焊接射线无损检测结课论文

1、- - 焊接射线无损检测摘要：射线无损探伤工作，在无损检测行业中看起来是一种比较容易掌握的检测手段，它具有快速、准确、直观、成本低廉等优点，可以代替常规的探伤检测方法。本文概述了射线无损探伤的要点和在焊缝探伤中的应用情况。同样也是 是检验焊接产品质量的一项重要技术, 它广泛应用于航空航夭工业、核工业、钢铁工业、 机械工业、矿山和石油工业、电子工业、陶瓷工业等行业中焊接产品的无损检验。但是 , 多数被检验的焊接产品在材质、规格、形状、尺寸, 所需探伤器材和现场环境条件等方面都存在着很大差异。因而在对各个焊接产品拍片进行射线探伤时, 都需要进行透照几何工艺参数的选择, 其中对于透照方式的选择是必不

2、可少的关键字：火电厂, 焊接缺陷 , 射线 , 无损探伤工装应用引言射线无损探伤是焊接质量控制的重要方法，目前常用的是胶片照相方法。随着无损检测技术的发展，一种新兴的无损检测技术X射线数字化实时成像检测技术应运而生。该技术基于以下原理，X射线透过金属材料，经图像增强器的接收将隐含的检测信号转换成可视模拟图像，模拟图像输入计算机或经数码摄像机采集形成数字图像，数字图像经计算机处理后能提供金属表面及内部缺陷信息，应用计算机对图像中的缺陷信息进行评定，从而达到金属材料无损检测的目的。按射线源、工件和胶片之间的相互位置关系, 透照方式分为纵缝透照法、环缝外透法、环缝内透法、双壁单影法和双壁双形法五种。

3、其中，纵缝透照法用于平板直焊缝或容器筒体及大直径管道的纵缝探伤，环缝外透法用于大直径压力容器的对接环缝探伤，环缝内透法适用于压力容器及大直径管道的对接环缝探伤，双壁单影法用于管径大于80mm的对接环缝, 当不可能实现单壁透照时, 采用此透照方式，在管道施工中, 这种方法是最常用的，双壁双影法用于管径小于89mm的对接环缝。射线检测的概念射线检测是利用各种射线对材料的透射性能及不同材料对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察评判的，是一种行之有效而又不可缺少的检测材料、零部件及焊缝内部缺陷的手段，在工业上广泛应用。射线检测的优点（ 1）适用于几乎所有的材料，对零件几何形状及

4、表面粗糙度均无严格要求，目前射线检测主要应用于对铸件和焊件的检测；（ 2）射线检测能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定量和定位；（ 3）射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。射线检测的缺点（ 1）射线检测对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏度较高，对平面缺陷的检测灵敏度较低，如当射线方向与平面缺陷（如裂纹）垂直时很难检测出来，只有当裂纹与射线方向平行时才能够对其进行有效检测。（ 2）射线对人体有害，需要有防护措施。焊缝质量无损检测准则在产品制造过程中对焊缝质量无损检测, 主要是对焊接工艺、焊接人员技能的质量检验 , 其判断依据是质量控制标准, 主要是检测焊缝中缺陷的种类、分布和

5、大小（ 长度、 宽度、直径尺寸 ） 。要求能检测出最小缺陷的检测灵敏度。而对在用压力容器的焊缝质量无损检测 , 主要是对在焊接过程中标准允许存在的焊缝缺陷和质量控制漏检的超标缺陷在使用中的状态和扩展情况, 主要是检测焊缝中缺陷沿板厚方向尺寸及其长度和分布状态, 与产品制造过程无损检测不同是的, 增加了缺陷沿板厚方向的自身高度（ 简称缺陷高度的测量内容 ）, 从 CV-DA压力容器缺陷评定规范亦可知 , 在用容器缺陷是否允许存在, 取决于缺陷高度尺寸 是否小于临界尺寸 m,其限制了焊缝中非圆形缺陷的自身高度尺寸。主要特点（ 1）射线源与筒体圆心重合，焦距处处相等，所以底片黑度、灵敏度比较均匀。（

6、 2）射线束方向与环缝表面垂直，横裂检出角 =00，透照厚度K=1，有利于裂纹、未焊透等危险性缺陷的检出，而且避免了气孔、夹渣等体积型缺陷的拉扯变形，底片评定时，缺陷定位、定量、定性准确可靠。（ 3）限定纵、环焊缝交叉部位为环缝考零位，以参考零位为起点，用标定尺沿环焊缝一侧边缘距离大于5mm处向下缠绕筒体一周进行底片定位，使第一张胶片暗袋中心处于零位，将所有胶片暗袋按顺序从小到大依次鱼鳞式搭接在环焊缝外表面上，且使暗袋上所有铅字标记位于标定尺异侧，在工件上只需在零位打上焊缝编号及排列方向即可，对以后的返修，复探和在用检验定位都很方便准确。（ 4）一次透照长度为整条环焊缝，极大地提高了工作效率。

