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对小径管透照方式的探讨

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第13卷第4期2013年 8月湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报JOURNAL OF HUNAN INDUSTRY POLYTECHNICV01.13 No.4Aug. 2013对小径管透照方式的探讨张 恒(湖南劳动人事学校,湖南 长沙 410126)[摘 要] 本文针对小径管采用椭圆成像透照方式的原因和椭圆成像的影响因素进行探讨,对裂纹检出和射线照相质量的影响因素进行研究,并根据标准提 出相应的处理方法。

[关键词] 小径管透照;椭圆成像;影响因素;处理方法[中图分类号]TH878.1 [文献标识码] A [文章编号] 1671—5004 (2013)04 .0010—02Discussion on Radiographic Inspection of Small-diameter TubeZHANG HenHunan Labor and Personnel Management School,Changsha 410126 Hunan)【Abstract] The article discusses the l~aSOlf of eliptic imaging technique and the influence factors Oil eliptic imaging,and makes a further research Oilinfluence factors On the crack detection and radiographic quality,processing method based on the standard method.

[Key words] transmission lube;eBiptie imaging;,influence factors;processing method1、引言常用小径管(外径 D。≤100mm)连接是通过对接焊缝来实现,在锅炉、压力容器等特种设备上得到广泛的应用。一般对小径管的射线检测以双壁双影的透照工艺为主。根据小径管双壁双影透照被检焊缝在底片上影像的形状可分倾斜透照椭圆成像和垂直透照重叠成像两种。倾斜椭圆成像是指在环焊缝一次透照完成,环缝在底片形成椭圆形影像,可以较全面的检查全焊缝的焊接质量。

根据 《中华人 民共 和国无损检测行业标准 JB/T4730.2—2o(】5》对小径管环焊缝的透照布置有关规定:“当同时满足下列两条件时,小径管双壁双影透照布置应采用倾斜透照方式椭圆成像:1、管径壁厚小于等于 8mm;2、焊缝宽度小于等于四分之一外径。进行椭圆成像时,需控制椭圆影像的开口宽度(上下焊缝投影最大问距)大致在 1倍焊缝宽度。在不能满足上述条件或进行椭圆成像有困难时可采用垂直透照方式重叠成像”。

2、椭圆成像透照方式对于小径管对接焊缝,标准明确规定采用双壁双影椭圆成像透照法,使上、下焊缝在底片上呈现具有一定间距的椭圆影像。目前常用的是倾斜法和平移法。

2.1倾斜法倾斜法是利用定向x射线机辐射场中的中心线与焊缝截面成一定的角度( o使上、下焊缝在底片上成椭圆形的影像显示。因为采用射线机倾斜,施行起来比较方便、简单,本种方法埘于管道固定或者是锅炉压力容器应用比较广泛。但是倾斜角度比较难以控制,误差较大,对于开口宽度难以控制。

arctgb +口【2.2平移法(偏心距法)它是利用定向 x射线机射源焦点相对于焊缝中心平面偏离一定距离(I.。),被检焊缝采用射线束的中心部分或边缘部分透照,使全焊缝在底片上形成椭圆影像。适当的偏心距 ,可按椭圆开口宽度(q)的大小算出。

L0=(6+q /: 二 ± (b+(7)Dn+ 、△ —^—焊缝余高 ram)b——焊缝宽度(mm)q——椭圆开I=I宽度(椭圆影像短轴方向间距)(iIln)3、小径管采用倾斜透照椭圆成像的原因小径管透照方式有椭圆成像法和重叠成像法,在射线检测中通常选用倾斜透照方式椭圆成像。因为小径管倾斜透照椭圆成像可以使胶片侧和射源侧焊缝影像分开,有利于影像的评定及缺陷的定位返修。根据行业标准JB,T4730.2—2005规定,椭圆成像时当壁厚T/外径 Do≤O.12时,透照 2次(棚隔900);夼则,透照 3次。这样既可以保证检测质量和返修难易程度,叉可以减少成本提高检测效率保证工程进度;当小径管的 D0≤[收稿 日期 ] 2013—7—4[作者简介 ] 张恒(1973一),男,湖南长沙人,湖南省劳动人事学校讲师,研究方向:无损检测技术。

l02013 湖南工业职业技术学院学报 第4期20ram的管子,壁厚T>8mm,且焊缝宽度g>Do/4(mm)应采用重叠成像法。重叠成像时,垂直透照 3次(相隔 1200或 600)。

对于小径管环焊缝根部未焊透、根部未熔合、根部裂纹等根部面积型缺陷的检出,采用垂直透照重叠成像的方式比倾斜透照椭圆成像方式的检出率高的多。但发现缺陷后由于重叠成像分不清是在射源侧焊缝还是在胶片侧焊缝,对缺陷的定位返修带来较大麻烦,一般只能进行整圈焊缝返修。所以垂直透照重叠成像法通常作为倾斜透照椭圆成像法的一种补充。所以在射线检测中对小径管透照通常采用倾斜透照椭圆成像。

