RT 探伤方法与应用

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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）天津石化公司机械研究所 高级工程师TEL：022-638026721RT探伤伤方法与应应用 2图2-1RT探伤伤方法与应应用讲什么，举一个例子 ： 一台容器，如右图：材质为 16MnR，规格为 2000mm12mm, 要求对壳体 A、B类焊接接头和B8 (53014 )接管对接缝透照 。应该怎么做？这就是探伤方法 与应用了，即探伤工艺。工艺就是要确定4个方面 ：透照方式选择、射线能量 选择、焦距选择、曝光量选 择。31 透照方式的选择1.1 透照方式的选择原则：v依据工件的结构和技术条件的要求，优 先选用单壁

2、透照方法；v在单壁透照方法不能实施时才允许采用 双壁透照方法；v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探伤伤方法与应应用4RT探伤伤方法与应应用 1.2透照方式的分类：v直缝透照：单壁、双壁；v环缝单壁透照：外透、中心透照、 偏心内透（FR ）；v环缝双壁透照：双壁单影（倾斜、 垂直）、双壁双影（倾斜、垂直）。52 一次透照长度的计算（最少透照次数计算 ）2.1 几个概念： v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

3、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探伤伤方法与应应用67v搭接长度一张底片与相邻底片重叠部分的长度,L表示。v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。v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FR)。v三者关系：Leff=L3+L。 L= 2 L2 (L3/2)/L1= L2 L

4、3/L1RT探伤伤方法与应应用82.2 直缝透照L3的计算： L3=2L1tan， 其中=cos-1(1/K)，L1射源到工件表面的距离。横向裂纹检出角。K透照厚度比，T/T。RT探伤伤方法与应应用92.2 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-11+（K2-1）T/DO/K(据OAC),(偏心内透FR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探伤伤方法与应应用1011源在外单壁透照 对接环形焊接接 头，透照厚度比

5、 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次。 12v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

6、张，用数式表示即： N=180/= 180/ =180/24.62=7.31。 RT探伤伤方法与应应用132.3 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。最少曝光次数为1次。RT探伤伤方法与应应用14RT探伤伤方法与应应用 2.4 环缝偏心内透照（FR）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-11+（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

7、厚度；Do容器外径。1819环缝偏心内透照（FR）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DoT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/=

8、180/ 2=180/（224.62 ）=3.66。 RT探伤伤方法与应应用20RT探伤伤方法与应应用v环缝内透照特别说明：不管是FR、F=R 或FR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半辐射角的限制。 212.6 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-11+（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

9、器外径。RT探伤伤方法与应应用2223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/（224.62）=3.66。 则环缝至少应摄片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2max=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/=

10、 180/ =180/24.62=7.31。 RT探伤伤方法与应应用242.7 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

11、范围内黑度和灵敏度满足要求。 RT探伤伤方法与应应用25263 射线能量的选择3.1 射线能量的选择原则：v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 。v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探伤伤方法与应应用27RT探伤伤方法与应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

12、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。28RT探伤伤方法与应应用3.2 选择射线能量的具体方法： 对于轻质合金、

13、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5mm50mm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50mm150mm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线照相，选用X射线，因为时间短，灵敏 度高。29RT探伤伤方法与应应用 对对某些条件困难难的现场现场 透照

14、，体积庞积庞 大的X射线线机使用不方便 可能成为为主要问题问题 。 环焊缝环焊缝 的透照尽量选选用圆锥圆锥 靶周向X射线线机作内透中心法垂直 全周向曝光，以提高工效和影像质质量。对对直径较较小的锅锅炉联联箱或 其他管道焊缝焊缝 ，也可选选用小焦点（0.5mm）的棒阳极X射线线管或小 焦点（0.51.0mm)射线线源作360周向曝光。 选选用平靶周向X射线线机对环焊缝对环焊缝 作内透中心法倾倾斜全周向曝光 ，必须须考虑虑射线倾线倾 斜角度对焊缝对焊缝 中纵纵向面状缺陷的检检出影响 。 3.3 选择射线能量时设备特点的考虑 3.3.1 X射线线机特点 体积较大，以便鞋式、移动式、固定式依次增加；

15、基本费用和维修费用均较大；能检查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；30RT探伤伤方法与应应用 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。313.4 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。 323.4 最高射线能量的选择（据JB4730-2005）33射线线源透照厚度W (AB 级级)， mm射线线源透照厚度W (AB 级级)， mmX射线线(300kV)40Co-6040200X射线线(420kV)80X射线线(1MeV 4MeV)30200Se-751040X射线线(