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1、X射线双壁双影椭圆成像透照小口径薄壁管时工艺参数的选择邓向东双壁双影透照小口径薄壁管椭圆成像的工艺参数的选择邓向东关键词：X射线无损检测射线检测椭圆成像小口径薄壁管X-RAY SELECTION OF RADIOGRAPHIC FORELLIPSOIDAL IMAGING OF SMALL THIN-WALL PIPESDENGXIANGDONGKeywords: X-ray Nondestruction Radiographic test Ellipsoidal imagingSmall thin-wall pipes油田场站安装、化工工艺设备安装及加热炉安装等安装工程中， 小口径薄壁管对接
2、焊接接头一般采用射线检测的无损检测方法，检测 工作量比较大，有时对锅炉受热面安装焊接还要求对接焊缝进行 100%射线检测，正常情况下，现场 X 射线检测组每组每天要完成 50100焊口的检测任务，油田常用的验收规范SY4056-2005石油天 然气钢质管道射线检测及验收规范规定，对管径小于等于 114mm 的小口管径对接焊缝采用双壁双影椭圆成像透照工艺，换而言之就是 现场 X 射线检测组每组每天要拍100200张射线底片，而双壁双影 椭圆成像透照最难的工作就在于工艺参数的选择，工艺参数一旦选择 错误就会造成大量的废片，尤其是小口径薄壁管工艺参数的选择，稍 有误差就会严重影响底片质量，进而影响工
3、程进度。作者有幸参与西 部管道战略储备库工程、塔里木油田西部试采工程、塔里木油田塔中100 万方天然气处理工程、西部管道八标段记玉关中间泵站等油田场 站及化工工艺设备安装工程，尤其是塔里木油田新建顺酐厂工程加热 炉及吐哈油田甲醇厂改扩建工程转化炉，有大量的小口径薄壁管需要 进行 X 射线检测，根据在这些工程中的实际工作经验，笔者总结出 一套行之有效的射线检验参数快速选择的方法，谨供同行工作时进行 参考。1、透照焦距与透照范围的快速选择在透照一张或同时透照两张胶片时，若焦距选择不当，有可能造成透照范围未覆盖整张胶片。如图1 所示，现以在射线检测工作时经常使用的日本理学250EGS2射线机为例，X
4、射线机的辐射角8 =37。40。，当焦距F=600mm时，可用透照范围为400 50mm。表1即为不同焦距时可用的透照范围。表1mm焦距F透照范围焦距F透照范围3002x1008002x2684002x1349002x3005002x16810002x3346002x20011002x3687002x23412002x400从表1可见，焦距递增（或递减）2 X34mm。要透照360mm长的 两张胶片，焦距需1100mm；透照360mm长的一张胶片，焦距需 550mm。每次透照以600mm焦距时的射线可透照半径为200 50mm为 标准，按实际焦距递减或递加34mm即可判断是否超出胶片范围。L
5、应按下式确定1L 三 10dl2/312式中d一焦点尺寸L 射线源侧工件表面至胶片的距离2在特殊情况下，L不能满足上式要求时，可由设计、检测、安装1三方确认。2、曝光条件的快速选择曝光条件的正确选择往往是透照好一张胶片的关键。通过多个 工程不同部件检验的实际统计，笔者总结出如下经验：1）当管径、焦距和曝光时间相同时，管壁厚度减少1mm,则透 照电压相应减少10KV。2 ）当管径、壁厚和电压相同时，焦距减少20mm，由透照时间减 少 0.1min。3 ）当管径、壁厚和时间相同时，焦距减少50mm，则透照电压减 少 10KV。例如,同一条管子焊缝,使用相同电压时,焦距由60 0mm 增至 650m
6、m，则曝光时间应增加0.2mm；焦距600mm增至700mm，由所用电 压增加10KV，曝光时间增加0.2min ；或者也可将电压增加20KV ；或 者时间增加0.5min。又如透照某小口径薄壁管（51mmX6mm）时使用220KV电另一 小口径薄壁管（63.5X7.5mm）时，如用850mm焦距，则应采用220KV 电压，曝光时间应为1.9min；采用230KV电压,曝光时间为1.7min。需要注意的是透照参数还应与显影液及显影温度相匹配。3、透照影像椭圆度开口度的快速控制SY4056-2005标准要求小径管双壁双影椭圆成像开口间距为3 10mm,采用平移法进行射线透照，需要控制好偏心距及射
