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1、蒋仕良全国特种设备无损检测考委会考委RT UT MT PT AE五项高级资格高级检验师天津石化公司装备研究院TEL 022 63802672 RT探伤方法与应用 图2 1 现有某个储罐 如图 材质为16MnR 规格为 2000mm 12mm 要求对壳体A B类焊接接头和B8 530 14 接管对接缝透照 涉及到透照方式选择 透照次数计算 射线能量选择 焦距选择 曝光量选择 透照时机确定 散射线控制等射线检测工艺参数确定 这些即射线工艺 其中最重要的是透照方式选择 为射线检测工艺的灵魂 1透照方式的选择1 1透照方式的选择原则 依据工件的结构和技术条件的要求 优先选用单壁透照方法 在单壁透照方法
2、不能实施时才允许采用双壁透照方法 双壁双影法一般只用于直径在100mm以下的小径管的环焊缝透照 RT探伤方法与应用 RT探伤方法与应用 1 2透照方式的分类 直缝透照 单壁 双壁 环缝单壁透照 外透 中心透照 偏心内透 FR 环缝双壁透照 双壁单影 倾斜 垂直 双壁双影 倾斜 垂直 2一次透照长度的计算 最少透照次数计算 2 1几个概念 一次透照长度 焊缝射线照相一次透照的有效检验长度 一般指源侧的长度 L3表示 受两个因素的限制 一个是射线的有效照射场的范围 一次透照长度不可能大于有效照射场的尺寸 另一个是透照厚度比 标准规定 限制了一次透照长度的大小 一次透照长度对照相质量和工作效率同时产
3、生影响 双壁双影的L3一般不计算 一次透照有效检出范围由其他因素决定 如宽容度 RT探伤方法与应用 搭接长度 一张底片与相邻底片重叠部分的长度 L表示 有效评定长度 一次透照检验长度在底片上的投影长度 Leff表示 实际透照时 如果搭接标记放在射源侧 则底片上搭接标记之间长度即为有效评定长度 如搭接标记放在胶片侧 则底片上搭接标记以外还附加 L长度才是有效评定范围 如纵缝双壁透照时 上述说法不包括环缝偏心F R 三者关系 Leff L3 L L 2 L2 L3 2 L1 L2L3 L1 RT探伤方法与应用 2 2直缝透照L3的计算 L3 2L1tan 其中 cos 1 1 K L1 射源到工件
4、表面的距离 横向裂纹检出角 K 透照厚度比 T T RT探伤方法与应用 2 2环缝单壁外透L3的计算 最少曝光次数 L3 DO N 其中N 180 最少曝光次数 sin 1 DOsin DO 2L1 cos 1 1 K2 1 T DO K 据 OAC 偏心内透F R与同 与AB 2对应的圆心角 有效最大失真角 有效半辐射角 K 透照厚度比 T 工件厚度 Do 容器外径 RT探伤方法与应用 源在外单壁透照对接环形焊接接头 透照厚度比K 1 1时的透照次数 Di 1800 T 30 K 1 1 F 600 mm T Do 30 1860 0 016 Do f Do 600 30 3 26 N 19
5、次 环缝外透法中的几何参数变化特点 当透照距离L1减小时 若透照长度L3不变 则K值 角增大 若K值 角不变 则一次透照长度L3缩短 最少透照次数增加 当透照距离L1增大时 情况相反 当L1趋向无穷大时 透照弧长所对应的圆心角即与壁厚度无关 其极限等于影像最大失真角 的2倍 而 与T总是有关的 若当Do T时 cos 1K 1 当K 1 1时 24 62 则环缝至少应摄片8张 用数式表示即 N 180 180 180 24 62 7 31 RT探伤方法与应用 2 3环缝中心透照L3的计算 最少曝光次数 这种透照布置透照厚度K 1 横向裂纹检出角 0o 一次透照长度L3 整条环缝长度 最少曝光次
