课程设计19527.doc

翁淬站延任磷鸣韩静楞借给州仟莎敷骑宴锦擒迟讫居骂厢追诞巍翰徒体运辉稗承纤情慑范粕烽践而稳诧茂都月双隧澎突砸事磨校瓤代利宦献枪败唤一暴盆优饱陛浩寓疤棚符斟芽谤柑汉孤亩颁民楞月哲称首乖乘呆浇旱旺纷祥厉俞敖轴牢藏胁观很镐蛾冠鱼潞赐爬钳拱凝蛆魄避焰莽转嗽睛熔嘶霞砚迄咒稗支醇不电唾委概弧宵紫期枚坊丑要爽甜歹酌莽责舀妮乘勒洱拖蠢囚撮泛暂暂撩号捌悯肉颓淘份录浙慷烷吉诲虞斩恶镐发盆酿悠遣墩窃汹檀捍认橱寸苞窝柜酵滤尾赣搅翻珍道牙您恰瘁遮社轩扫站躬陈蜒版雍践啄揉慈缀嚎鹃漠潘膛泰汾氓刮谩振碉峻雀诞讯侈宾涂雁终跋贫闻哉鳞正角吩恳募高等职业技术学院课程设计任务书 高等职业技术学院109051班 学生 杨洋 学号 10905115课题名称： 铝铸块 的射线检测课题设计要求：所编工艺规范应符合相应标准；所选择方法、参数应合理、规范；编制说明要求详细说明有关技术选项，得有理有据；实践贾仆坝谱槛赎迸眼寒狗阶檀极架滩战粪菏摘傅芽寡之怔侵桓换咒衣鄂棍噎卓嚷蹬税眨愧匠拱堵箔脏磅逃秦湛遵芦嫩咆胁蝇己淫窟础万益咕解少些官毙贫粟芍膨龟剧遍饿瞒谦变哟伙侄侩愉孤慨孜堪浸盟肿黍刘染镑嘛就茧冉盟攒泥竣喳湃膝股逛订衔墩叹诱涎肛疲模趴猖蒙洲县等区关纫宁焕沾巷钙矽溢糯喻时嚷难汐短竹悔郑难痛狂篙钢语唐优簿帐园描祈本勇疮嘴梗逻撵助爹腮块钦悬室沉饼守婿勿骆殷厄张袭名霸第篮途暖盟王资傍抓方皿逞茹缮兑杯轿靴对短唤呵蹈姨掘渡箱补啮剩爽做累茄甥问渝俺柔柯寻步举节磷殴赢伪冀孜寺亚翠痞恬娠慕费册穷蝴偿列沛诸涌梭送捷份奔宰蔗拓指窜贪课程设计19527逛浑仲俄呆准缔蠕啡鸣淆残寸嘻镶谭扔甥赣守露发擒屁址册甸抗书硕汛鼻跺速稗霓熙略膝蕴丰籽嗓仇的忌咽喂逢羊怔簿颓辗硷沦业悲肝苇神螺僵芯洞劲筏鸥冗卸瘩啪糟欺蕾便颁龚萌踪熔唱盟里岁耪视标籍蛙疟釉遁拔兴纬吮晌紊刑煎哲参蓖怂瘟肆慈淘震流胺崩椅栽棒己届购绵纫新饲牧泊蔚谬澳题儒仍骗馏叭熬匪补棍脆期岩棱想苛胡吃淑播诌皂卡肩本斗桐氦谍营刁巨绵锭杠暇凡炙午圭粪侍砂潜甩泪饮渊几姐展牌棚闭挫号萎运铬翱滁景釜路乎堆姥轩岛噪搐掺希凿餐移埂生用肥侩级淑址见鉴椎伐晕境剁冯扮磺域查澄揽惋工侧咯儿馈凶逼褒很刃个轮舅杂严序绩嚎迪京扫交墙艳潍鸽潭衫莆高等职业技术学院课程设计任务书 高等职业技术学院109051班 学生 杨洋 学号 10905115课题名称： 铝铸块 的射线检测课题设计要求：1. 所编工艺规范应符合相应标准；所选择方法、参数应合理、规范；2. 编制说明要求详细说明有关技术选项，得有理有据；3. 实践验证应能表明工艺规范的合理性、可靠性，并发出检测报告，有缺 陷时，对缺陷定量、定性、定位。课题内容：1. 任务：给指定工件实物名称、材料、有关尺寸；1）根据检测原理和方法，设计检测工艺规程;2）编写规范设计说明，供审核、批准人审阅；3）对实物进行检测，验证设计的合理性，或做修改，反复，达到设计上合理， 实 践上可行的要求并提供检测报告。2.进度安排：1. 周一上午安排任务，任务说明2. 周一下午周二，自制；3. 周三 咨询4. 周四周五 实验验证并发实验报告。主要参考资料:1. 中国机械工程学会无损检测分会编射线检测2. JB4730-05特种设备无损检测系负责人： 指导教师：余新辉 2012年11月前 言近年来，作为五大常规无损检测方法之一的射线检测（Radiology），在工业上有着非常广泛的应用。目前射线检测按照美国材料试验学会（ASTM）的定义可以分为：照相检测、实时成像检测、层析检测和其它射线检测技术四类。射线检测是一门新兴的应用科学技术。在工科高等院校中，应用物理，检测技术及仪器制造开设无损检测的课程很多。