4、小径管倾斜透照方式椭圆成像的影响因素4.1透照角度对小径管裂纹检出的影响射线检测中主要是通过裂纹检出角来控制对于缺陷的检出率,裂纹检测角是假设裂纹垂直于工件表面来进行讨论的,而危害性较大缺陷之一就是垂直于工件表面的裂纹 ,因此裂纹检出角是射线检测重要控制的因素。根据小径管环焊缝透照次数和圆心角的关系 ,以 T/Do=0.12为例,相隔 90~透照 2次的透照厚度 比K=I.78,相隔 60。透照 3次时的透照厚度比K=1.73。

无论是倾斜透照椭圆成像透照2次或3次,还是垂直透照重叠成像透照3次其对横向裂纹检出角的要求是基本相同的。根据K值与横向裂纹检出角的关系 0=COS一1(1/K)可以看出,K值较大,裂纹检测角也同样增大,从而降低了横向裂纹的检测率。

JB/T4730—2005标准规定的透照厚度比 K值:纵缝 A级和 AB,K值不大于 1.03;B级,K值不大于 1.01;环缝 A级和AB,K值一 般不大于 1.1,对于小径管可以允许为 1.2;B级,K值不大于1.06。可以看出上述K与标准规定不符,横向裂纹的检出率较低,可能达不到规定要求。另一方面,在焦距不变的情况下,通过增大照射角度 0来增大偏心距,这样纵向裂纹检出角 0也增大,纵向裂纹的检出率将大大下降。如管径过小,焊缝过宽都将增大照射角度 0,导致纵向裂纹、未焊透、未熔合等危险肚缺陷的漏检。但垂直透照重叠成像的纵向裂纹检出角为0,要明显小于倾斜透照椭圆成像透照。椭圆成像的照射角度 0过大可能会导致根部面状缺陷的漏检,所以在采用倾斜透照椭圆成像的方法对有可能存在根部面状缺陷部位时应谨慎使用,必要时应增加垂直透照。

4.2椭圆成像对上下焊缝几何不清晰度的影响工件表面轮廓或工件中的缺陷在底片上的影像边缘会产生一定宽度的半影,此半影宽度就是几何不清晰度u只。

=篙式中:d厂 焦点尺寸 (mm)卜— 谯 点至胶片距离 (mm)卜 缺陷至胶片距离(mm)在环焊缝椭圆成像中,射源侧焊缝与胶片侧焊缝到胶片的距离有较大差异,根据以上公式可以得出上下焊缝的几何不清晰度有较大的差异。以 60X5mm的管子焊缝为例,下焊缝ug约为上焊缝的十分之一。因此,采用椭圆成像时,管径的变化对照相灵敏度影响较大。在射线机和试件一定的情况下,通过采用增大的焦距可以获得较小的几何不清晰度 ug。但是由于射线的强度与距离平方成反比,所以保证黑度 D不变,增大焦距就必须延长曝光时间或者提高管电压。

4.3小径管对接焊缝透照厚度的影响通常我们把一次透照范围内试件的最大透照厚度与最小透照厚度之比定义为试件最大厚度比,用l(s表示。通常把大于 1.4的试件认为大厚度比试件。

小径管透照时,由于环焊缝透照各部位的透照角度不同,从而使透照厚度不同,透照厚度比K值的变化较大。

例如:透照 ①60x5的小径管,忽略焊缝的余高,透照厚度的变化见表表 60x5小径管透照厚度(mm)变化x)rX 0 5; l0 15 20 25 26 27 28 29 302T’ 10.O 10.2 10.7 12.0 1 4.7 33.2 29.0 26.2 21.5 15.4 0从表中可见 x=O时最小,X=F时最大 ,但对于不同规格的小径管则其透照厚度变化相关予小径管的壁厚与外径和所处点与圆心的相对距离。

大厚度比对射线照相质量的不利影响主要有两方面,一是由于试件厚度变化较大,从而导致底片影像的黑度差较大 ,影响射线照相灵敏度;另外,因试件厚度变化,随着透照厚度的增大,产生散射比也增大,使影像边界模糊产生“边蚀效应”。为了提高射线照相质量,对小径管可采用“高电压、短时间”射线透照技术。

结 语因此,我们在对小径管进行射线检测时,为了减少不清晰度,可以采用增大焦距。为了增大透照厚度比、提高宽容度可以采用提高管电压缩短曝光时间方式进行透照。当发现较多根部面型缺陷或对缺陷的检出率产生怀疑时应进行垂直透照补充检测。如发现存在超标缺陷时,为了确定缺陷的具体位置,可以采用双臂单影对缺陷部位进行透照。编者认为,通过上述方法对于小径管对接焊缝检测,可保证检测结果达到标准要求的同时又可减低成本提高工作效率。

[参考文献】【1]周迪生./J、径管对接焊缝 x射线检验技术的探讨【J】.无损检测.1 992,14(9):244—248.

【2]吕宋.对小径管透照布置的探讨[EB/OLI.htlp:flndt.bmd~ob.cong~fi—de一66046.html:无损检测资讯网.2008—3—18.

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