7、线源与焊缝 的相对位置。3.1射线源或管子位移偏心距的控制现场焊接按GB50236-1998现场设备工业管道焊接工程施工及 验收规范一规定，壁厚6mm,采用氩弧焊加电弧焊，焊缝表面宽 度约为1415mm；壁厚V6mm, 一般采用全氩弧焊接，焊缝表面宽度 为1011mm。下面以60mmX 7mm小径管为例进行讨论，焦距 F=650mm，焊接宽设为14mm （图2）。图2(1) 椭圆开口要求3mm。设x为射线源偏离焊缝边缘线所在平 面的水平距离(即偏心距)。由 sine = (3+14) /16=0.283,得8 =18.27,由 F/650二cosB ,1得 F=650Xcos18.27=617
8、mm，则 F =617-50=557mm。由 x/F= tgB ,1 2 2得 x=F XtgB =563 X tg18.27=184 mm。2(2) 椭圆开口要求10mm。sine =(3+14)/60=0.4,得8 =26.2,由 F/650二cosB，得F=65011X cos26.2 =583mm,F =583-60=523mm，则 x=523 X tg26.2 =258mm。2在上述计算中，会出现因焊缝宽度和管子壁厚引起的误差。采用 平均值法可排除这种影响。如上例中采取x二(184+258) /2=221mm, 则透照出的焊口椭圆开口间距能在310mm，满足标准要求。3.1.1 同管
9、径不同透照焦距时的情况当管壁厚度6mm,焊缝宽度约为14mm,以60mm小口径薄壁管 焊缝为例，通过计算得到的结果如表2 所示。表 2mm焦距FFF各椭圆开口时的X值12310700664604199298750712.2652.2215320800759.7699.7231344850807.2747.7247367900854.6794.6262389950902.1842.12784121000950890294434可见，要求椭圆开口为3mm时，焦距每递增50mm, x递增16mm；椭圆开口为10mm时，焦距每递增50mm, x递增22mm。用取中间值法为（16+22） /2=19mm
10、可以得到最佳开口间距,，即60mm的管子壁厚6mm时，x随焦距每递增50mm而递增19mm，可得到最佳开口间距。3.1.2不同管径不同焦距时的应用通过一系列等同计算，可得表3 所示结论。表 3mm壁厚T管径得到适当开口间距的x值规律（初始焦距F=600mm）50222焦距递增50,则x递增20660202焦距递增50,则x递增1970154焦距递增50,则x递增1540243焦距递增50,则x递增1750191焦距递增50,则x递增17W660157焦距递增50,则x递增1570132焦距递增50,则x递增133.1.3特点分析该方法优点是，只要在工作前根据当天任务情况，记住要选择的 基本参数
11、和规律，就非常简单易用。特别适用于高峰期单个小组往往 只对一种部件进行探伤的情况。该方法用于焊口平齐的同种部件，其 透照焦距基本相同时，只要选用准确的偏心距x,即可大大减少对机 时间，提高工作效率。该方法的缺点是,在实际安装中,由于各种原因会造成焊缝表面 宽度不一,从而造成误差；另外,在壁厚很厚（或很薄）时也会造成 误差,应适当进行调整。实际检测时需记住多个基本参数及规律才可 准确应用,记乱会出差错。3.2 射线在管子射线源侧与焊颖表面错开的距离的控制夜晚现场作业有灯光影响。如锅炉管排的对口安装,灯光往往偏 向一边。根据多次工程安装的经验,小口径薄壁管透照时可采用以下快捷有效的方法：（1）小口
12、径薄壁管的椭圆开口透照角度的测量应看光线足的射 线源侧。（2）透照时，利用相当于透照焦距长度的卷尺，从底片侧偏离 射线源较远的焊缝边缘为基准点，往射线源处拉直，调整射线源位置， 使射线在管子射线源侧焊缝表面的错开距离为510mm即可（图3）。射线源该方法的优点是不影响贴片时间。保持透照焊口开口间距的 稳定性。在透照竖排时，对好第一次的偏心距离，之后可按该数据等 同使用即可，不用每次都对机。X和r射线都适用。焊口壁厚及 焊缝宽度对该方法没有影响。该方法对已完成密封焊接的管排安装 焊口探伤非常适用。4 结语以上介绍了小径薄壁管环焊缝射线照相工艺参数的选择经验，供 同行参考。参考文献：1 SY4056-2005石油天然气钢质管道射线检测及验收规范。2 GB50236-1998 现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范。3 JB4730-2005 承压设备无损检测。
