ASTM铸件射线检测标准及与中国标准的比较
2010-04-10周琳
周 琳
(洛阳欣隆工程检测有限公司,河南洛阳 471012)
ASTM铸件射线检测标准及与中国标准的比较
周 琳
(洛阳欣隆工程检测有限公司,河南洛阳 471012)
介绍美国ASTM有关铸件射线检测的一些重要规定,包括射线照相质量、能量的选择、散射防护以及验收标准的定性、定量、定级要求等,并与中国标准GB 5677进行比照分析,旨在为铸件射线检测标准的国际接轨和国际协调提供参考。
铸件;射线检测;ASTM标准;检测方法;验收条件
有关铸钢件射线检测的方法标准和验收标准,在中国国标GB 5677中,合二为一,放在一起;而在美国实验材料学会ASTM的标准中,E94为射线照相检验用标准导则,E1030为金属铸件射线照相检验用的实验方法,E446为51 mm以下铸钢件射线参考参考照片,E186为51~114 mm厚壁铸钢件射线参考照片。按照ASTM标准对铸件进行射线检测时,应在满足E94要求的同时,按E1030的规定制定检测方法;根据铸件厚度选择E446或E186参考照片和铸件照片对比进行评定和验收。ASTM铸钢件射线检测标准和GB 5677有很大的不同。以下重点介绍铸钢件ASTM RT标准的主要内容,就某些关键事项与GB 5677标准进行比较,并就各自特点进行分析。
1 影响射线照相质量的要素
为了获得高质量的射线检测照片,ASTM规定了11个重要因素。①射线源(X射线或γ射线);②电压伏特数的选择(X射线);③射线源的尺寸(X射线或γ射线);④消除散射线的方法和手段;⑤胶片系统类别;⑥由射线源到胶片的距离;⑦像质计;⑧显示屏和过滤片;⑨铸件的几何形状和外形;⑩识别标记和位置标记;○11射线照相质量等级。
这11个要素在GB5677标准中也有规定,但其中几项在两个标准中有很大的不同,而且ASTM标准中对每一项要素的规定都有更加详细的说明。
2 射线照相质量等级
ASTM对射线照相质量等级规定为:除非采购方和供货方之间达成协议决定采用更高或更低的质量等级,通常所要求的质量等级水平为2%,当使用孔型像质计时为2-2T。其中,2-2T中第一个数字是像质计的厚度,它以试样的百分数表示;第二个数字指的是胶片上可以见到的像质计孔的直径,它以透度计厚度的倍数表示。
GB5677中规定射线照相灵敏度等级分为A级:KA≤2%;B级:KB≤1.5%;当透照厚度小于10mm时,K=2%。要求使用的像质计为线性像质计。
从上述的区别可以看出,通常情况下,ASTM标准对灵敏度的要求比GB5677低或者相当。ASTM标准将更多的权利给予采购方和供货方。
3 能量的选择
ASTM规定根据铸件厚度的半价层(HLV)来选择能量。GB5677则分别给出了X射线管电压与透照厚度的关系图以及不同厚度范围的射线源选择表。这个区别也说明了ASTM给予检测人员更大的空间去选择能量。
4 散射防护
ASTM标准对散射防护的规定和说明使用了大量的篇幅。比GB5677有更加详细具体的说明。所列举的方法有:①使用滤片吸收从试样上的散射线,规定了位置,尽可能的靠近射线源,放置在试样和胶片之间,并说明过滤片厚度和材料的选择可以计算或完全凭经验确定;②遮蔽的方法,即采用吸收性材料把试样包裹起来或覆盖在薄的部分上以减少形状不规则或窄小的试样上的散射;③补偿的方法,同样是用吸收性材料放在薄的部分上使得不同部分的吸收率等同起来,但是这样会使薄的部分灵敏度降低;④对于背面散射的防护,可以通过把辐射波束限制在尽可能小的横截面上以及在胶片后放置铅板的方法来实现。
由于大部分铸件形状很复杂,在检测过程中铸件本身容易产生大量的散射线,ASTM针对这种情况列举的四种方法中有三种是防护从铸件产生的散射线的。这对检测中降低散射线,提高底片质量有很大帮助。
