中心含圓柱軸球殼赤道焊縫的射線檢測

王丙陽，王敬釗，李晉煒

(北京航空制造工程研究所，北京 100024)

中心含圓柱軸球殼赤道焊縫的射線檢測

王丙陽，王敬釗，李晉煒

(北京航空制造工程研究所，北京 100024)

以中心含圓柱軸球殼為對象，分析了中心圓柱軸對殼體赤道焊縫射線檢測的影響。經工藝分析、試驗驗證，說明采用合理的檢測工藝，可消除由中心圓柱軸生成的非相關影像對焊縫檢測結果的干擾，實現整體赤道焊縫的質量檢測。

中心含圓柱軸球殼;赤道焊縫;射線檢測

因焊接技術具有可實現復雜及大型構件的制造，氣密性好，還可實現異種金屬間的連接等優點而被廣泛地應用于航空航天、核工業、承壓設備、兵器及船舶等行業。承壓設備行業中的壓力管道、氣瓶、鍋爐及儲罐等均采用該技術制造。

中心含圓柱軸球殼由一半球殼和另一中心含圓柱軸的半球殼組成，通過電子束焊接技術連接制造，接頭形式為赤道環形對接。赤道焊縫的射線檢測不僅需要滿足環形對接接頭檢測要求，同時還需消除由中心圓柱軸生成的非相關影像對檢測結果的干擾。基于上述原因，通過對中心含圓柱軸球殼赤道焊縫射線檢測工藝進行分析，筆者提出在環形對接接頭檢測的基礎上增加透照次數，再輔以影像疊加方法來實現整體赤道焊縫的檢測。

1 檢測對象

檢測對象為中心含圓柱軸球殼，圖1為中心含圓柱軸球殼外觀。球殼材料為Ti62A鈦合金，外徑517 mm，厚度25 mm，中心圓柱軸直徑85 mm。

圖1 中心含圓柱軸球殼外觀

2 中心無圓柱軸球殼赤道焊縫射線檢測工藝分析

2.1 理論計算

中心無圓柱軸球殼(空心球殼)為封閉結構，查閱標準NB/T 47013.2-2015《承壓設備無損檢測 第2部分：射線檢測》可知，其赤道焊縫射線檢測技術級別為AB級，透照厚度比Kmax=1.1，透照方式為雙壁單影透照，透照焦距Fmin不小于496 mm，取F=700 mm。

圖2為雙壁單影法透照示意[1]。

圖2 雙壁單影法透照示意

由圖2可知:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

據上述分析，該空心球殼僅需透照5次，即可實現全部焊縫的檢測。

2.2 標準分析

窖泥是濃香型白酒釀造的基礎，在生產過程中發揮著極其重要的作用[1]。窖泥作為釀造微生物主要的棲息場所，為微生物提供了適宜的生存環境，并且在釀造過程中不斷積累風味前體物質，從而賦予濃香型白酒特殊的風格。所以窖泥質量的優劣直接決定著所產原酒質量的高低。

標準NB/T 47013.2-2015附錄F中圖F.4(其他方式透照環向焊接接頭，透照厚度比K=1.1時透照次數圖)對空心赤道焊縫的透照次數作了詳細規定，圖3為其他方式透照環向焊接接頭的透照厚度比為1.1時透照次數局部圖。

圖3中橫坐標為球殼厚度與外徑的比值，最小刻度為0.01；縱坐標為球殼外徑與透照焦距的比值，最小刻度為0.05。

經計算，文中T/D0≈0.048,D0/F≈0.739。

由圖3可知，5次透照和6次透照的臨界線近似于直線。當橫坐標T/D0=0.05時，5次透照和6次透照的臨界線縱坐標位于0.70～0.75區間的下半端，即小于0.725，故(0.048, 0.739)位于5次透照和6次透照臨界線的上方。圖3中兩線段的交點為(0.048, 0.739)。