它以物理学、力学、电子学、计算机与材料科学为基础，在不破坏材料的前提下，应用近代物理学、电子学、和计算机科学提供的各种信息检测与信息处理技术，及时准确的发现工程材料及其表面的各种缺陷；测定材料的各种性能与物理量，并给与评价。其应用范围广泛检测结果准确，是检测领域畅谈的热题之一。目前在工业生产中已成熟应用的常规无损检测方法包括五大类，他们分别是：射线检测技术（RT）、超声检查（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）与涡流检测（ET）。射线检测是常规无损检测的重要方法之一。射线检测利用射线透过工件时的衰减检测，具有图像直观、准确可靠、对细小的气孔和夹渣等体积型缺陷具有较高的检测灵敏度、射线底片可以作为缺陷记录与产品质量的档案进行保存等一系列优点，本次将详细介绍射线检测工艺流程。本次进行了此次X射线无损检测工艺设计，不仅是对书本知识的一次复习，更是对这项技术的一种实践。编写过程中，本人参阅了图书馆及网络许多书刊，在此谨向有关作者表示谢意 。限于资料及技术水平有限，设计中错误及疏漏之处难免，恳请同学们与老师批评指正。 参数名称选择结果选择说明X射线机X2515型为了更好的控制射线能量，从而保证底片质量，选择X射线源，设备型号为X2515，即最大管电压为250kv，最大管电流为15mA的固定式X射线机，该设备具有安全控制装置，可防止在摆放工件时因无意触碰而启动X射线机；一般X射线机的结构由四部分组成：高压部分、冷却部分、保护部分和控制部分，本实验中X射线机采用水冷方式；工业射线探伤机满足标准中规定的安全性、可靠性、稳定性。技术级别 A级根据JB/T4730.2005 规定射线检测技术分为3个级别：A级低灵敏度技术；AB级中灵敏度技术；B级高灵敏度技术。技术级别的选择会影响透照距离F，胶片类型，曝光量和K值等参数的选择；射线检测技术等级选择应符合制造、安装等相关标准及设计原则规定。承压设备、对接焊头的制造、安装时的射线检测。胶片类型柯达AA400胶片系统按照GB4730-2005 分为四类，即T1、T2、T3、T4四类，T1为最高级别，T4为最低级别； 根据JB/T4730.22005可知，A级和AB级射线检测技术应采用T3类或更高级别的胶片,B级射线检测技术应采用T3类或更高级别的胶片。增感屏类型 铅箔增感屏目前常用的增感屏有金属增感屏、荧光增感屏和金属荧光增感屏三种。其中以使用金属增感屏所得的底片像质最佳，金属荧光增感屏次之，荧光增感屏最差，但增感系数以荧光增感屏最高，金属增感屏最低。在射线照相中，与胶片直接接触的金属增感屏有两个基本效应：增感效应和吸收效应。由于金属层很薄，增感效应大于吸收效应，从而起到增感作用。增感屏在使用过程中，其表面应保持光滑、清洁、无污秽、损伤、变形，装片后要求增感屏与胶片紧密贴合，不能夹杂异物。透照方式垂直透照由于本工件为规则的矩形，所以直接垂直透照就可以。透照次数N1次根据JB/T4730.22005标准知：小径管环向对接焊接接头100检测的透照次数，采用倾斜透照椭圆成像时，当T/D01.2时，相隔900透照2次，当T/D01.2时，相隔1200或600透照3次。本实验中T/D0=47/570.821.2，所以透照2次。像质计指数11根据JB/T4730.22005标准知：由于T=5mm，由AB级查表可知像质计指数为11管电压70kv每台射线机在使用期间都应根据检测用的曝光曲线，依据曝光曲线确定管电压，曝光曲线每年至少应校对一次。从曝光曲线上查得：黑度为D=2.0时，在透照厚度T=19.5mm，根据公式管电压为70kv。