小徑管對(duì)接焊縫射線照相淺談

馮旨華

（達(dá)州市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所，四川 達(dá)州 635000）

小徑管對(duì)接焊縫射線照相在承壓類特種設(shè)備中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。由于小徑管對(duì)接焊縫其管徑小，壁厚與余高的幾何因素影響大等特點(diǎn)，其射線檢測難度大，檢測質(zhì)量不穩(wěn)定，為此，國內(nèi)在小徑管對(duì)接焊縫射線檢測上進(jìn)行了一系列的研究。JB/T4730.2-2005《承壓類特種設(shè)備無損檢測射線檢測》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)小徑管橢圓成像的照相要求也做了明確規(guī)定。

為了進(jìn)一步了解小徑管對(duì)接焊縫射線工藝參數(shù)的影響，保證小徑管對(duì)接焊縫射線照相檢測質(zhì)量，我們進(jìn)行了初步的試驗(yàn)研究。

1 試驗(yàn)與結(jié)果分析

1.1 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)儀器：便攜式射線探傷機(jī)，型號(hào)2505，定向。

試件（1）：小徑管φ32×3，碳鋼，焊縫余高△h=2mm，焊縫寬度b=6mm，橢圓開口寬度q=6mm。焦距1：F=600mm，焦距2：F=500mm。

試件（2）：小徑管φ18×2，碳鋼，焊縫余高△h=1mm，焊縫寬度b=4mm，橢圓開口寬度q=4mm。焦距：F=600mm。

1.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

（1）小徑管φ32×3試件：小徑管對(duì)接焊縫射線照相橢圓成像透照采用射線機(jī)平移來完成。由于平時(shí)工作時(shí)是從上往下照，因此臨時(shí)制作了一個(gè)支架，高600mm左右，檢測人員計(jì)算偏心距時(shí)焦距選擇為600mm。射線機(jī)平移的偏心距計(jì)算按照《射線檢測》要求，如圖1所示。

計(jì)算公式：

L0={【F－（D0+△h）】/（D0+△h）}×（q+b）

式中L0：偏心距；

F：焦距；

D0：小徑管的外徑；

圖1 管子對(duì)接焊縫橢圓成像透照示意圖

△h：焊縫余高；

b：焊縫寬度；

q：橢圓開口寬度。

焦距F=600mm，小徑管的外徑D0=32，壁厚=3mm；外觀測繪小徑管焊縫余高△h=2mm，焊縫寬度b=6mm，橢圓開口寬度q=6mm，帶入公式，則偏心距：

L0-600={【600－（32+2）】/（32+2）}×（6+6）=199mm。

按照上述計(jì)算值將照相的準(zhǔn)備工作做好。拍了5張片，發(fā)現(xiàn)效果很不理想，底片一半是黑色，一半是白色，并且黑度明顯不夠。

經(jīng)過實(shí)際測量發(fā)現(xiàn)：放置射線機(jī)的支架距地面的距離不到500mm，預(yù)計(jì)最多500mm（加上焦點(diǎn)到機(jī)頭的距離），如以500mm計(jì)算，由于射線檢測儀的輻射半角一般≤20°，儀器距焦點(diǎn)的輻射場半徑用R500表示。

則500mm處輻射場半徑：R500=tg20°×（500-32-2）=169mm。

則：R500≤L0-600=199mm。

即：試件在射線機(jī)子的輻射場邊緣，即小徑管焊縫的平移距離已經(jīng)超過了在該平面的輻射場。

我們假設(shè)這個(gè)小徑管對(duì)接焊縫透照不會(huì)出現(xiàn)在輻射場外的情況。

①如果以實(shí)測的500mm焦距來計(jì)算平移距離

則：L0-500=【500－（32+2）】/（32+2）×（6+6）=164mm。

則：R500≥L0-500。

則：小徑管焊縫的平移距離在該平面的輻射場內(nèi)，就可以實(shí)現(xiàn)透照。

②如果設(shè)想焦距確實(shí)是600mm

則：輻射場半徑：R600=tg20°×（600-32-2）=206mm。

則：R600≥L0-600=199mm。

則：小徑管焊縫的平移距離在該平面的輻射場內(nèi)，仍然可以實(shí)現(xiàn)透照。上述計(jì)算結(jié)果匯總?cè)绫?。

表1

可以看出，由于原計(jì)劃的600mm焦距實(shí)際變成了500mm，但平移距離計(jì)算時(shí)還是用的600mm，以至于小徑管焊縫的平移距離已經(jīng)超過了在該平面的輻射場，所以出現(xiàn)了照不出來這個(gè)現(xiàn)象。我們以新的測試計(jì)算結(jié)果進(jìn)行再次照相，發(fā)現(xiàn)底片的質(zhì)量果然達(dá)到要求。可見，距的取值錯(cuò)誤是導(dǎo)致焊縫在底片上的成像不高的影響因素之一。