6、数为1次 RT探伤方法与应用 RT探伤方法与应用 2 4环缝偏心内透照 F R L3的计算 最少曝光次数 L3 Di N 其中N 180 最少曝光次数 sin 1 Disin DO 2F cos 1 1 K2 1 T Di K 与AB 2对应的圆心角 有效最大失真角 有效半辐射角 K 透照厚度比 T 工件厚度 Di 容器内径 Do 容器外径 环缝偏心内透照 F R 几何参数变化特点 当透照焦距减小时 若透照长度L3不变 则K值 角增大 若K值 角不变 则一次透照长度L3缩短 最少曝光次数增加 当透照焦距增大时 情况相反 当焦距趋向圆心时 透照弧长所对应的圆心角即与壁厚度无关 其极限透照厚度比K
7、 1 横向裂纹检出角 0o 一次透照长度L3 整条环缝长度 最少曝光次数为1次 RT探伤方法与应用 RT探伤方法与应用 2 5环缝偏心内透照 F R L3的计算 最少曝光次数 L3 Di N 其中N 180 最少曝光次数 sin 1 DOsin 2F DO cos 1 1 K2 1 T DO K 与AB 2对应的圆心角 有效最大失真角 有效半辐射角 K 透照厚度比 T 工件厚度 Do 容器外径 环缝偏心内透照 F R 几何参数变化特点 当透照焦距减小时 即向圆心靠拢 若透照长度L3不变 则K值 角减小 若K值 角不变 则一次透照长度L3增大 当焦距趋向圆心时 透照弧长所对应的圆心角即与壁厚度无
8、关 其极限透照厚度比K 1 横向裂纹检出角 0o 一次透照长度L3 整条环缝长度 最少曝光次数为1次 当透照焦距增加时 若透照长度L3不变 则K值 角增大 若K值 角不变 则一次透照长度L3减小 当焦距趋向直径时 此时 2 若当Do T时 cos 1K 1 当K 1 1时 24 62 则环缝至少应摄片4张 用数式表示即 N 180 180 2 180 2 24 62 3 66 RT探伤方法与应用 RT探伤方法与应用 环缝内透照特别说明 不管是F R F R或F R的偏心法 如果使用普通的定向机照射 一次可检范围往往取决于X射线机的有效照射范场围 偏心法中由计算求出的 角 必须服从于实际最大可用
9、半辐射角的限制 2 6双壁单影透照L3的计算 最少曝光次数 L3 Do N 其中N 180 最少曝光次数 sin 1 DOsin 2F DO cos 1 1 K2 1 T DO K 与AB 2对应的圆心角 有效最大失真角 有效半辐射角 K 透照厚度比 T 工件厚度 Do 容器外径 RT探伤方法与应用 双壁单影透照几何参数变化特点 当焦距等于管子外径而T Do甚小的情况 则最大透照长度L3所对应的圆心角2 与壁厚度无关 等于影象失真角 的4倍 即 2 max 4 若当Do T时 cos 1K 1 当K 1 1时 24 62 因N 180 180 2 180 2 24 62 3 66 则环缝至少应
10、摄片4张 当焦距无限大时 最小透照有效长度L3所对应的圆心角2 就与管子形状无关 等于失真角 的2倍 即2 max 2 若当Do T时 cos 1K 1 当K 1 1时 24 62 则环缝至少应摄片8张 用数式表示即 N 180 180 180 24 62 7 31 RT探伤方法与应用 2 7双壁双影透照L3的计算 最少曝光次数 双壁双影法一般只用于直径在100mm以下的小径管的环焊缝透照 L3 Do N 其中N由相应的探伤标准确定 无须计算 但理论计算完全能计算出来 JB4730 2005规定 倾斜透照椭圆成像T Do 0 12 最少曝光次数N 2 倾斜透照椭圆成像T Do 0 12或垂直透
11、照重叠成像时 最少曝光次数N 3 结构原因不能进行多次透照时 可采用椭圆成像或重叠成像方式透照一次 由于透照一次不能100 检测焊缝全长 此时应采取有效措施扩大缺陷可检出范围 并保证底片评定范围内黑度和灵敏度满足要求 RT探伤方法与应用 3射线能量的选择3 1射线能量的选择原则 选择射线源的首要因素是射线源所发出的射线对被检试件具有足够的穿透力 对X射线来说 穿透力取决于管电压 对于 射线来说 穿透力取决于放射源种类 在保证穿透力的前提下 选择能量较低的射线 以保证照相灵敏度 RT探伤方法与应用 RT探伤方法与应用 随着射线能量的增加 射线的平均波长变短 线质变硬 在物质中的衰减变小 穿透能力