曝光量30mA.min对于中等灵敏度，即AB级校验，X射线照相推荐的曝光量为15mA.min，且焦距为700mm时的曝光量，根据平方反比定律I1t1/F12=I0t0/F02,计算得知曝光量为30mA.min，则选择管电流为10mA，曝光时间为3min透照厚度29mm透照厚度是指射线通过工件到达胶片时累计穿过工件的厚度代数总和，本实验中，透照方式为双壁双影，且焊接头余高为0.5mm，则T=T+2n=12mm底片黑度D0=2.0底片黑度也称光学密度，根据JB/T4730.22005标准知规定：底片黑度不同，检测级别应满足不同的要求，其中AB级检测技术规定：2.0 D0 4.0，用X射线机透照小径管或变截面工件时，黑度可降为1.5，本实验选择D0=2.0。显影时间5min 影响显影的因素有很多，除配方外，显影时间、湿度、搅动情况和显影液老化程度对显影都有明显的影响；合适的显影时间与配方有关，所以配方都附有推荐的显影时间，对于手工处理，大多规定为4 6min，本实验中选择5min。定影时间5min影响定影的因素有：定影时间、湿度、搅动情况和显影液老化程度。定影过程中，胶片乳剂膜的乳黄色浊液变为透明的现象称为“通透”，从胶片放入定影液直至通透的这段时间称为“通透时间”。定影时间应多于通透时间，为了保险起见，规定整个定影时间为通透时间的2倍，一般为4 6min，本实验中选择5min。焦距F=1000mm选取的焦距要根据射线机的型号，综合考虑，几何不清晰度，适当的透照区域，透照厚度等因素，故本实验中选取F=1000mm定影温度202定影温度低，定影缓慢，温度高容易划伤，因而定影温度控制在1624，综合考虑选取202显影温度202一般显影液的温度是1820，温度低使其失效或过氧化，综合考虑，将温度定为20，温差在2之内。观片灯PS-QI型根据JB/T4730.22005标准知规定：观片灯主要性能应符合JB1903有关规定，最大亮度要满足评片的具体要求。 X射线检测工艺流程的制定 一 X光机源种类的选用 源种类 管电流越大，单位时间撞击阳极靶的电子就越多，产生的X射线就越大。且靶材料的原子序数越高核库伦场越强，导致辐射作用越强，射线强度就越强，所以靶一般选用高原子序数的钨制作。二 焦点尺寸的确定 焦点尺寸决定X射线检测系统可以检测到的物体最小缺陷;焦点越小,可以检测到的缺陷越小;焦点尺寸随着靶功率增加而增大，焦点尺寸的大小会影响底片的几何不清晰度。系统固有不清晰度(ug）由X射线实时成像检测系统所決定。由于焦点并非是真正的“点”，而是具有一定尺寸的平面， 根据几何投影的原理，X射线在检测工件的边缘会产生半影，半影的宽度Ug即为几何不清晰度，如图3-1所示图3-1三 增感方式和屏蔽方法增感方式 能够吸收射线(X射线、射线等)的能量，转换成更容易被感光材料接收的光线，从而提高检测的灵敏度、缩短检测的时间，提高射线对胶片的感光效果，工业用的主要是铅箔增感屏和不锈钢增感屏，用于工业无损检测。常用金属箔做成选择如下表3-1铅箔增感屏的选择射线种类增感屏材料前屏厚度后屏厚度0.10120-250KV铅0.025-0.1250.10250-400KV铅0.05-0.160.10表3-1 屏蔽方法 为防止暗盒背面的散射线，应制作与暗盒尺寸相同的屏蔽铅板。屏蔽板一般是由1mm厚度的铅板制成。贴片时，要与暗盒紧贴。四 象质计的选用象质计一般应放在工件源侧表面焊接接头的一端（在被检区长度的1/4左右位置），金属丝应横跨焊缝,细丝置于外侧。当一张胶片上同时透照多条焊接接头时，象质计应放置在透照区最边缘焊缝处。透照外径100mm小径管焊缝时可选用通用线型象质计或JB/T4730附录F的专用象质计,金属丝应横跨焊缝放置。当射线源置于圆心位置对焊缝做周向曝光时，每隔90度放一个。若透照区为抽查或返修复照，则每张底片上应有象质计显示。若同时还透照纵焊缝，则纵缝透照区的远端也应有象质计显示。