（2）在現(xiàn)場計(jì)算時(shí)，我們也推算了另一個(gè)現(xiàn)象：管徑過細(xì)的管子，計(jì)算出來的偏移距離常常超過輻射場半徑。

以小徑管φ18×2試件為例：以φ18×2為例來計(jì)算，如果其焊縫余高1mm，焊縫寬度4mm，焦距600mm，橢圓開口寬度q=4mm，則其偏移距離：

L0-600={【600－（18+1）】/（18+1）}×（4+4）=245（mm）≥R600。

其中：R600=tg20°×（600-18-1）=211mm。

因此，在用平移距離公式時(shí)，探傷機(jī)輻射場半徑是必須考慮的問題。一般發(fā)射X射線束形成一個(gè)約40°的圓錐向外輻射，陽極靶與射線管軸線方向呈20°的傾角，因此要使被檢工件焊縫處于射線照射場中，就必須滿足：

L0={【F－（D0+△h）】/（D0+△h）}×（q+b）×≤tg20°×（F-D0-△h）

如果不能滿足該限制，則可以采用機(jī)頭傾斜等其他方法來完成該項(xiàng)工作。

經(jīng)過現(xiàn)場反復(fù)照相試驗(yàn)，印證了我們的判斷是正確的。

2 結(jié)論

通過以上試驗(yàn)分析，明確小徑管對(duì)接焊縫射線檢測幾個(gè)要點(diǎn)。

（1）平移計(jì)算公式得出的偏心距必須在透照輻射場范圍內(nèi)才能保證射線檢測質(zhì)量。

（2）檢測工藝參數(shù)必須是現(xiàn)場檢測的實(shí)際準(zhǔn)確參數(shù)，特別是焦距參數(shù)。

（3）對(duì)于管徑過細(xì)的管子，如等于φ18的小徑管的射線檢測，我們應(yīng)該對(duì)檢測條件進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，如采用機(jī)頭傾斜等方式才能進(jìn)行實(shí)際探傷工作。

3 結(jié)語

綜上所述，要想提高小徑管在接焊縫射線檢測的應(yīng)用率，提高檢測結(jié)果的真實(shí)性，通過試驗(yàn)分析的方式掌握檢測要點(diǎn)，這不僅能夠鞏固理論知識(shí)，而且還能為具體檢測實(shí)踐提供正確引導(dǎo)。分析試驗(yàn)結(jié)果可知，要想優(yōu)化檢測質(zhì)量，降低漏檢率，務(wù)必合理設(shè)置工藝參數(shù)，調(diào)節(jié)焦距參數(shù)為適當(dāng)值，同時(shí)，根據(jù)檢測條件差異制定相應(yīng)的檢測方案，以便總結(jié)檢測問題，充分發(fā)揮小徑管的應(yīng)用作用。除此之外，參與檢測的人員還應(yīng)遵循相關(guān)要求，嚴(yán)格規(guī)范自身操作行為，保持嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度，這不僅是小徑管對(duì)接焊縫射線照相合理應(yīng)用的基本要求，而且還是優(yōu)化接焊縫射線照相質(zhì)量的基本保障。這能為相關(guān)學(xué)者提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)，并且小徑管應(yīng)用水平也能相應(yīng)提高，相關(guān)工作的工作速度能夠大大加快，檢測任務(wù)也能及時(shí)完成。

[1]NB/T47013-2015，承壓類設(shè)備無損檢測[S].

[2]強(qiáng)天鵬.射線檢測.

[3]周迪生.小口徑管對(duì)接焊縫X射線探傷中的幾個(gè)問題[J].1983,5(6):1.

[4]周迪生.小口徑管對(duì)接焊縫X射線檢驗(yàn)技術(shù)探討[J],1992,14(9):244.

[5]周迪生.小口徑管對(duì)接焊縫X射線檢驗(yàn)的像質(zhì)指數(shù)及一次透照范圍[J].1996,18(11):311.