降低电站锅炉小径厚壁管焊缝射线检测边蚀效应

盛青军

摘 要：论述了电站锅炉小径厚壁管对接焊缝采用Χ射线机透照时出现底片影像“边蚀效应”问题，并提出了解决方法。

关键词：超超临界机组；小径厚壁管；Χ射线探伤；边蚀效应

中图分类号：TG441.7 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.121

在目前的火力发电厂，大部分采用超临界或超超临界机组，受热面大部分采用小径厚壁管设计，这对焊缝的射线检测带来了一定的困难。本文对广东粤电集团某1.0×106 kW超超临界机组的后水吊挂管（φ51×11.5 mm）对接焊缝在Χ射线探伤时遇到的底片成像“边蚀效应”问题进行了原因分析，并提出了改进方法。

1 边蚀效应的产生原因

对小径厚壁管焊缝采用Χ射线进行射线检测，并采用双壁双影椭圆成像透照时，焊缝不同部位的透照厚度差较大，尤其是主射线方向，如图1中的“A”，焊缝部位与两侧射线，如图1中的“B”和“C”的焊缝部位的厚度差相差非常大，较薄部位的射线向较厚部位散射，这种散射会导致底片影象边界模糊，产生低黑度区域的周边被侵蚀、面积缩小的“边蚀”现象。这种现象大大缩小了焊缝检测范围，导致缺陷漏检，进而对焊缝质量造成了不良影响。采用直观的描述即在透照广东粤电集团某超超临界机组的后水吊挂管（规格为φ51×11.5 mm）的对接焊缝时，发现底片成像的可见焊缝宽度只有42 mm，如图2所示。因此，焊缝两侧各有4.75 mm，且因发黑而不可见，厚度为11.5 mm的焊缝有接近50%不可见，进而导致缺陷的漏检，即“边蚀效应”。

2 降低“边蚀效应”的方法改进

针对规格为φ51×11.5 mm的水悬吊管，对接焊缝使用额定电压为250 kV的Χ射线机，透照电压为245 kV，结果透照出的底片“边蚀效应”非常严重（两侧共9 mm厚的范围发黑不可见，如图2所示）。针对此现象，我们必须缩短透照时间，从而缩短边蚀散射时间。因此，必须提高管电压，使用额定电压为300 kV的Χ射线机，采用295 kV的透照电压。同时，胶片暗盒的布置方式由原先的平铺改变为沿焊缝弧度作适当弯曲，如图3中的“a”“b”，因此，在胶片暗盒背面紧贴背散射铅板是必不可少的。通过现场透照对比，我们采用改进后的工艺透照出来的底片的“边蚀效应”由原先的10 mm不可见变为了1 mm不可见，如图4所示。如果采用Se75射源进行透照，基本上不会出现“边蚀效应”，这是因为Se75射源穿透力比Χ射线大得多，曝光时间短，边蚀散射时间很短，但采用Se75射源透照的底片清晰度较低，不利于细微缺陷的发现，尤其是难以发现微小的裂纹。

3 结论

实践证明，对于采用Х射线透照电站锅炉小径厚壁管对接焊缝，采用高电压、胶片暗盒沿焊缝弯曲布置的工艺、胶片暗盒后面紧贴背散射铅板的方法可以有效消除底片的“边蚀效应”。但是在透照过程中要选择合理的高电压，因为高电压会对底片的主因对比度、固有不清晰度造成不利的影响，原因如下。

主因对比度的计算公式为：

△D=0.434Gμ△T/（1+n）. （1）

其中，衰减系数μ随着电压的升高而降低，即主因对比度△D随着电压的升高而降低。

固有不清晰度的计算公式：

Ui=0.0013（kV）0.79. （2）

其中，不清晰度Ui随着电压的升高而增大。

〔编辑：张思楠〕