5 验收标准
ASTM的验收标准,根据厚度分为51 mm以下的E446,和51~114 mm的E186。再根据射线源和能量进行分类。E446分为卷1:250 kVX射线参考照片;卷2:1MV X射线和Ir192参考照片;卷3:2~4Mv 1MV X射线和Co60参考照片。E186分为卷1:1MV X射线和Ir192参考照片;卷2:2MV X射线和Co60参考照片;卷3:4~30MV X射线参考照片。
ASTM标准规定的缺陷种类有:A,气孔;B,夹砂和夹渣;C,缩孔和缩松;C又分为 CA,条状缩孔;CB,树枝状缩孔;CC,大面积缩孔;CD,缩松;D,冷裂纹;E,热裂纹;F,未熔合;G,白点。缺陷定性和定量的程序是:将待评定的铸件射线照片与相似厚度条件下曝光的射线参考照片进行比较,如果产品缺陷显示严重等级与指定的参考照片相当或更好,则为合格,如果产品缺陷显示严重等级大于指定的参考照片,则为不合格。
ASTM详细说明了怎样确定白点、衍射状斑点以及辨别热裂纹和条状缩松的方法。
虽然白点在每一卷的参考照片中都有,但是白点的外观依赖于射线的能量级别。可以看出,卷1中参考照片上的白点很清晰明显,就是因为卷1是最低的能量级别,而在较高能量的卷2和卷3中白点显示就不那么明显了。
衍射状斑点会出现在那些晶粒尺寸大到可以看到有材料那么厚的工件上,如果射线检测底片上出现了衍射状斑点,但不是很清晰或明显,来证明它存在的方法有很多种。在上述情况下出现的衍射状斑点是否能在底片中显示出来主要是由结晶几何形状和结晶与射线发生的方向所决定,于是对于样品,射线方向的任何改变将会显著影响衍射斑点的形状,所以可以通过使工件从射线方向倾斜1~5°或者只是稍微移动一下射线中心线方向,任何缩孔等其它缺陷的影像将会移动一点点,而任何斑点的形状将会显著改变。还有一种办法就是提高电压以减少衍射斑点数。
在X射线照片中,热裂纹和条状缩松的显示很相似,当难以辨别而无法确定是热裂纹和条状缩松时,应当在出现此缺陷的该区域所有表面进行打磨,用磁粉或渗透检测表面,如果没有检测出该显示的裂纹,则认为是缩松。
在GB5677中,缺陷种类中没有白点;缺陷评定是根据具体的数据表格中允许的数量,尺寸来进行的。
在实际用伽马射线检测铸件中,白点的检出率极低。在我公司承接的铸件检测任务中,17万张底片中仅有一张缺陷显示为白点。但是白点也属于和裂纹一样的危害缺陷,所以在用GB5677标准检测时也不能放过白点类缺陷。虽然ASTM的评定方法并不是根据具体的数据去度量从而定级别,这并不代表按照ASTM标准评定铸件底片更主观,相反,要求评片人员更要综合、均衡地考虑缺陷的尺寸、数量、分布等状态对缺陷进行全面评估。
6 结束语
①以上就ASTM标准对铸件射线检测的方法和验收标准做了概略性介绍,并就某些重要技术细节,与GB5677进行了比较和分析;②ASTM对影响射线照相质量的11个要素做了必要的规定和详细的说明。提出了散射防护的四种方法,而散射线的防护对于铸件检测特别重要;③ASTM的验收标准和GB5677大不相同。ASTM要求通过对比参考照片来确定铸件合格与否。这要求评定底片的人员要综合、均衡地考虑缺陷的尺寸、数量、分布状态从而对缺陷进行全面评估;④ASTM详细说明了怎样确定白点、衍射状斑点以及辨别热裂纹和条状缩松的方法。这些方法的提供提高了铸件检测缺陷的检出率和评定的准确率,帮助检测人员去伪存真,为检测及底片评定提供了明确的指导。
TQ050.7
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1003-3467(2010)12-0061-02
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