裂纹检出角在电站小径管焊缝射线探伤中的应用.docx

裂纹检出角在电站小径管焊缝射线探伤中的应用杨劲夫(铁岭发电厂, 辽宁铁岭112000)摘要: 通过分析射线照射角与椭圆开口宽度等各参数之间的关系, 以标准中规定的最大横向裂纹检出角为基准, 制定小径管焊缝检验中的纵向裂纹检出角, 合理科学地制作检验工艺表, 从而提高危险缺陷的检出率。关健词: 椭圆开口宽度; 纵向裂纹检出角; 焊缝宽度; 射源与焊缝的平移距离中图分类号: T G 115. 28文献标识码:文章编号: 167124423 (2006) 04251203A1引言在射线探伤标准中规定了最大横向裂纹检出相对接纵缝的最大横向裂纹检出角为 8. 07, 对接环焊 缝的最大横向裂纹检出角为 = 19. 3。小径管焊 缝射线探伤属于 A B 级照相。因小径管焊缝射线探伤需 要倾斜照射, 射线束会与焊缝中纵向线、面形缺陷 形 成夹角, 因此存在纵向裂纹检出角, 我们将小径管 焊缝的纵向裂纹检出角划分为三个级别, 分别引用以上 三个数据, 即: 将标准中 A B 级照相的最高要求的纵缝横向裂纹检出角 = 14定为 I 级, 符号表示为I 14; 将标准中 B 级照相环缝的横向裂纹检出角 = 19. 3定为 级, 符号表示为 1913; 将标准 中 A B 级照相最低要求的环缝横向裂纹检出角 =24. 6定为 级, 符号表示为 24. 6。角, 以控制焊缝中横向裂纹的漏检。小径管焊缝的射线探伤是采用双壁双影椭圆成像技术, 需要倾斜照 射, 因此对于焊缝中的纵向裂纹也存在着裂纹检出 角的问题。倾斜照射角度的增大, 不仅会降低焊缝中 纵向裂纹的检出率, 还会降低未焊透和未熔合这两种线、面形缺陷的检出率。射线照射角主要与椭圆开口间距 g、管径D 和射源平移距离S0 等参数有关, 通 过分析它们之间的关系, 制定纵向裂纹检出角级别,合理科学制作检验工艺表, 从而提高裂纹、未焊透和 未熔合等危险缺陷的检出率。33. 1椭圆成像技术各参数的分析椭圆成像技术各参数关系由小径管对接焊缝椭圆成像的几何关系 ( 见图裂纹检出角的确定在我国的射线探伤标准中规定: A 级、A B 级照相 对接纵缝的最大横向裂纹检出角为 = 13. 9, 对接21) 可得以下两公式:环焊缝的最大横向裂纹检出角为 =24. 6; B 级照件, 公式中 ( L D ) 取 10。 JB T 4730- 2005 标准中D i 圆筒内直径对非圆筒形工件: D ef f = 2A t 零件总的横截面积(A t -A h ) 1201 中规定: ( L D) 最小为 2, 当按 A SM E E 1444 -( L D ) 15 时取 ( L D ) 为 15。式中A h 零件中空腔横截面积此两个 D ef f 公式摘自A SM E SE -6. 4线圈法计算公式的 L D 取值参考文献:709。12JB T 4730. 4- 2005 承压设备无损检测.强天鹏. JB T 4730. 4-指南. 2005. 092005 承压设备无损检测. 学习JB T 4730 - 1994 标准中, 线圈法的计算公式不适于 ( L D ) 3 的工件, 对于 ( L D ) 10 的工无损探伤第 30 卷52g + b =L 2 tan (1)的最大值 14、19. 3、24. 6,b 取 8 mm 、10 mm 、15mm , 分别将以上数据带入公式 ( 3) , 可计算出不同级别不同焊缝宽度的最小管径的下限值 D m in , , 见表 1:式中g 椭圆开口宽度b焊缝宽度L 2 工件上表面至胶片距离射线照射角度 (纵向裂纹检出角)表 1不同纵向裂纹角级别和不同焊缝宽度下的 D m inI = 14 = 19. 3 = 24. 6bS 0 = L 1 tan 式中L 1 射源至工件表面距离S 0 射源与焊缝的平移距离(2)81015445272313751252839g、b、与 S 0 间的关系当管子的规格确定 ( 即 D 和 b 值确定) , 纵裂纹 检出角 的级别确定, 可利用公式 (2) 和公式 (3) 计算出 g 和 S 0 的数值范围。