7、射线透照测定缺陷高度尺寸的研究对压力容器缺陷评定时, 主要是用超声检测来测定缺陷高度尺寸。但是由于超声波检测缺陷信号幅度与缺陷实际尺寸无明显的关系, 所以用常规方法测定缺陷高度仍是估判数据 , 其误差值也是因人而异。射线探伤是通过底片来测定缺陷的长度和宽度（ 或直径 ） 尺寸 ,缺陷沿板方向（ 或穿透方向） 尺寸是通过缺陷黑度来表示。因此, 只要能精确测出缺陷在底片上的黑度, 就可以计算出缺陷自身高度尺寸。影响射线探伤效果的主要因素（ 1）底片黑度人工缺陷与焊接缺陷具有方向性尺寸效应不一致的特点, 但均可与像质计显示的像质数相对比 , 以便评价人工缺陷与焊接缺陷的检出效果。试验研究表明, 底片

8、黑度过小或过大都会导致检出率下降。由于像质计、透度计与工件内部缺陷在透照成像过程中所受到的影 TOC o 1-5 h z 响因素、几何形状、尺寸效应、材质特性、空间位置不尽相同, 在显像效果上有所差异, 所以造成底片黑度越大, 其灵敏度越高, 但缺陷检出率却下降的现象。（ 2）焊接缺陷性对检出率的影响气孔作为非平面缺陷, 在底片上易于识别, 一般认为不易发生漏检情况, 但经试脸发现,底片黑度偏大或偏小, 尽管其值在标准允许的范围内, 仍会使气孔缺陷出现漏检。因此, 合理的底片黑度值, 是提高检出效果的重要参数之一。点状夹渣是焊接过程中易出现的体积型缺陷 , 尽管点状夹渣与气孔的缺陷性质不同,

9、但在显像效果上较为接近, 它们有相近的漏检率 , 均在多左右。标准中虽然允许有一定数量的点状气孔一与点状夹渣存在，但应以不发生漏检为宜。裂纹是平面型的焊接缺陷。裂纹存在对焊缝质量危害最大。在黑度变化时,其最低检出率为多。故应考虑黑度的选取。射线探伤的特点射线检测技术，与其他常规无损检测技术，如超声检验技术、磁粉检验技术、渗透检验技术、涡流检验技术比较，具有的主要特点是：对被检验工件无特殊要求，检验结果显示直观 ; 检验技术和检验工作质量可以自我监测。射线探伤的应用射线检测技术不仅可用于金属材料的检验，也可用于非金属材料和复合材料的检验，特别是它还可能用于放射性材料的检验。检验技术对被检工件或试

10、件的表面和结构没有特殊要求，所以它可以应用各种产品的检验。射线检测技术在工业与科学研究等方面的主要应用类型包括： TOC o 1-5 h z 1）探伤：铸造、焊接工艺缺陷检验，复合材料构件检验等;2）测厚：厚度在线实时测量;3）检查：机场、车站、海关检查，结构与尺寸测定等;4）研究：弹道、爆炸、核技术、铸造工艺等动态过程研究，考古研究，反馈工程等。X射线探伤的检验原理当射线透过被检物体时，有缺陷部位与无缺陷部位对射线吸收能力不同，因而可以通过检测透过被检物体后射线强度的差异，来判断被检测材料内部是否存在缺陷。放在适当的位置，使其在透过射线的作用下感光，经过暗室处理后就得到X射线底片。底片上各点

11、的黑色程度取决于射线强度和照射时间的乘积，由于缺陷部位和完好部位的透过射线的强度不同，底片上相应部位就会出现黑度差异。把底片放在观片灯上，借助透过光线观察，可以看到由黑度差异构成的不同形状的影像。评片人员据此判断缺陷情况并做出评价，这样就完成了对被检对象的无损检测。焊接缺陷的深度及大小、位置的定位1）焊接缺陷位置的定位在焊缝的射线透照中，为了判断它影像的大小，或者为了返修的方便，需要确定缺陷在纵断面的准确位置。在评片中可以利用某些焊接缺陷本身的性质判断它的实际位置，如V型坡口的管道焊口，就可能出现根部未焊透、内凹等。也可以从焊接缺陷在底片上焊缝区投影位置来判断。对于那些本身并不能得出深度位置的

