感光速度相同的多胶片技术检测大厚度差工件.doc

感光速度相同的多胶片技术检测大厚度差工件 宾践经验感光速度相同的多胶片技术检测大厚度差工件张栋梁(中油管道机械制造厂检验科，河北廊坊065000)Inspection ofthe Workpiece withVariated ThicknessesUsing Multifilm Same-Speed TechnologyZHANG Dong-liang(Clinical Laboratoryof ChinaPetroleum PipelineM anufacturePlant，Langfang Hebei065000China)TG11528B10006656 (xx)08043302l问题的提出西气东输工程、忠武输气工程、海上石油平台和陆上终端工程中大量使用整体绝缘接头、清管器发射器和清管器接收器。 在这类设备中，因结构原因，经常采用不同厚度和强度级别的钢材相连接的大厚度差焊接接头，为保证整体强度相同，设计单位不允许对强度级别低而厚度大的零件作削薄处理。 笔者单位在xx年7月制造的清管器接收器中，就有材质为ST458(材质证明书中材料屈服点一271MPa)，壁厚为28mm大小头，与材质为L415(材质证明书中一456MPa)声4064mm159mm的无缝钢管相连接的大厚度差焊缝，其结构见图1。 对这些焊缝要求作百分之百射线检测。 对图1所示焊接接头的射线检测，经数十年的研究已有了比较成功的技术，如感光速度不同的多胶片技术和补偿泥技术等。 而实际上，一般采用多次透照法检测，即将焊缝焊至与T。 板平齐，进行拍片检测；再焊至与T。 板平齐，进行拍片检测。 从所得两张底片上感觉到对图1中PAD部位的检测有些缺憾。 经探讨和研究，笔者提出了集上述技术于一身，用感光速度相同的多胶片一次透照获得多张黑度和灵敏度满足标准要求的底片的技术。 其操作简单，易于被操作者接受。 因此具有推广前景。 xx一I2-I6X射线l号胶2号胶铅箔增感屏暗袋背衬铅图1用铅箔增感屏作板厚补偿的透照布置第一副铅箔增感屏补偿用铅箔增感屏第二副铅箔增感屏2透照布置在一个暗袋里装两张(或三四张视需要而定)胶片(图I)。 在两张胶片中间夹数片铅箔增感屏(实际上夹1号胶片的增感屏、1号胶片及2号胶片的前屏也是2号胶片的补偿材料，用废弃的铅箔增感屏效果也一样好)作补偿。 或者，在一个暗袋里仍是一副增感屏中夹一张胶片，再在两个暗袋中间放多张补偿用的铅箔增感屏。 笔者采用的是Agfa胶片，前后铅箔增感屏厚度均为003mm。 图1中补偿用铅箔增感屏的厚度由试验确定。 为保证焊缝d点处在2号底片上的黑度约为30+xx年第27卷第8期4jj张栋梁感光速度相同的多胶片技术检测大厚度差工件03，在第一二副铅箔增感屏之间加了五张003mm厚的铅箔增感屏。 用调节铅箔的厚度来控制到达2号胶片的射线剂量，从而实现2号底片上预期黑度。 如果不在两张胶片之间加补偿用的铅箔，那么当焊缝厚板处的黑度为2时，焊缝薄板处的黑度可达5以上。 选择铅箔增感屏作吸收和过滤X射线的材料，主要是考虑铅的吸收系数大，铅箔增感屏的铅箔厚度均匀，不会在底片上产生不均匀的影像；而且铅箔增感屏唾手可得，使用方便。 3透照条件的选择为使焊缝在1号底片上A点的黑度约为20+03，按(T一3)mm壁厚选取曝光条件进行透照(因现有曝光曲线的黑度固定为30+03)，由于在第一二副铅箔增感屏之间加了五张003mm厚的铅箔增感屏，因此焊缝在2号底片上D点的黑度将约为30+03(图2)。 C7占黑度1341一I l18l2一14O lOl8243O52底片位置焊缝宽度一底片宽度80一m m图2试验底片上实测黑度变化图4试验结果分析按上述条件对焊缝进行透照，按同一暗室条件对两张胶片同时处理得到两张底片。 该两张底片透照的几何布置及工件的尺寸见图1。 曝光条件为，2505周向x射线机，中心内透法透照，210kV，5inA13r ain；显影5r ain(21。 C)。 2号底片的成像质量极佳，这是由于2号胶片前的补偿铅箔吸收和过滤了工件的前散射线。 1号底片上T一4342OO5年第27卷菇8期28mm处能够清楚地显示1O号像质计金属丝，2号底片上丁一16mm的母材处能够清晰地显示13号像质计金属丝。 为了分析的方便，将1号和2号底片上沿焊缝宽度方向的黑度变化画在一张图上(图2)。 