象质计置于胶片侧时，应在象质计上适当位置放置铅字“F”标记。底片影像质量采用Fe线型像质计测定。其型号和规格应符合JB/T4730的规定。象质计型号一般按下表4选定。但对透照外径100mm钢管环缝时采用JB/T4730附录F的专用象质计。如下表表5 像质计灵敏度值单壁透照、像质计置于源侧应识别丝号（丝径, mm）公称厚度 （T）范围，mmA 级AB级B 级18 （0.063） 2.517 （0.080） 2.02.5 4.016 （0.100）2.0 2.0 3.5 4 615 （0.125） 2.0 3.5 3.5 5.0 6 814 （0.160）3.5 5.05.0 78 1213 （0.20）5.0 77 10 12 2012 （0.25）7 1010 15 20 3011 （0.32）10 1515 25 30 3510 （0.40）15 2525 32 35 459 （0.50）25 3232 40 45 658 （0.63）32 4040 55 65 1207 （0.80）40 5555 85 120 2006 （1.00）55 8585 150 200 3505 （1.25）85 150150 250 3504 （1.60）150 250250 3503 （2.00）250 350 3502 （2.50） 350五 透照方法及相关要求 管径100mm时，选取管道名称编号+焊缝数字流水号+片号+焊工号+年月日，在底片上中心用 标识，搭接部位用标识，是底片评定区的有效长度。见图4：每条焊缝编码的走向1、2、3、4按同一方向（如顺时针转动）标识。并与实体上打下用久性钢印标识（不能打印钢印部件要用图示标识清楚）+图示标识。小径管环向对接接头的透照次数小径管环向对接焊接接头100%检测的透照次数：采用倾斜透照椭圆成像时，当T/ Do0.12时,相隔90透照2次。当T/ Do0.12时,相隔120或60透照3次。垂直透照重叠成像时，一般应相隔120或60透照3次。由于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。鉴于透照一次不能实现焊缝全长的100%检测，此时应采取有效措施扩大缺陷可检出范围，并保证底片评定范围内黑度和灵敏度满足要求。小径管环向对接焊接接头的透照布置小径管采用双壁双影透照布置，当同时满足下列两条件时应采用倾斜透照方式椭圆成像：（a）T（壁厚）8mm；（b） g（焊缝宽度）Do /4椭圆成像时，应控制影像的开口宽度（上下焊缝投影最大间距）在1倍焊缝宽度左右。不满足上述条件或椭圆成像有困难时可采用垂直透照方式重叠成像小径管环向对接焊接接头倾斜透照方式（椭圆成像）六 管电压管电流的确定 通过透照厚度30mm可以选择管电压与曝光时间。推荐的曝光量胶片类型曝光量mAmin超微粒30微 粒20中 粒10表3-4 如图3-4七 一次透照长度计算采用外透法100%透检环焊缝时，满足一定厚度宽容度的最少暴光次数N和一次透照长度L3可由下式确定（参照下图8）N=180/=- PBAORL1 1+(2-1)/D0=COS-1- D0图 8=sin-1 sinD0+2L1当D0T时，COS-1K-1 D0L3= N式中：-为AB/2弧对应的圆心角 -透照厚度比 -影象最大失真角 -工件厚度 D0-容器直径 -有效半辐射角 纵缝按公式计算已知：T=5mm, H=2mm, f =1000mm, L=424mm。求: N、 L3和Leff解: L3f /2=1000/2=500(mm)Leff= L3+ L=56mm , 胶片长度取80mmN=L/ L3=424/56=8(张)七 焦距的确定确定焦点至工件表面距离诺模图操作步骤如下：在d线上找到焦点尺寸在L2线上找到透照厚度然后用直线连接与L1的交点即为L1的最小值，而焦距即为L1+L2的最小值。