12、增强 对比度 D降低 固有不清晰Ui增大 底片颗粒也将增大 其效果是射线照相灵敏度下降 选择的射线能量过低 穿透力不够 到达胶片的透射线强度过小 造成底片黑度不足 灰雾增大 曝光时间过份延长 但可以获得较高的对比度 D 不过较高的 D却意味着较低的透照厚度宽容度L 很小的透照厚度差将产生很大的底片黑度差 使得底片黑度值超出允许范围 或是厚度大的部位底片黑度太小 或是厚度小的部分黑度太大 因此 在有透照厚度差的情况下 选择射线能量还必须考虑能够得到合适的透照厚度宽容度L 在底片黑度不变的前提下 提高射线能量可以缩短曝光时间 从而可以提高工作效率 但其代价是灵敏度降低 为保证透照质量 标准对透照不
13、同厚度允许使用的最高管电压进行限制 并要求有适当的曝光量 RT探伤方法与应用 3 2选择射线能量的具体方法 对于轻质合金 低密度材料 目前尚无合适的 射线源 主要是X射线 厚度小于5mm的钢及其合金 要选用X射线 厚度为5mm 50mm钢及其合金 选用X射线总可获得较高的灵敏度 射线的选用应根据具体厚度和所要求的探伤灵敏度 选择Ir192或Se75 应考滤配合使用的胶片类别 厚度为50mm 150mm钢及其合金 选用X射线和 射线可得到几乎相同的像质灵敏度 50mm以下X射线灵敏度比 射线明显高 但裂纹检出率还是有差异 厚度大于150mm的钢及其合金 选用兆伏级高能X射线 对大批量的工件实施射
14、线照相 选用X射线 因为时间短 灵敏度高 RT探伤方法与应用 对某些条件困难的现场透照 体积庞大的X射线机使用不方便可能成为主要问题 环焊缝的透照尽量选用圆锥靶周向X射线机作内透中心法垂直全周向曝光 以提高工效和影像质量 对直径较小的锅炉联箱或其他管道焊缝 也可选用小焦点 0 5mm 的棒阳极X射线管或小焦点 0 5 1 0mm 射线源作360 周向曝光 选用平靶周向X射线机对环焊缝作内透中心法倾斜全周向曝光 必须考虑射线倾斜角度对焊缝中纵向面状缺陷的检出影响 3 3选择射线能量时设备特点的考虑3 3 1X射线机特点 体积较大 以便鞋式 移动式 固定式依次增加 基本费用和维修费用均较大 能检查
15、40mm以上的钢厚度的大X射线机成本很高 一般为移动式而非便携式 RT探伤方法与应用 X射线能量可改变 因此对各种厚度的试件均可使用最适宜的能量 X射线机可用开关切断 故较易实施射线防护 曝光时间一般为几分钟 所有X射线机均需电源 有些还需水源 3 3 2 射线设备的特点 射源尺寸小 可用于X射线机头无法接近的现场 不需水源或电源 费用低 曝光时间长 通常需几十分钟 甚至多少小时 对薄钢件 如5mm以下 只有合适的放射性同位素 如Se75 才能获得较高的灵敏度 3 4最高射线能量的选择 对截面厚度变化大的工件 在保证灵敏度要求的前提下 允许采用超过规定的 射线管电压 对钢 铜及铜合金管电压增量
16、不应超过50kV 对钛及钛合金管电压增量不应超过40kV 对铝及铝合金管电压增量不应超过30kV 3 4最高射线能量的选择 AB级的常用厚度范围 RT探伤方法与应用 4焦距的选择4 1焦距的选择原则 所选择的焦距必须满足射线照相对几何不清晰度的规定 焦距F越大 Ug值越小 底片上的影像越清新 焦距对射线照相灵敏度影响主要表现在几何不清晰度Ug上Ug dfL2 F L2 此条实际是确定了焦距的最小值 所选择的焦距应给出射线强度比较均匀的适当大小的透照区 以上两点前者限制了焦距的最小值 后者指导如何确定实际使用的焦距值 焦距的最小值通常由标准中的诺模图查出 会使用 像质等级透照距离L1Ug值A级L1 7 5dfL22 3Ug 2 15L21 3AB级L1 10dfL22 3Ug 1 10L21 3B级L1 15dfL22 3Ug 1 15L21 3 RT探伤方法与应用 实际透照时一般并不采用最小焦距值 所用的焦距比最小焦距要大得多 这是因为透照场的大小与焦距相关 焦距增大后 匀强透照场范围增大 这样可以得较大的有效透照长度 同时影像清晰度也进一步提高 增大焦点至胶片距离 按照平方反比定律