據上述分析可知，空心球殼至少需透照5次，方可實現全部焊縫的檢測。

圖3 其他方式透照環向焊接接頭的透照厚度比K=1.1時透照次數局部圖

2.3 結論分析

由上述分析可知：① 標準分析符合理論計算結果；② 透照5次，即可實現空心球殼赤道焊縫的整體檢測。

3 中心含圓柱軸球殼赤道焊縫射線檢測工藝分析

圖4,5分別為空心球殼及中心含圓柱軸球殼赤道焊縫透照及影像示意。

由圖4,5可知，上述分析僅能實現空心球殼赤道焊縫的射線檢測。中心含圓柱軸球殼赤道焊縫的射線檢測，還需作進一步分析。

經計算，中心圓柱軸透照影像長度約為135 mm，圓柱的半影區寬度約為3.3 mm，故L被遮擋影像約為142 mm。

圖4 空心球殼赤道焊縫透照及影像示意

圖5 中心含圓柱軸球殼赤道焊縫透照及影像示意

圖6為中心含圓柱軸球殼赤道焊縫透照影像示意。圖6中，Ⅰ～Ⅴ為中心含圓柱軸球殼赤道焊縫分5次透照，發現每次透照影像中心均存在長度為142 mm的遮擋影像，干擾檢測結果；1～10為分10次透照，發現每次透照影像中心也均存在長度為142 mm的遮擋影像，但被遮擋影像的兩部分可分別在上一次及下一次的透照影像中被觀察到，如第2次透照，其影像中心被遮擋，能觀察到的焊縫影像僅為兩個2號方塊，然而第1次透照有效評定區右側1號方塊及第3次透照有效評定區左側3號方塊可覆蓋第2次透照影像中心被遮擋區域。

圖6 中心含圓柱軸球殼赤道焊縫透照影像示意

4 試驗

4.1 設備及材料

試驗采用德國YXLON公司MG226型X射線機，焦點尺寸為5.5 mm；銳珂公司MX125型膠片及增感屏系統；JB/T 7902 6～12號絲型像質計。

4.2 透照布置及曝光參數 查曝光曲線，管電壓為180 kV、管電流為10 mA和曝光時間為6 min。圖7為射線透照示意。

4.3 試驗結果 圖8為中心含圓柱軸球殼赤道焊縫射線檢測影像。由圖8(c)可知，試驗結果驗證了圖6的正確性。

圖7 射線透照示意

圖8 中心含圓柱軸球殼赤道焊縫射線檢測影像

圖9 中心含圓柱軸球殼赤道焊縫透照影像靈敏度示意

圖9為中心含圓柱軸球殼赤道焊縫透照影像靈敏度示意。圖9中可清楚識別6～12號鈦合金絲型像質計的第11號絲，底片黑度范圍為3.5～3.7，檢測影像滿足標準規定的底片影像質量要求。

5 結語

(1) 采用合適的檢測工藝，可實現中心含圓柱軸球殼赤道焊縫的質量檢測。

[1] 強天鵬.射線檢測(NDT 全國特種設備無損檢測人員資格考核統編教材)[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2007.

Radiographic Testing for Equatorial Weld of the Spherical Shell Centered by a Cylindrical Shaft

WANG Bing-yang, WANG Jing-zhao, LI Jin-wei

(Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute, Beijing 100024, China)

The paper studies and analyses the effects of the center cylindrical shaft on the radiographic testing of shell equatorial weld. Following process analysis and experiment verification, a conclusion has been drawn that a reasonable testing process could eliminate non-correlation images caused by the center cylindrical shaft to interfere with the testing consequence, and to realize quality testing of the whole equatorial weld.

Spherical shell centring a cylindrical shaft; Equatorial weld; Radiographic testing

2016-09-21

王丙陽(1985-),男，工程師，主要從事無損檢測技術的應用研究工作。

王丙陽， E-mail: a385136@163.com。

10.11973/wsjc201703007

TG115.28

A

1000-6656(2017)03-0026-04