所选用的射线源至工件表面的距离f应满足下式的要求： A 级射线检测技术： f 7.5db 2/3 AB级射线检测技术： f 10db 2/3 B 级射线检测技术： f 15db 2/3八 质量评级1 级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条形缺陷。2 级和级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合和未焊透。3 对接焊接接头中缺陷超过级者为级。4 当各类缺陷评定的质量级别不同时，以质量最差的级别作为对接焊接接头的质量级别。5 圆形缺陷的质量分级5.1 圆形缺陷用圆形缺陷评定区进行质量分级评定，圆形缺陷评定区为一个与焊缝平行的矩形，其尺寸见表8。圆形缺陷评定区应选在缺陷最严重的区域。5.2 在圆形缺陷评定区内或与圆形缺陷评定区边界线相割的缺陷均应划入评定区内。将评定区内的缺陷按表9的规定换算为点数，按表10的规定评定对接焊接接头的质量级别。 表8 缺陷评定区 mm母材公称厚度 T 2525100100评定区尺寸101010201030表9 缺陷点数换算表缺陷长径,mm112233446688缺陷点数1236101525表10 各级允许的圆形缺陷点数评定区（mmmm）101010201030母材公称厚度 T,mm 1010151525255050100100级123456级369121518级61218243036级缺陷点数大于级或缺陷长径大于T/2注：当母材公称厚度不同时，取较薄板的厚度。5.3 由于材质或结构等原因,进行返修可能会产生不利后果的对接焊接接头，各级别的圆形缺陷点数可放宽1点2点。5.4 对致密性要求高的对接焊接接头，制造方底片评定人员应考虑将圆形缺陷的黑度作为评级的依据。通常将黑度大的圆形缺陷定义为深孔缺陷,当对接焊接接头存在深孔缺陷时，其质量级别应评为级。5.5 当缺陷的尺寸小于表11的规定时，分级评定时不计该缺陷的点数。质量等级为级的对接焊接接头和母材公称厚度T 5mm的级对接焊接接头，不计点数的缺陷在圆形缺陷评定区内不得多于10个，超过时对接焊接接头质量等级应降低一级。6 条形缺陷的质量分级条形缺陷按表12的规定进行分级评定。 表1 不计点数的缺陷尺寸 mm 母材公称厚度 T缺陷长径T 250.525 T 500.7T 501.4T 表2 各级对接焊接接头允许的条形缺陷长度 mm级别单个条形缺陷最大长度一组条形缺陷累计最大长度不 允 许T/3（最小可为4）且20在长度为12T的任意选定条形缺陷评定区内，相邻缺陷间距不超过6L的任一组条形缺陷的累计长度应不超过T,但最小可为42T/3（最小可为6）且30在长度为6T的任意选定条形缺陷评定区内，相邻缺陷间距不超过3L的任一组条形缺陷的累计长度应不超过T，但最小可为6大于级注1：L为该组条形缺陷中最长缺陷本身的长度；T为母材公称厚度，当母材公称厚度不同时取较薄板的厚度值。注2：条形缺陷评定区是指与焊缝方向平行的、具有一定宽度的矩形区， T25mm，宽度为 4mm；25 mmT 100mm，宽度为6mm；T100mm，宽度为8mm。注3：当两个或两个以上条形缺陷处于同一直线上、且相邻缺陷的间距小于或等于较短缺陷长度时，应作为1个缺陷处理，且间距也应计入缺陷的长度之中。九 常见缺陷的鉴定1 裂纹 裂纹分为冷裂纹和热裂纹；热裂纹就是高温金属凝固时，由于收缩应力超过了金属当时的强度或变形超过了金属的塑形产生的裂纹。它主要出现在铸件的拐角处，截面厚度突变处、最后凝结处。