小徑管雙壁雙影橢圓透照及底片評定分析

摘要：在射線無損檢測工作中，小徑管雙壁雙影透照工藝底片缺陷評定較復雜。只有嚴格執行照相工藝，仔細分析缺陷影像特點，必要時進行尺寸換算，才能減少探傷工作中的誤判，提高探傷水平。

關鍵詞：小徑管;射線檢測;靈敏度;雙壁雙影;缺陷評定

小口徑無縫鋼管廣泛應用于鍋爐壓力管道中。依據NB/T47013-2015《特種設備無損檢測》外徑小于或等于100mm的鋼管的對接焊縫一般應采用雙壁雙影法。只有當上下兩焊縫橢圓顯示有困難時才可采用垂直透照法。在實際工作中，為了達到理想的檢驗目的，從透照工藝到底片評定都要嚴格控制。本文就有關問題進行討論。

1、有效評定范圍與靈敏度

管子焊縫影像的有效評定范圍是指黑度、照相靈敏度都要達到要求的區域。邊界部位所對應的透照厚度T2和中心部位所對應的透照厚度T1之比值稱為透照厚度比K。射線方向與管子內壁相切部位的透照厚度被稱為極限透照厚度，記作Tc，見圖1。

3、透照參數的選擇

從表1可以看出，在有效評定范圍內，透照厚度比變化很大。為了達到適宜的 黑度，應采用高能量短時間的曝光參數以擴大照相寬容度。同時為了保證上下焊縫影像清晰，焦距不得低于600mm。膠片暗袋平放，射源焦點偏離焊縫中心平面一定距離（偏心距），以射線束的中心部分或邊緣部分透照被檢焊縫。橢圓開口寬度取1倍焊縫寬度左右。偏心距應適當，可根據橢圓開口寬度、焦距、管子直徑等求出。

4、底片缺陷影像分析

小徑管橢圓成像底片評定有其特殊性，如不注意就會使某些未超標缺陷因不同的位置在不同的投影方向上會有不同程度的縮小或放大。下面僅以沿管子切向方向為例分析成像特點。

為便于對焊縫質量的評定，對小徑管射線照相一次橢圓成像分成幾個區域來說明。如圖1所示，a為正常區，b為放大區，c為收縮區。

4.1 正常區 正常區又稱正常評定區，是指膠片側焊縫中射線穿透厚度比不大于1.1是的區段。此區段長度L正

L正=（π/180°）*（D/2）*2α=（π/180°）*Dα

α=θ+β

θ為焊縫的橫向裂紋檢出角（K=1.1）

θ=cos-1[（0.21T+D）/1.1D]

β為射線半輻射角，β取0 ? ∴α=θ

L正=（π/180°）*D cos-1[（0.21T+D）/1.1D]

正常區寬度B

B=（D/2）*2* sinθ=Dsinα= Dsinθ

∴B=D sin{cos-1[（0.21T+D）/1.1D]}=0.4D

正常區寬度一般為0.4D（管子外徑），是以短軸為中心。正常區焊縫在底片上成像規律，接近大徑管和平板焊縫成像規律。在焊縫質量評定時，直接在底片上測量缺陷尺寸進行評定。

4.2 放大區 放大區是指射源測焊縫射線穿透厚度比不大于1.1時的區域。放大區內焊縫長度和寬度接近正常區，由于此區焊縫離膠片的距離比較遠，射線并非平行，焊縫缺陷投影到底片上有放大的傾向，如圖2所示，根據幾何關系，其放大系數M

M=f/（f-h）

式中f——源S至膠片距離（焦距）;h——研究點至膠片距離，取h=DP（小徑管中徑）

由上式可看出，放大區系數（忽略焦點尺寸和壁厚影像）M= f/（f- DP）僅與焦距和管子中徑有關。當放大區焊縫的影像發現缺陷時，應把底片上量得缺陷尺寸P'先換算成當量尺寸P（接近實際尺寸），h取小徑管中徑DP

P= P'*（f-DP）/f

放大區焊縫質量評定時，把當量尺寸作為底片焊縫質量評定尺寸。

4.3 收縮區 收縮區是指射線穿透厚度比大于1.1處的區域，焊縫在底片上投影，隨著偏離橢圓短軸的距離增大，焊縫收縮越嚴重。焊縫中的缺陷在底片上也同樣收縮。在對焊接質量評定時，需對底片上缺陷尺寸進行校正，尤其沿周向的線狀缺陷。如圖1所示，缺陷AB的實際長度可近似根據底片上A'B'求出，即

AB=（π/180°）γ（sin -1LB/γ- sin -1LA/γ）

其中，γ為小徑管中半徑，γ=（D+d）/4，LA為線狀缺陷A點在底片上的投影至短軸的距離，LB為線狀缺陷B點在底片上的投影至短軸的距離。

5、結束語

小徑管雙壁雙影透照工藝底片缺陷評定較復雜。只有嚴格執行照相工藝，仔細分析缺陷影像特點，必要時進行尺寸換算，才能減少探傷工作中的誤判，提高探傷水平;在保證產品質量的前提下，減少焊接返修和探傷工作量，提高工作和經濟效益。

作者簡介：王貴謙，1969.5，男，漢，山東萊陽，本科，高級工程師，研究方向：特種設備檢驗。