặc những kết cấu có hình dạng phức tạp và chiều dày lớn. Tuy nhiên, do sử dụng bức xạ ion hóa, phương pháp này yêu cầu quy trình kiểm soát an toàn bức xạ nghiêm ngặt, cùng khu vực và thiết bị chuyên dụng.
Tại Vietnam Airlines, không có một phương pháp NDT nào phù hợp cho mọi tình huống. Việc lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào loại vật liệu, vị trí kiểm tra và dạng khuyết tật cần phát hiện. Vì vậy, bên cạnh khả năng vận hành thiết bị, kỹ sư NDT cần hiểu rõ đặc tính vật liệu, yêu cầu kỹ thuật và điều kiện thực tế của từng vị trí trên tàu bay.
Nhìn thấy trước khi quá muộn
Điểm đặc biệt của NDT nằm ở việc phát hiện những điều mắt thường không nhìn thấy. Một vết nứt có thể chỉ dài vài milimet. Một vùng tách lớp có thể nằm sâu dưới bề mặt composite. Một khuyết tật có thể chưa gây ra bất kỳ dấu hiệu nào trong quá trình khai thác nhưng vẫn cần được phát hiện và đánh giá theo yêu cầu kỹ thuật.
Với bốn phương pháp UT, ET, PT và RT, kỹ sư có nhiều cách tiếp cận khác nhau để kiểm tra kết cấu tàu bay mà không cần phá hủy chi tiết.
Nhưng thiết bị dù hiện đại đến đâu cũng chỉ là công cụ. Giá trị của NDT còn nằm ở khả năng lựa chọn đúng phương pháp, thực hiện đúng quy trình và đánh giá chính xác kết quả của người kỹ sư.
Trong bảo dưỡng hàng không, đôi khi điều quan trọng nhất không phải là nhìn thấy một hư hỏng khi nó đã trở nên rõ ràng, mà là phát hiện dấu hiệu bất thường từ khi nó còn chưa thể nhìn thấy bằng mắt thường.
