管—管板焊缝的射线检测特殊技术

2 0 0 1年第 5期 无 损探 伤( 双月 刊) 5 管一管板焊缝的射线检测特殊技术 李 衍 ( 无 铸 华 光 锅 炉 公 司 无 铸2 1 4 0 2 8) 摘要介绍对热交换 器管一 管板焊缝进行射线检测的特殊技术。 关颦词 管一 管板焊缝 小焦点 射线透照 壁犀补偿 1 管一管板焊缝射线检测的必要性和 可行性 热交换 器管一 管板 焊缝 ， 有采用 对接接 头型式 + 也有采 屠 角 接接 头 型式 ， 但 一般 多是 在 管板 中插 入 热交换 管 ， 管板 面与管 子端 面采用氩 弧焊 连接 。 这种 焊接方法除用 于水加热器外， 还广泛用于所有钛材 冷凝器等 备 种热交 换器 。 但 对这些焊 缝 ， 目前 只作液 体渗透探伤 和泄褥检测， 因而内在质量碍 不到保证 。 为改变 这种 状态 ， 就必 须考 虑采用射 线照相 。 首先是 为 了针 对这种 特 型焊 接 接 头 + 在 焊 工 培训 和焊 接技 能鉴定 上发 挥 RT作用 ； 另 一方 面 ， 也是 为 了对产 品 施焊质量进行监理性抽查而提供可靠手段。 本 文介 绍用 棒 阳极 小 焦 点 X 射 线 机 ( 1 5 0 k V， 5 mA， 焦点尺寸 0 2 O 5 ram) 对对接型管一管板焊 缝进行 射线 检测 的特殊技 术 。利用此 法检测钛 管和 铜管插人型管一管板焊缝可获得很高的检测灵敏度 和可靠性 。 2 检测技术 2 1 存在 问题 ： 对插 人式 臂一 管板 焊缝 作 射线 透 检 时 + 会 碰 到 以下 四方 面 的特殊 问题 ： 2 L1 贴 片、 片形特 殊 对此结 构 ， 无胶 片弯 曲贴置 的部位 ， 也不能用 普 通 的长方形 胶 片和暗 盒 。 2 1 2 照 射方 向特殊 对此接头 x射线无法用垂直全景法照射， 必须 向后 对整个 接头 作圆锥形 均 匀照射 。 2 1 3 壁厚 变化 特殊 由于 X 射线 照 射角 度关 系， 包含 焊 缝 的管板 部 分其 壁厚 变 化很 大 ， 与标 准 规 定 的黑度 上 下限值 相 应的厚度宽容度很难达到要求 。 2 1 4 射线曝 光特殊 由于营一营板连接处结梅形状 、 尺寸关系， 有部 分射线会不透过被控体而直接从管孔漏射出来 ， 散 射“ 边蚀” 十分严重 ， 底片上必然灰雾重重。 2 2 解 决办法 为 解决 以上 问题 ， 需要 在 射 线 检测 设 备 、 器 材 、 工艺 、 程 序上作相 应 的特殊 考虑 ， 采用 一 定的特殊 措 施 。 2 2 1 特形胶 片、 特 制暗 盒 围 l x 射 线 豉 口环 彤 股 片 暗盘 ( 使用时可弯成圆锥形) 先要考 虑改变胶 片形 状 ， 采用适 当的贴 片方法 ， 使射 线胶 片对 X射 线 人射 方 向成 适 当角 度 。为此 ， 要将射线腔片通过模板在暗室裁成周 1所示缺口环 形 ， 装人 特制 的可 曲性 缺 口环形 暗盒 。贴 片前 先要 在管 板 上管 口端 附 近安 置喇 叭形金 属 薄板 靠 模 ， 而 维普资讯 6 无损 探伤( 双月 刊) 2 0 0 1年 第 5期 后将 胶 片暗盒 弯成 圆锥形 ， 并使 暗盒两 端扣 住 ， 再紧 贴 在靠模 上 2 2 2反射钨 靶 ， 向后垒 景 可 考 虑 使 用 反 射 型 钨 靶 、 小 焦 点 ( 0 2 0 5 mm) 阳掇棒 。