射线探伤的应用与效果

2011-12-30戴勇

中国新技术新产品 2011年16期

戴勇

（信阳市锅炉压力容器检验所，河南信阳 464000）

按射线源、工件和胶片之间的相互位置关系,透照方式分为纵缝透照法、环缝外透法、环缝内透法、双壁单影法和双壁双形法五种。其中，纵缝透照法用于平板直焊缝或容器筒体及大直径管道的纵缝探伤，环缝外透法用于大直径压力容器的对接环缝探伤，环缝内透法适用于压力容器及大直径管道的对接环缝探伤，双壁单影法用于管径大于80mm的对接环缝,当不可能实现单壁透照时,采用此透照方式，在管道施工中,这种方法是最常用的，双壁双影法用于管径小于89mm的对接环缝。

1 焊缝质量无损检测准则

在产品制造过程中对焊缝质量无损检测,主要是对焊接工艺、焊接人员技能的质量检验,其判断依据是质量控制标准,主要是检测焊缝中缺陷的种类、分布和大小(长度、宽度、直径尺寸)。要求能检测出最小缺陷的检测灵敏度。而对在用压力容器的焊缝质量无损检测,主要是对在焊接过程中标准允许存在的焊缝缺陷和质量控制漏检的超标缺陷在使用中的状态和扩展情况,主要是检测焊缝中缺陷沿板厚方向尺寸及其长度和分布状态,与产品制造过程无损检测不同是的,增加了缺陷沿板厚方向的自身高度(简称缺陷高度的测量内容),从CV-DA"压力容器缺陷评定规范"亦可知,在用容器缺陷是否允许存在,取决于缺陷高度尺寸α是否小于临界尺寸αm,其限制了焊缝中非圆形缺陷的自身高度尺寸。

2 X射线探伤在在用压力容器检验中的应用

在用压力容器的检验方法,主要是采用宏观检验和无损探伤。常用无损探伤有表面探伤(MT、PT、ET),超声波探伤(UT)、射线探伤(RT)和声发射(AE)。我国在用压力容器中80%左右的为一、二类容器,多为20世纪60年代和70年代生产。主要问题是焊接缺陷严重,结构和用材不当。

对于表面和近表面的焊接缺陷可以用表面探伤(PT、MT)检测。对于埋藏在焊缝内部的和无法接触检查的内表面焊接缺陷均可用射线探伤(RT)和超声波探伤检测,对这些焊接缺陷的定性以及这些缺陷在运行中有无扩展,能够依靠射线探伤来判定。X射线探伤检测壁厚30mm以内的容器焊缝能够检出危及设备安全运行的各类等于和大于临界缺陷尺寸的缺陷,而且也较准确地判断制造缺陷如未焊透、未熔合、条状夹渣和条虫孔的开裂情况。

3 射线透照测定缺陷高度尺寸的研究

对压力容器缺陷评定时,主要是用超声检测来测定缺陷高度尺寸。但是由于超声波检测缺陷信号幅度与缺陷实际尺寸无明显的关系,所以用常规方法测定缺陷高度仍是估判数据,其误差值也是因人而异。射线探伤是通过底片来测定缺陷的长度和宽度(或直径)尺寸,缺陷沿板方向(或穿透方向)尺寸是通过缺陷黑度来表示。因此,只要能精确测出缺陷在底片上的黑度,就可以计算出缺陷自身高度尺寸。

4 影响射线探伤效果的主要因素

4.1 底片黑度

人工缺陷与焊接缺陷具有方向性尺寸效应不一致的特点,但均可与像质计显示的像质数相对比,以便评价人工缺陷与焊接缺陷的检出效果。试验研究表明,底片黑度过小或过大都会导致检出率下降。由于像质计、透度计与工件内部缺陷在透照成像过程中所受到的影响因素、几何形状、尺寸效应、材质特性、空间位置不尽相同,在显像效果上有所差异,所以造成底片黑度越大,其灵敏度越高,但缺陷检出率却下降的现象。

4.2 焊接缺陷性对检出率的影响

气孔作为非平面缺陷,在底片上易于识别,一般认为不易发生漏检情况,但经试脸发现,底片黑度偏大或偏小,尽管其值在标准允许的范围内,仍会使气孔缺陷出现漏检。因此,合理的底片黑度值,是提高检出效果的重要参数之一。点状夹渣是焊接过程中易出现的体积型缺陷,尽管点状夹渣与气孔的缺陷性质不同,但在显像效果上较为接近,它们有相近的漏检率,均在多左右。标准中虽然允许有一定数量的点状气孔一与点状夹渣存在，但应以不发生漏检为宜。裂纹是平面型的焊接缺陷。裂纹存在对焊缝质量危害最大。在黑度变化时,其最低检出率为多。故应考虑黑度的选取。