12、推测论据的焊缝缺陷，就用双影透照测定出它们的位置。2）焊缝缺陷的大小及深度对于焊缝缺陷大小，一般用标准评片尺和肉眼进行分辨，它的尺寸主要取决于放大和崎变。造成误差的原因一是评片尺的刻度的准确性，二是人的肉眼分辨力的强弱。缺陷深度的评定在国家标准和电力部建设标准中无明确规定，只是以沟槽式测深计和专用测深计来评判内凹的深度。对于焊缝圆形缺陷的深度则凭评判人员的经验和水平来进行评定，往往造成人为误差。射线检验操作工艺流程透照方式的选取 76mm钢管焊缝采用双壁双投影法，一次透照椭圆成像，并应选择较高的管电压。76mm89mm钢管焊缝可采用以下两种方法：壁单投影法：射线源紧贴钢管外表面，且距离小于或等

13、于15mm，至少分3 段透照，即每段对应的中心角应小于或等于120 度，适合用 射线 ; 射线源与钢管外表面距离大于15mm，至少分4段透照，即每段对应的中心角小于或等于90度，适合用 射线或 射线源。壁单投：分段数取决于底片有效范围及K值，适合用 射线或 射线源。射线源的选择 89mm、壁厚6mm的钢管焊缝使用 射线透照，根据焦距和有效透照厚度来选取管电压值。 89mm、壁厚6mm的钢管焊缝优先选择使用Se75的 射线透照。 89mm、 壁厚10mm的钢管焊缝一般选用Ir192 的 射线透照。（ 4）只要保证底片质量，当焦距、位置等情况特殊时，经工艺试验后可灵活选用或 射线透照，但必须保证底

14、片质量。透照主要参数（ 1）透照厚度与焊缝形状、透照方法的对应关系如表一注：TA-透照厚度;T- 管子 （母材）壁厚;D-管子外径 ;T1- 垫衬板厚度（ 2）透照焦距几何条件：透照焦距须满足底片几何清晰度要求。最小焦距参照DL/T821-2002 中的诺模图或由L1 10d L22/3 公式直接计算。式中：d有效焦点尺寸;L1 焦点至射源侧工件表面的距离;L2 胶片至射源侧工件表面的距离。（ 3）在特殊情况下，L1 不能满足上式的要求时，可以适当放宽要求，但必须采取有效措施对焊缝的质量进行监控。常用的 射线机和 射线源的焦点尺寸如表二曝光参数选择 射线检验曝光参数选择：根据试件的规格尺寸，现

15、场透照的几何条件及该探伤机的曝光曲线 （ 或图表，或计算值） 选择正确的曝光参数。一般情况下，对中、大径管焊接接头的射线透照，推荐采用10-15mA.min的曝光量 ; 对于小径管对接焊缝，则应适当提高管电压，降低曝光量，以增加透照厚度宽容度。 射线检验曝光参数选择：正确掌握 源当日的源活度，通过 专用计算器综合其他参数选择焦距及曝光时间。射线无损探伤法射线探伤是最普遍使用的无损探伤方法，下面对焊缝的射线照像工艺进行重点说明。平板对接焊缝平板对接焊缝是锅炉上最常见的焊缝形式，锅炉的筒体纵向焊缝以及封头板拼缝都属于此类形式，对其进行射线检测时采用单壁透照方式。焦距对照像灵敏度的影响主要表现在几何

16、不清晰度上，几何不清晰ug 表示为 :式中 : df 射线焦点源尺寸;L2 透照厚度;F 焦距 ;L1 透照距离。透照距离其中，a为与像质等级有关的系数，A级时取 7.5， AB级时取10， B级时取15。由于F=L1+L2，所以焦距F有一个最小值的限制，但透照时一般不采用最小焦距值，而采用比最小值大得多的焦距。采用较大的焦距值，可以增大均强透场的范围，得到较大的有效透照长度，同时清晰度也得到提高，但焦距也不宜过大，否则将会使曝光量增大、管电压提高，前者会降低工作效率，而后者对灵敏度不利。环焊缝对于环焊可采用单壁透照也可采用双壁透照，在条件允许的情况下尽量采用单壁透照，源的放置优先选用源在内的透照方法，这样做的结果是透照厚度小，横裂检出角小，一次透照长度大。如果受到工件及设备的限制无法采用源在内的方式，可采用源在外的透照方式。其它透照工艺参数的选择同平板对接焊缝的透照工艺。结论应用于锅炉压力容器制造行业的射线检测过程中，不但保证了射线检测质量和缺陷的检出，而且提高了工作效率，具有很强的可操作性，值得推广使用。为保证射线检测质量，必须提高射线检测技