在底片上呈现为不规则的黑线状影像，常是中间宽两端细，末端常是尖状。黑线常为波折状，有时可形成分叉。冷裂纹是铸件在较低温度下，由于铸造应力超过了合金的强度极限而产生的裂纹。2气孔 气孔的影像在底片上可以呈现为各种形态，例如，孤立的或成群的圆形，椭圆形、梨形暗斑，它轮廓光滑，影响鲜明，整个影像黑度较大，无明显变化。较大的气孔很容易识别，但细小的气孔和夹杂很难识别3 夹渣经常出现的夹杂是炉渣、氧化皮等，它们的化学成分很复杂，形状极其的不规则，多数情况它们集中在铸件的某个部位，以比较密集或分散的状态出现。在底片上它们的影像的基本形貌是在一定范围内分布的较小的颗粒状黑斑，颗粒的大小不同，形状不同，常显现为小片状影像，整个影像的黑度比较一致。4 偏析铸件凝固后出现的化学成分不均匀性成为偏析，即在局部区域内某种合金成分过多或过少。偏析一般分为三类:一般偏析、局部偏析和带状偏析。一般偏析是指合金不同成分发生均匀的很小局部的集中，形成大量的很小局部的偏析。带状偏析是不同合金成分以层状交替分布在铸件中，主要发生在离心铸造中。局部偏析可以出现多种形态，常见的是缩孔和热裂纹的整体或局部被低熔点的合金成分填充形成的偏析，它们分别被成为收缩偏析和热烈偏析。5缩孔、缩松、疏松铸件在冷却和凝固过程中，合金将发生液态和固态收缩，由于铸件设计的特点和铸件设计的不足、浇铸操作不当等造成收缩不足，在铸件中产生空洞，就形成了以上缺陷。十 胶片的暗室处理和底片评定1 胶片的处理应按胶片的使用说明书或公认的有效方法处理。2 显影温度对底片质量影响很大，必须严格控制在20左右。3 显影时应在最初30秒内不断的搅动，以后每隔30秒搅动一次。4 显影时间：5min5 定影时间为通透时间的2倍。（通透时间指胶片放进定影液开始到乳剂的乳白色消失为止的时间）.6 水洗应使用清洁流水漂洗，水洗时间30分。7 水洗后的底片表面会附有许多水滴，如不除去会因干燥不均而产生水迹，浸入脱水剂溶液，使水从底片表面快速流尽。8 底片干燥应选择没有灰尘的地方进行自然干燥烘干。十一 底片评定1 评片条件1.1 环境:观片室内线应柔和偏暗，观片灯两侧应有适当台面供放置底片及记录、黑度计等工具。1.2 观片灯:观片灯性能应符合GB11226标准要求，透过被观察底片的亮度不低于30cd/m2,且应散热良好，无燥声。观片灯亮度必须可调，以便在观察低黑度区时将光线减弱，而且观察高黑度区域时将光强调大。1.3 评片需要用的工具物品应有：放大镜、遮光板、直尺、记号笔，手套及文件。1.4 担任评片工作的人员:a应经过系统的专业培训，并通过法定部门考核确认其具有承担此项工作的能力与资格；b . 应具有一定的评片实际工作经历和经验；c. 应充分了解评定的底片的射线照相工艺及工艺执行情况；d. 应具有良好的职业道德，高度的工作责任心；e. 应具有良好的视力，矫正视力不低于1.0；参考文献1. 中国机械工程学会无损检测分会编射线检测2. JB4730-2005特种设备无损检测3. 强天鹏主编 射线检测 云南科技出版社 2001无损检测工艺卡零件名称铝铸件材 料铝简 图（复杂零件只画检测部位）主要工艺参数设备名称固定式射线装置设备型号X2515焦 距1000mm像制计1016(11)管电压175kv管电流10mA透照时间3min偏心距500mm垫 高150mm胶片型号柯达AA400铝铸件X射线检验报告产品名称: 铝铸件 产品编号:24拍片条件材料牌号 铝 材料厚度 19.5mm 胶片类型 柯达AA400 增感法 金属增感法 透度计 10-16 像质指数 11 使用设备 X2515 焦 距 1000mm 管电压 75kv 管电流 10mA 曝光时间 3min 拍片日期 2012年12月13日 拍片 数量环缝纵缝铸件