高速 电子打到靶 上时 ， 能在棒 的后 方一 定半径范 围内产生 高强度 X射线 。X射线 发生 器与被 检 区及 X 射线 胶 片 的布 置关 系如 图 2所 示 ， X射线 透 过焊缝后 与胶 片表 面垂直 由于射线 穿透 管板 ( 包括 焊 缝 ) 部分 的 厚度 变化 很 大 ， 以及胶 片直 接 暴露在 照 射场 中， 故胶 片上 S S 所产 生 的 黑度 变化也很 大 ， 而 且还 有严 重“ 边蚀 ” ， 这样 拍 片 自然拍 不出质量 符合要 求 的射线 底 片。 因此必 须接着 考虑 ： l 小 焦 点 棒 阳檄 x 射 线 臂2 用楹 靶 t 平 面型 ) 3 阳极榈4 焊缝5 射线歧片6 喇叭形贴片靠撞 圉 2蕾一菅挺蜱齄射线连麒基本布置 2 2 3 壁厚补偿， 因位制形 对图 2所示钛管一管板焊缝， 鉴于管壁很薄， 射 线柬宽度也窄 作 R T时很容易产生散射边蚀和严 重藏雾， 而且傅琏 内部缺陷一般也较小， 在底片上就 更难显示 为此 对 这样的被捡部位要使用 图3所示 的特形壁厚丰 f 偿块 。 此补偿块 ， 要根据实际管板结构 形 状 、 尺寸制 作 ， 做 到既 能 覆 盖焊缝 ， 叉能补 偿 壁 厚 差 要使 X 射线 穿透 的材料厚 度尽 量均 匀 经补偿 后 ， 底 片上 的焊缝 影 像 与背 景 的黑 度 变化就 不 再起 落很 大了 ( 如图 3中曲线所 示 ) 而且 ， 由于被 检 区位 于 1 Z焦 距 处 ， 且是 小 焦 点 ( 0 2 ram) ， 胶 片上 会 产 生投 影放大 效果 ， 因此 焊缝 内部缺陷 易 于观 察评定 根 据 实 验 结果 ， 底 片 上 可 清 晰 识 别 丝 型像 质 计 上 O i mm 的 最 细 铝 丝 1 壁 厚 补 偿拄2像 质 计 【 O 1 m m 铝 丝 ) 图 3啦管菅扳焊琏 RT布置 ( 蟹 钳 式 特 形 补偿 拄 的使 用) 2 2 4一。 补” 两“ 挡 ” ， 一 举 两得 在 图 3中 ， 由于钛 管 直径 较 大 ( 2 5 4 ram) ， 壁 厚 补偿 块 一端 可 制成 蟹 钳 状 ， 伸 进 管 内， 夹 住管 端 。 这 样 既适 当地 补偿 了壁 厚 ， 又有 效 地 挡住 了无用 射 线直接从管孔漏射出来 ， 防止“ 边蚀” 和藏雾， 故补偿 块起了双重作用。但对图 4所示给水加热器的管一 管板 焊缝 ， 由于管 子 内径较 小 ( 1 9 ram) ， 壁 厚补偿 块 就不 能插 入管子 内面 ， 而且 因焊缝 自身 厚度大 ， 也 不 能 采用 图 3所示 补偿 块 形 式 ， 以免 透照 厚 度再 增 大 此时宜 采用 图 4 所 示 补偿 块形状 作此 布置后 ， 实 验证 明也 能在底 片 上识 别 出 0 i mm 的金属丝 ， 而且在焊 缝 中也易 于捡 出 0 i mm 的小气孔 采用 上 述壁 厚 补偿块后 ， 底 片 黑度 易于 控制 在 2 0 3 0 之 间 。 