小径管椭圆成像及质量控制

小径管椭圆成像及质量控制

刘波

刘波（福建省特安安全技术服务中心）

摘要：影响射线照相底片质量的三大因素是：①对比度；②不清晰度；③颗粒度，下面我们就分别论述这三大因素在小径管探伤中的作用和选择。

关键词：小径管椭圆成像质量控制

射线照相是无损检测的主要方法之一，由于它能直接获得缺陷的直观图像，对缺陷的定性，尺寸的定量比较准确，而且结果可以长期保存，所以被广泛采用。同时由于射线照相对体积型缺陷（气孔、夹渣等）的检出率很高，所以在小径管探伤中得到了更多的应用。

射线照相中的小径管，通常是指外径≤89mm，壁厚≤8mm的钢管对接焊缝。小径管在高温、高压对蒸汽锅炉及热水锅炉中广泛存在。以一台300MW的火力发电机组为例：它一台1060t/h的锅炉安装焊口总数大约18000道左右，而小径管焊口就约为15000左右，约占83%。而且依据我们的标准和惯例都实行100%的射线探伤。如此看来，小径管射线照相的质量就显得尤为重要。

当接到委托单时，首先应根据总体任务编制出射线检验通用规程，再根据各试件的不同情况制定射线检验工艺卡，根据工艺卡选择合适的仪器、胶片和探伤时机。

众所周知，影响射线照相底片质量的三大因素是：①对比度；②不清晰度；③颗粒度，下面我们就分别论述这三大因素在小径管探伤中的作用和选择。

对比度：我们把底片上某一小区域和相邻区域的黑度差称为底片对比度。对比度大，底片上缺陷的影像就容易识别。可由于小径管椭圆成像采用的是双壁双影法，射线在穿过工件到达胶片时，工件的中间和两端会产生很大的厚度差。这样，往往是中间部分黑度正好，而两端（死区位置）的黑度还太小，不利于对体积型缺陷（如气孔）的检出。所以，为提高缺陷检出率，在观片灯亮度及观片条件的允许下，一般适当增加曝光量，采用较大的黑度。同时透照角度也不能太小，但是由于透照角度的增大，对根部未焊透及裂纹等面积型缺陷的检出率又下降，所以一般以底片上焊口椭圆成像的开口宽度3mm～10mm为宜

S—射线源△h—焊缝余高，b—焊缝宽度，q—椭圆开口宽度（椭圆影像短轴方向间距）

L0=（b+q）L1/L2=（b+q）*﹛[F－(Do+△h)]/Do+△h﹜

根据上面经验公式：Lo越大，椭圆开口间距也就越大，但由于现场施工条件不确定，F也就不确定，一般在实际工作中，我们采用“四分之一”法，即Lo为1/4左右，这样既满足了施工生产的需要，提高了工作效率，又可以满足底片对灵敏度和缺陷检出率的要求，也和上式中所算出的结果基本相符。

不清晰度U：由几何不清晰度Ug和固有不清晰度Ui组成，

由经验公式Ugmax=dfL2/L1，df—焦点尺寸

Ug与df和L2成正比，而与L1成反比，而Ui主要与射线能量成正比，由Ug与Ui可知，在保证穿透力和黑度前提下，应尽可能选用较低能量射线，较大焦距，以此获得较高清晰度的底片。

颗粒度：就是按一定方法求出的底片黑度张落的客观量值。也是最终成像和发现，认定缺陷的重要依据。

由于现代化大机组火力发电站小径管壁厚大多≤8mm，其中合金管件比较多，而且大多采用V型坡口，全氩弧焊接或氩弧打底，电焊盖面，单面焊接，一次成型的焊接方法。所以微小缺陷，尤其是气孔和未熔合比较多，因此，在选择胶片时，应尽量选择细颗粒度胶片，以此来发现更多的微小缺陷。可是由于细颗粒度的胶片感光速度慢，增加了曝光时间，由于射线对人体的辐射伤害，应尽量减少曝光时间，如果过多提高管电压，底片的固有不清晰度又增大了。所以，在小径管射线成像时，为了得到合格的底片，必须综合考虑以上三种因素的影响，选择合适的参数。由于小径管射线照相是采用双壁双影法，有较大的厚度差，所以在满足其它条件的基础上，为了有较大的宽容度，.我们一般都采用“高电压，短时间”的方法，这样既得到了合格的底片，有满足了工程上的需要。以华能沁北发电厂为例：它是首台国产600MW超临界机组，锅炉是采用强制循环螺旋水冷壁形式，焊口规格为Φ31.8×7，这样的规格在以往的工程中是很少见的，我们通过“高电压，短时间”、细颗粒度胶片、良好的散射线控制方法等一系列工艺的优化，底片的质量得到了较大的提高，受到了业主和华能北京质检中心站的好评。

此外，我们还应尽量选用先进工艺和设备、材料提高小径管射线成像的质量，加强对暗室处理工作的管理，改善胶片储存环境。如：采用Se75放射源，小焦点尺寸的X射线机，加强射线照相时散射线的背后屏蔽，为了提高对高合金、热处理焊口的缺陷检出率，在100%射线检验的基础上，对重要部件增加100%超声波检验和100%表面检验，一道焊口透2次或3次，所有这些都保证了小径管射线成像的质量，提高了无损检测水平。