小徑管環向對接接頭雙壁透照質量的探討

黃先喬

(云天化集團有限責任公司壓力容器檢測站，云南 水富 657800)

射線檢測是特種設備制造、安裝工作中非常重要并廣泛運用的無損檢測方法。如何保證射線檢測質量，涉及質量控制的各方面：首先，必須按照標準制定合理的檢測工藝，透照出符合標準規定質量的底片；其次，要求具有相關工作資質的初評人員進行正確地評定；最后，由經驗豐富的復評人員復評把關[1]。任何一種無損檢驗方法都有一定的局限性，符合標準的規定只是最基本的要求。

1 上下焊縫影像開口寬度對小徑管環向對接接頭雙壁雙影透照的影響

NB/T4730.2-2015《承壓設備無損檢測》標準規定：“橢圓成像時，應控制影像的開口寬度(上下焊縫投影最大間距)在1倍焊縫寬度左右”。影像的開口寬度取決于上焊縫射線束的投影方向與焊縫截面的夾角大小， 此夾角過小，不能將上、下焊縫影像分開；但夾角過大，嚴重影響上焊縫根部未焊透、根部縱向裂紋等缺陷的檢出效果，而且影響上焊縫的整個檢測范圍[2]。因此，為了提高小徑管環向對接接頭雙壁雙影橢圓成像的射線檢測可靠性，開口寬度宜小不宜大，尤其是對管徑偏小、壁厚較大的小徑管更要充分注意。常見規格管徑經驗推薦橢圓間距見表1。

2 小徑管環向對接接頭雙壁透照底片質量的控制

大型散裝鍋爐受熱面管子的管徑小(通常為φ32～φ60)，焊口多，任一焊口質量都會影響鍋爐正常運行，尤其是現場施工，受現場客觀條件的限制，焊接時易產生未焊透類的危害性缺陷[3]。射線拍片人員，為了提高效率，常釆用短焦距、短曝光時間的透照方式，導致雙壁雙影上焊縫缺陷影像放大、畸變，幾何不清晰度Ug值大、成像質量差等問題。NB/T47013.2—2015標準要求所選用的射源至工件表面的距離(f)應滿足：AB級射線檢測技術f≥10db1/3，B級射線檢測技術f≥15db2/3。其中，d為射線源有效焦點尺寸，b為沿射線束中心測定的工件受檢部位射線源側表面與膠片之間的距離。作為評片人員，如何用底片成像判別幾何不清晰度(Ug)大小，即驗證實際透照時采用的焦距[4]是非常重要的。透照布置如圖1 所示。

在圖1中，F為焦距，O為管子圓心，Do為投影前管子外徑，Do′為投影放大后管子外徑，r為投影前管子外半徑，R為投影后管子外半徑，射線源視為點源。

由數學推導可知，只要測量投影后管子外徑(底片上管子外直徑)，就能計算出放大系數K，進而得出透照時所采用的焦距F。

實驗驗證過程：用型號XXG2005、焦點尺寸 2.0 mm×2.0 mm的X射線探傷機分別對外徑 60 mm、76 mm 鋼管采用焦距 300 mm、500 mm、700 mm 的透照出底片，如圖2～圖7所示，得到試驗數據見表2。

表2 試驗數據

圖2 外徑60焦距300，投影放大后實測外徑67.3 mm

圖3 外徑60焦距500，投影放大后實測外徑64.0 mm

圖4 外徑60焦距700，投影放大后實測外徑62.8 mm

圖5 外徑76焦距300，投影放大后實測外徑88.5 mm

圖6 外徑76焦距500，投影放大后實測外徑82.8 mm

圖7 外徑76焦距700，投影放大后實測外徑80.5 mm

對上述結論進行反復驗證，誤差小、實際使用價值高，將此方法運用于檢測工作中，有效提高了小徑管環向對接接頭雙壁透照時的底片質量。

3 承壓設備熔化焊焊接接頭和承壓設備管子及壓力管道熔化焊環向焊接接頭質量分級區別

依據NB/T47013.2—2015《承壓設備無損檢測》第7章“承壓設備管子及壓力管道熔化焊環向焊接接頭射線檢測結果評定和質量分級”第7.1.4.3條，條形缺陷評定區內同時存在多種缺陷時，應進行綜合評級，即分別評定條形評定區內各類缺陷的質量級別，取質量級別最低的級別作為綜合評級的級別；當各類缺陷的級別相同時，則降低一級作為綜合評級的級別。以φ219×10壓力管道環向對接接頭和φ700×10壓力容器環向對接接頭為例，同樣缺陷的焊接接頭會有不同的評定等級，缺陷分布如圖8。

圖8 缺陷分布圖

在圖8中，φ2圓形的缺陷有2個，6mm條形缺陷有1個。按NB/47013.2—2015第7.1.4.3條評定，該組缺陷質量等級評為Ⅳ級；按NB/T47013.2-2015第6.1.4條則評定為Ⅲ級，即同一缺陷壓力管道環向對接接頭質量評級嚴于壓力容器。

4 結語

小口徑管環向對接接頭雙壁雙影透照橢圓成像時，控制上焊縫射線束的投影方向與焊縫截面的夾角大小，有助于射線源側焊縫根部未焊透和根部縱向裂紋的檢出[5]； 對施焊現場檢驗的小徑管環向對接接頭雙壁透照時，控制幾何不清晰度。通過對底片觀察、測量、計算，以確定實際透照時釆用的焦距是否滿足標準要求，為控制底片質量提供有效手段。