环形件周向X光探伤工艺研究

2021-08-31万珍珍

热处理技术与装备 2021年4期

卢威，陈娜，万珍珍

(1.张家界航空职业技术学院，湖南张家界 427000； 2.江西省科学院应用物理研究所，江西南昌 330090)

在各类新产品的研制生产过程中，针对环形件或环形部位的探伤多采用定向X光探伤方法，在探伤过程中随透照区域和射线束夹角的变化，实际透照厚度比K值会发生较大的变化(如图l所示)，尤其对于环形零件，边缘区域影像畸变现象更加明显，对射线照相的影像质量产生较大影响。为降低K值变化对影像质量的影响，只能通过降低效率，采取减少一次有效透照区域的措施，来达到和满足透照灵敏度的要求。

为了满足不断提高的产品质量和生产效率的要求，环形零件的射线探伤引进了周向X光探伤。本文对周向X光探伤工艺的应用进行实验分析研究。

图1 K值示意图Fig.1 Schematic diagram of the K value

1 工艺分析

1.1 环形定向X光探伤

定向X光探伤是采用定向X光探伤设备，将射线束限制在一定锥束区域内，通过有效的工艺布置(如图2所示)，对零件需要透照区域进行曝光，完成检测工作。该方法由于焦距等参数可以根据实际情况进行调整，使得透照灵敏度、有效透照区等都处于一个可调整状态，定向X光探伤在射线检测中成为应用最为广泛的方法。但定向X光探伤对环形件检测效率低、边缘影像畸变严重，灵敏度降低。

图2 定向透照工艺布置Fig.2 Directed transilluminationtechnology layout

1.2 环形周向X光探伤

周向X光探伤是采用周向X光探伤设备(图3)，将射线束限制在一定锥束环形区域内，通过有效的工艺布置(如图4所示)，对零件需要透照区域进行曝光，完成检测工作。该方法一次可对环形件同一厚度或一定厚度范围的区域完成透照，且在这一次透照中所有区域的透照厚度基本相同。所以，不仅对环形件检测效率高，而且底片黑度均匀，影像畸变小，灵敏度高。

图3 周向透照工艺布置Fig.3 Circumferential transillumination technology layout

由于焦距受设备和零件尺寸限定，不可灵活调整，使得射线照相厚度宽容度和定向X光探伤方法相比较小，降低了对透照区域厚度连续变化零件的适用性。

2 周向X光探伤原理阐述

2.1 原理

周向X光探伤原理如图4所示，当物体局部区域存在缺陷(如图中标2的区域假设为一缺陷)，将改变射线的衰减，引起透射射线强度的变化，采用一定的检测器(在实际工作中通常采用胶片)检测透射射线强度，就可以判断物体中是否存在缺陷。

图4 射线检测基本原理Fig.4 Basic principles of ray detection

2.2 特点

周向X光探伤设备可以沿一圆柱面一定宽度范围内360°发射均匀的X射线。对于环形零件可以采用周向X光探伤工艺，一次曝光，就对一定宽度范围内的环形部位完成检测工作，效率高(尤其对大型环形件)，得到的底片黑度均匀，影像质量非常完美。

3 试验

采用ISOVOLT HS450KV定向X光机和MGl65周向X光机设备进行试验，工艺参数见表1。试验材料分为盘类试件和环类试件。盘类试件：编号为 1～4#；厚度为12～19 mm；材料为TC4；透照部位为壁部位。环类试件：编号为5～8#；厚度为4.2～13 ram；材料为ZT3/ZT4；透照部位为筒体、窗口、纵向安装边等部位。