I 1 壁厚 补偿块2 金属丝掉质 计 圈 4 培水加热器臂一管板焊琏 R T布置 ( 平螭面蜀环形补谣块的使用) 维普资讯 2 0 0 1年第 5期 无损 探伤( 双月刊 ) 7 分辨率测试卡的结构及图像分辨率测试方法 曾祥 照 ( 南 海 市 粤 海 钢 制 品 有 限 公 司 广 束 5 2 8 2 4 7) 摘要分辩率是 x射践宾时成像检测图像质量的重要指标之一， 概速 了分辩率测试卡的蛄构及 图像 分辨 率的测试 方 法 。 美键词 实时成像分辨率 图像质量测试方法 1 X射线实时成像图像的质量要素 X射 线 实 时戚 像 是 一项 新兴 的无损 检 测 技术 ， 其 图像 质 量 与 胶 片 照 相 底 片 质 量 相 当，随 着 GB 1 7 9 2 5 1 9 9 9 气 瓶 对接 焊 缝 X射 线 实 时成像 检 测 标准 的发 布和实 施 ， X射 线实 时成像 检测 技术 已 逐 步得 到推广 应用 。与胶 片照相 底 片质量 三要 素一 灵敏 度、 黑 度 对 比度 、 几 何 不清 晰度 相 对 应 ， X射 线 实时成像图像质量也有三要素即灵敏度 、 灰度对比 度、 图像分辨率 。 x射线实时成像技术主要是借助于 计算机图像处理技术 ， 其图像质量完全可以用计算 机程序展现出来。 然而， 用计算机展现出来的图像质 量具有很 大 的主观 性 ， 难免 会让 人产 生缺少公 开 、 公 正的感觉。 图像检测结果要被各方认可， 客观地描述 图像 质量就 显得 尤其 必要 。图像 灵敏 度可用像 质计 来测量， 灰度对比度可用厚度对比块灰度来表示， 这 些在胶片照相检测 中都是常用的方法； 图像分辨率 用 分辨 率测 试 卡来 测 试 ， 这 在 胶 片照 相检 测 中 是不 常用 的 。 在胶 片照 相底 片 中一般 不直接 测量 几何不 清晰 度， 通常都通过几何不清晰度的值来 限制成像几何 条件 ； 然而 ， 在 X射线实 时成像的图像质量中 分辨 率 指标 与灵 敏度 同样 重 要 ， 这 是 因为 图像 灵敏 度 与 图像分辨率是从不同的角度反映图像质量， 不能互 相代替 。实践证明 ， 像质计灵敏度的量值 ， 不能充分 反映焊缝 自然缺陷的特性 ， 有 时是像 质计灵敏度或 者是 圆形 缺陷 的检 出率 可能 很 高 ， 而对 裂 纹 等线 性 缺陷的灵敏度却较低 ， 这是因为金属丝像质计灵敏 度 很 大程度 上 取决 于 图像 的 对 比度 ， 而 线 性 缺 陷则 更多地取决于图像分辨率 。 简单地说 ， 分辨率的含义 是表示两根细小的线条 ( 类似线性缺陷) 在距离很近 时能分辨清楚的能力 。为了使圆形缺陷和线性缺陷 都能充分地检出， 有必要规定对 图像灵敏度 和分辨 率均 应达 到规定要 求 。 2 图像的清晰度与分辨率 X 射线实 时成像 的检 梗 I 图 像是 在计算 机 显示 器 上 观察 的 ， 显 示器 屏 幕 的 图像 由许 多 灰度 等级 不 同 的像 紊组成 ， 由于像 紊具 有一 定尺 寸 ， 且 荧光 屏 内的 荧 光物 的颗 粒度 比胶 片的 卤化 物 的颗 粒 要 大得 多 使图像的清晰度受到影响 。 在成像过程中， 一个明锐 边界 的 影像 因受 到某 些 因 素的 影 响 而变 得模 糊 ， 模 糊 的范围扩展成一个区域 ， 该区域的宽度 即为图像 不清晰度， 单位是毫米。与图像不清晰度相对应 的缺 口环形暗盒 和缺 口环 形胶 片 ， 通