厚壁小徑管的射線檢驗特殊工藝

孫志勇 崇 義

(黑龍江火電第三工程公司，黑龍江 哈爾濱150000)

0 引言

隨著大容量高參數電站鍋爐發展，面臨著許多厚壁小徑管高合金耐熱鋼小徑管及其異種鋼對接焊縫的檢驗問題。如何合理地選擇透照參數，以擴大電站厚壁管和高合金管對接焊縫雙壁雙影一次橢圓成像的檢出范圍，確保危險缺陷如：根部缺陷和裂紋等的檢出率，以及如何有效跟蹤底片檢出范圍和靈敏度具有十分重要意義。對此從實踐中依據理論基礎找到良好的方法。

1 管電壓的選擇

在適當的范圍內,射線底片的對比度差值越大則各種缺陷細節顯示越清晰,因此在黑度一定的范圍內,底片對比度越大,發現缺陷的靈敏度就越高。 根據公式ΔD=－0.434γ.μ.ΔT,

式中ΔD——底片對比度;

γ——膠片對比度;

μ——衰減系數;

ΔT——被透工件厚度差。

在膠片和被透工件不變的情況下,若要增大對比度ΔD,就要增大衰減系數μ。 對于同一工件來說,

μ=τ=KρΖ3λ，

式中τ——吸收系數;

K——常數;

ρ——被照工件密度;

Ζ——被透工件原子序數;

λ——射線波長。

密度和原子序數是不變的,所以,若增大衰減系數必須增大射線波長λ。 由于λ=12.4/K.U,式中U 管電壓。

由以上分析可以得出,要提高底片對比度ΔD,就要降低管電壓U。但是對于厚壁小徑管來說,厚度變化較大,為增大曝光寬容度,增大有效評片區,又必須提高電壓,但同時也要考慮射線機的使用壽命。 常規做法,當工作負荷為滿負荷的80%～90%時,可以有效延長X 射線機的使用壽命。 時間得知,采用2505 型X 射線機透照,管電壓為230kV,此時獲得的底片質量較理想。

2 曝光量的選擇

一種情況：JB/4730.2－2005 標準規定對管電壓有上限要求,AB 級射線檢測技術曝光量不小于15mA.min。 由于曝光量可以長些選擇管電壓可以較低。 但對于厚壁小徑管來說,過低的電壓必然造成對比度過大,有效評片區過小。

另一種情況：DL/T820－2002 標準規定對曝光量的要求小于7.5mA.min,按此標準要求的管電壓較高,造成底片對比度小,靈敏度低。那么,要使用又大又重的3005 型X 射線機,在現場操作增加了勞動強度和工作難度。 通過實踐,如曝光量確定為12.5mA.min,則底片的質量較好,且僅需要使用2505 型X 射線機就可透照，底片質量滿足標準要求。

3 透照距離的選擇

3.1 透照布置

常規電站安裝檢驗小徑管對接焊縫采用雙壁雙影一次橢圓成像透照技術如國家射線書籍第二版透照圖， 它比一般的焊縫透照要復雜，由于要使得射源側及底片側焊縫清晰地投影在膠片上，所以透照參數焦距F=L1＋L2,偏心距L0=L1(b＋q)/L2，橢圓開口間距q，透照電壓及曝光時間的合理選擇至關重要，這些參數恰當的選擇目的是提高焊縫面狀缺陷的檢出率。 正確選擇曝光條件，盡量減少由于曲率所造成的底片厚度差，能將有效檢測范圍內黑度控制在規定范圍內，這是形成清晰影像的主要因素。

3.2 焦距的選擇

國內各有關標準對小徑管對接焊縫射線檢驗中焦距的選擇并非是焦距不能小于600mm，是個定數，這一要求出處是GB3323－87 標準中的規定，為了保證上下焊縫的清晰度，焦距不能小于600mm，這樣規定對于不同的小徑管Ug 值是不同的，根據公式計算使得Ug 值隨著管徑的增大而增大， 看出這一規定不夠合理。 根據幾何不清晰度度Ug=db/(F－b)（其中d 為有效焦點尺寸，焦距為焦點到膠片距離F=L1＋L2，b 為缺陷到膠片距離）可知，對于同一管徑的焊縫，焦距越大，幾何不清晰度Ug 就越小，發現缺陷就越有利，評定就越準確。 所以為了控制一定的幾何不清晰度Ug 值JB/T4730－2005 要求不同的射線檢測技術等級要求的射線源至工件表面的最小距離f 也不同。

（1）A 級射線檢測技術，射線源至工件表面的最小距離f≥7.5db2/3。

（2）AB 級射線檢測技術，射線源至工件表面的最小距離f≥10db2/3。

（3）B 級射線檢測技術，射線源至工件表面的最小距離f≥15db2/3。

為保證上下焊縫影像清晰,焦距不得低于標準。 通過最短焦距計算并結合工作效率的考慮,對于?76×12.5 的管子,透照距離選擇470～500mm 為宜,此時底片缺陷清晰度較高,底片質量較好。

4 開口間隙的選取與對焦方式

常規情況下,小管對接焊縫透照時,上下兩焊縫在底片上的成像呈橢圓形,間距以3～10mm 為宜這是標準要求。 在實踐中上下兩焊縫間距應小些為好,符合投影近清晰,遠模糊的原理。 間隙角大時,上焊縫清晰度和靈敏度低,對面狀缺陷的檢出率影響大。 實踐表明,上下焊縫投影間隙在3～6mm 范圍為理想間隙距離。 現場透照時為使間距在3～6mm 范圍,可以采取直線法確定焦點位置。 假定間隙距離選5mm,則只要在工件上量出q=5mm,根據偏心距L0=L1(b＋q)/L2，確定L1位置后,將射線管焦點S、沿上焊縫射線束前邊緣點連成直線到底片,選取460～500mm,且垂直于X 射線窗口截面,對焦工作也就完成。

5 透照次數確定

小徑管透照規程上規定可以不受k 值限制,允許一次透照,但也有一定的技術要求：實踐證明,在清晰度、靈敏度均達到要求的情況下,?76×12.5 厚壁管一次透照有效評片區弦長只達到51mm, 黑度范圍邊緣1.8,中心2.5,通過計算可知,一次透照有效評片長度只有45%,因此厚壁管一次透照的漏檢率很大。 綜合考慮各標準要求,確定拍片次數至少2 次,后一次轉動90°拍,若要達到100%焊縫透照則需拍3 次,后兩次轉動60°和120°。 這樣既滿足了JB/4730.2－2005 標準要求，也滿足檢出率。

6 像質計選擇

小徑管橢圓透照時, 應選用由5 根直徑相同金屬絲構成的I 型專用像質計。 在確定像質計線徑時,透照厚度按下式計算比較合理：

TA=0.8[(D－T)T]1/2＋T,

式中TA——透照厚度，mm;

D——管子外徑,mm;

T——管子壁厚,mm。

經計算,?76×12.5 管子焊縫透照厚度為3214mm, 選用線編號為8的像質計。

7 結論

厚壁小徑管X 射線透照工藝選擇,各標準規定不盡相同,各有一定的優缺點。實踐證明,厚壁小徑管采用上述透照工藝,既能達到較好的底片質量,又能獲得較大的透照有效長度。

［1］JB/T4730-2005 承壓設備無損檢測[S].

［2］DL/T 820- 2002 鋼制承壓管道對接焊接接頭射線檢驗技術規程[S].

［3］DL/T 869-2002 火力發電廠焊接技術規程[S].

［4］GB3323-2012 鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級[S].