由图2可见，焊缝宽度在底片上的投影宽度约为24mm，当1号底片上最小黑度为18，2号底片上最大黑度为30时，两张底片上的焊缝评定宽度为18+(2410)一32I Tlm，重叠评定长度是8miTt。 图2中1号底片的黑度由A处的18逐渐增加到C点的34。 取A处的黑度偏低些，是为了使该底片上黑度变化范围尽可能大些，这样该底片上可评定的焊缝宽度为18mm。 假如该底片上A处的黑度取为33左右，那么焊缝宽度方向的评定长度很短，甚至几乎为零。 同样，2号底片的黑度由D处的30逐渐降低到B点的18，黑度变化范围为3018。 在此黑度范围内，焊缝宽度方向的评定长度为14mm。 如果将1号和2号底片叠合起来在观片灯上观察，那么，焊缝厚板侧的黑度约为两张底片黑度之和，即2+13。 厚板侧底片黑度的提高对厚板侧热影响区焊缝缺陷的检出是非常有利的。 5感光速度相同的多胶片技术的优越性射线照相对比度AD的计算公式为AD一式中磁导率丁工件厚度差要提高底片的灵敏度，就要提高D。 这里只讨论该式中散射比r的影响。 ，”一式中，到达胶片的散射线强度，。 入射至工件前的射线强度一般情况下，被检测工件是最大的散射源，其产生的散射线称为前散射线，j前散射线。 很显然，2号胶片前的补偿铅箔正是起到了吸收前散射线的作用，由于上式中的”降低，所以2号底片的AD提高。 而感光速度不同的多胶片技术和补偿泥技术没有这种吸收前散射线的功能。 另外，补偿泥技术需购泥、施泥和除泥，工序繁多，操作上有些困难。 感光速度不同的多胶片技术，(下转第437页)蒋盛等轧辊表面波检测影响因素分析图7表面波检测缺陷埋藏深度不恿图一03，05，10，15和20mm的2mm平底孔，用频率为1和2mhz的表面波探头，探头前沿与缺陷的距离为100mm。 灵敏度为100mm处试块直角端面反射波高为满屏的80时的增益为25dB。 测得的埋藏深度与波高的关系见图8。 5004oo龌300羹xx00O埋藏深度hmm图8埋藏深度与反射波高的关系曲线由图8可见，在此灵敏度下，频率为1MHz的表面波可检测的h一23mm，频率为2MHZ的表面波可检测的h一15mm。 随着缺陷埋藏深度的增加，反射能力迅速下降，表面波检测的有效深度约为一倍。 但需说明的是，频率降低的同时也降低了发现小缺陷的能力。 4表面粗糙度的影响轧辊表面粗糙度对表面波的传播有明显影响，粗糙的表面不但使声耦合不好，而且传播过程中易发生散射，使表面波衰减增大。 热轧辊表面粗糙度较差，且有明显磨削痕迹，宜采用黄油作为耦合剂，灵敏度适当提高23dB。 (上接第434页)常需另购低速胶片，而低速胶片的价格是常用中速胶片的两倍多，工厂一般不备有这种胶片。 即使有，也因其感光速度固定，而不能适用大厚度差焊接接头的检测。 6讨论和结论图1中，若丁的数值再大些，那么用于补偿的铅箔应更厚些(即需增加铅箔增感屏的张数)，此时，一个暗袋里若还是装两张胶片就可能没有重叠的评5圆柱曲面曲率的影响表面波在圆柱面上沿圆周方向传播时，速度有所变化，在凸圆柱面上的传播速度大于在平面上的传播速度，而在凹圆柱面上的传播速度低于在平面上的传播速度，且会发生波型转换，使表面波衰减。 柱面曲率半径与表面波波长之比越大，则传播速度变化越大，在凹柱面上衰减也越大反之亦然。 当柱面曲率半径与波长之比足够大时在柱面上的传播情况基本上与平面相同。 轧辊形状都是圆柱体，且柱面曲率半径与波长之比足够大，因此其只影响表面波的传播速度，其它传播情况与平面相同。 6结论综上所述，不同制造工艺及用途的轧辊，其组织晶粒的直径和各向异性是不同的表面质量要求也各不相同。 因此，对不同的轧辊需制定不同的表面波检测工艺。 一般而言，轧辊的晶粒组织较粗和各向异性较大时(特别是铸造辊)，因为材质声衰减明显，应采用频率较低的表面波。 一般为1MHz甚至更低，检测距离应缩短，表面波探头呈一定角度扫查。 有时草状杂波与弥散状缺陷波有很大的相似性，因此操作时要仔细辨别，必要时可采用磁粉检测来验证；对于组织晶粒很细、各向异性影响不大的冷轧工作辊，应采用频率较高的表面波检测，一般为24MHz甚至更高，检测距离可适当增大。 另外，检测工艺还需结合被检轧辊的表面状况(粗糙度、清洁度及曲率等)进行适当调整。 参考文献1全国锅炉压力容器无损检测人员资格考核委员会超(下转第439页)定长度或可