小管焊縫射線檢測中的成像技術(shù)

小管焊縫射線檢測中的成像技術(shù)

隨著中國制造行業(yè)的不斷發(fā)展，焊接技術(shù)在承受設(shè)備制造、管道連接等項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用。焊縫的質(zhì)量事關(guān)設(shè)備及管道系統(tǒng)的安全,射線檢測作為焊縫質(zhì)量檢測方法的一個(gè)重要方法,被大量應(yīng)用于焊縫無損檢測,他具有其他檢測方法不可替代的優(yōu)點(diǎn),特別是針對小口徑管道的檢測。雖然如此,但由于小徑管管口小、透照厚度在透照區(qū)內(nèi)變化大,工藝編制相對復(fù)雜,空間操作上要求相對精準(zhǔn),否則容易出現(xiàn)橢圓成像開口過大或過小,出現(xiàn)大量廢片,增加檢測成本。依據(jù)NB/T47013-2015及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,根據(jù)管徑大小、壁厚及設(shè)備等客觀情況確定透照焦距、偏心距等參數(shù)尤為重要。以下淺談我在實(shí)際工作中對小徑管射線檢測的一些經(jīng)驗(yàn)和做法:1小口徑管焊縫橢圓成像對焦方法選擇NB/T47013-2015標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,外徑Do≤100mm管子稱小徑管。一般采用雙壁雙影法透照其對接環(huán)縫。按焊縫在底片上的影像特征,又分橢圓成像和重疊成像兩種方法。同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件,即T(壁厚)≤8mm;g(焊縫寬度)≤D當(dāng)選擇橢圓成像時(shí),射線的方向應(yīng)使上下焊縫的影像在底片上呈現(xiàn)橢圓顯示,此時(shí)應(yīng)控制橢圓影像的開口寬度在一倍焊縫寬度左右。如偏心距或者透照傾斜角度太大,橢圓開口寬度過大。窄小的根部缺陷(裂縫未焊透等)有可能漏檢,或者因影像畸變過大,難于判斷。橢圓開口寬度過小,又會使源側(cè)焊縫與片側(cè)焊縫根部缺陷不易分開。在實(shí)際工作中選擇對焦有兩種方式,如圖所示:從幾何原理,圖1選擇采用平移射線機(jī)(調(diào)焦距、調(diào)偏心距)對焦,圖2選擇采用傾斜射線機(jī)機(jī)頭(調(diào)射線傾角)對焦。用平移射線機(jī)透照時(shí),為了使焊縫橢圓影像開口為一定值,要同時(shí)調(diào)節(jié)射線機(jī)焦點(diǎn)至管子表面的距離及射線機(jī)焦點(diǎn)的偏心距,并且還要考慮射線機(jī)的輻射角度,否則橢圓影像開口值將發(fā)生變化,這種操作在實(shí)際工作中比較麻煩。采用傾斜機(jī)頭法,影響橢圓影像開口值的主要是射線傾角,只要控制射線傾角不變,開口值就不會變化。但選擇對焦的方法時(shí)也需要考慮影像幾何不清晰度對小缺陷檢測率的影響,此時(shí)通常優(yōu)先選用平移法。2透照焦距和透照范圍的選擇在選用平移法時(shí),首先應(yīng)保證透照范圍符合技術(shù)要求,檢測不留死角,保證檢測質(zhì)量(焦距對射線照相靈敏度的影響主要表現(xiàn)在幾何不清晰度上)。如果焦距選擇不當(dāng),或者偏心距過大,有可能造成透照范圍未覆蓋整張膠片,致使底片不合格。以丹東XXG2505射線機(jī)為例,X射線機(jī)的輻射角度θ=40°+5°,當(dāng)焦距F=700mm時(shí),透照直徑大約為500mm,即按照實(shí)際焦距與二分之一輻射角正切值乘積的兩倍判斷透照范圍是否超出要求。其次最小焦距必須符合NB/T47013-2005的規(guī)定。在X射線檢測過程中,小徑管射線檢測通常技術(shù)等級為AB級,射線源透照焦距F應(yīng)該符合F≥10d3透照厚度差照相技術(shù)的處理射線透照通常允許工件有一定的厚度差異,在射線底片上所能顯示的厚度范圍(符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的黑度上下限范圍),就稱為RT厚度容度。但若工件厚度差過大,就會使透照質(zhì)量失效,要解決此問題,必須采用一些特殊工藝或技術(shù)措施。大厚度比工件對射線照相質(zhì)量的不利影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是因工件厚度差較大導(dǎo)致底片黑度差較大,而底片黑度過低或過高都會影響射線照相靈敏度:二是因工件厚度變化導(dǎo)致散射比增大,產(chǎn)生邊蝕效應(yīng)。對大厚度比工件透照的特殊技術(shù)措施包括適當(dāng)提高管電壓技術(shù),還有雙膠片技術(shù)和補(bǔ)償技術(shù)。3.1適當(dāng)提高管電壓隨著管電壓的提高,底片上不同部位的黑度差將減小,這樣,在規(guī)定的黑度范圍內(nèi),可以容許更大的工件厚度變化范圍,即提高管電壓可以獲得更大的透照厚度寬容度。此外,對厚度變化的工件透照,提高管電壓可以減少散射比,降低邊蝕效應(yīng)。但是射線能量提高后,衰減系數(shù)減小,從而會導(dǎo)致對比度減小,對射線照相靈敏度不利。因此,管電壓不能任意提高。3.2雙膠皮技術(shù)對厚度差較大的工件,可以采用在一只暗盒里放兩張膠片同時(shí)透照的技術(shù)。暗盒里放置的兩張膠片一般應(yīng)選用感光度不同的兩種膠片(異速雙片法),其中感光度較大的膠片適用于透照厚度較大部位的觀察評定。另一種是在暗盒中放置感光速度相同的兩張膠片(同速雙片),觀片方法是對黑度較小部位重疊觀察評定,對黑度較大部位,用單片觀察評定。3.3補(bǔ)償技術(shù)補(bǔ)償技術(shù)是指用補(bǔ)償塊、補(bǔ)償粉、補(bǔ)償泥、補(bǔ)償液等填補(bǔ)工件較薄部分,使透照厚度差減小的方法。4曝光條件的選擇在小徑管對接接頭照相檢驗(yàn)中,所選用的焦距都遠(yuǎn)大于小徑管的直徑,可近似認(rèn)為射線平行入射,在不考慮焊縫余高的情況下,透照厚度最小值為管壁厚度的2倍。如果考慮焊縫余高,則最小透照厚度為2倍管壁厚度加2倍焊縫余高,最大厚度近似射線與管內(nèi)圓相切時(shí)的射線行程。如:流化床水冷壁管φ57×4mm焊口,在不考慮焊縫余高時(shí),最小透照厚度為8mm,最大透照厚度近似為28mm,厚度差較大,所以在小徑管透照時(shí)曝光參數(shù)應(yīng)適度增加管電壓,以滿足透照厚度寬容度的要求。具體做法為:4.1根據(jù)焦距計(jì)算所需最小曝光量:NB/T47013-2015標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定700mm焦距時(shí),AB級檢測曝光量應(yīng)不小于15mA.min,當(dāng)焦距改變時(shí)按平方反比定律進(jìn)行換算;4.2查找曝光曲線,選取符合曝光量的管電壓,