以 63 4 为 例, 透 照 焦 距 为 600 mm , DL T3. 3821-2002 中规定 g = 3 mm 10 mm , 分别将 g =3、g = 10、b = 8、D = 63 代入公式 (3) 得:当 g = 3, m in = a rc tan (g + b) D = 9. 9 当 g = 10,m ax =a rc tan (g + b) D = 15. 9 ( 1) 若纵向裂纹检出角 取I 级时, 则 9. 9 14, 将 = 14代入公式 ( 3) 可算出 g 值的开口范 围图 1 椭圆成像示意图图 1 中 为最大纵向裂纹检出角,为照射角,由于 L 1 L 2 , 故 。g = D tan - b = 63 tan 14- 8 =8mm目前电站锅炉小径管焊接多为全氩弧焊接, 表面成形好, 加上焊接工艺限制焊缝余高, 焊缝余高均 在 1 mm 以下, 多数焊缝的余高只是微微凸 起, 因此, 焊缝的余高可勿略不计。 图 1 中 L 2 可视为与管分别将 = 9. 9 和 = 14 代入公式 ( 2) , 可算出S 0 范围值S 0m in = L 1 tan = (600 -63) tan 9. 9= 94mm= Ltan =600 - 63()tan 14= 134mmS0m ax1径相等, 即: L 2 =D 。射源水平移动的距离 S 0 的范围为 94 mm 134mm , g 的开口范围为 3 mm 8 mm 。(2) 若将检出角定为 级, 则 9. 9 15. 9S 0m in = 94mmS 0m ax = L 1 tan = (600 - 63) tan 15. 9=153mm射源水平移动的距离 S 0 的范围为 94 mm 153 mm , g 的范围值为 3 mm 10 mm 。将 L 2 = D 代入公式 (1) 得:(g + b) D = tan 3. 2g、b、D 、间的关系在电力行业标准DL T 821-(3)2002钢制承压管道对接接头射线检验技术规程中规定椭圆开口宽度为 3 mm 10 mm , 即: g = 3 为下限值, g = 10 为 上限值。焊缝宽度 b 是固定值。壁厚在8 mm 以下的小径 管通常采用全氩弧焊接。 壁厚小于 5 mm 的焊缝宽度在 8 mm 左右, 壁厚在 6 mm 8 mm 的焊缝宽度在 10 mm 左右, 壁厚大于 8 mm 的通常采用氩弧打 底, 电焊盖面, 焊缝宽度在 15 mm 左右。照射角 按第二章中纵向裂纹检出角的三个级别确定:I 14 19. 3 24. 6g 值取标准中最小值 3 mm , 分别取三个级别4制作检测工艺表(1) 确定焊缝宽度 b , 按DL T821- 2002 标准要求的开口宽度范围 ( 3 mm 10 mm ) 利用公式 ( 3)计算 的取值范围, 然后在 的取值范围内划分检 出角不同级别的取值范围 (I 、 、 )。(2) 利用公式 (3) 根据划分好的检出角不同级别取值范围分别计算不同级别的开口宽度 g 值范围(下转第 56 页)无损探伤第 30 卷56结论本文对M a r r 和M o r le t 两种小波进行对比分析 发现, 虽然M a r r 小波和M o r le t 小波都源于Gau ssian 函数, 但前者是高斯函数的二阶导数, 其满足小波变 换检测突变点时对小波函数的要求, 能使模极大值 达到最大。M o r le t 小波虽然作为小波函数具有良好 的时频分析能力, 其频域分析优于前者, 但其时域分 析能力不够突出, 不适合薄层检测时需要时域分析 精度高的要求。 可见,M a r r 小波特别适合薄层厚度 的检测, 其不仅发挥了小波变换的多分辨分析, 而且 使信号在突变点处, 小波系数的模极大值达到最大, 从而大大提高了检测精度。参考文献:3B yo ung G K , Sek yung L , K ish i T. 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