（杭州天工檢測(cè)技術(shù)有限公司，浙江，杭州，310023）

1 前言

《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》第21條規(guī)定：定期檢驗(yàn)以宏觀檢驗(yàn)為主，必要時(shí)可采用射線探傷等方法檢驗(yàn)埋藏缺陷?？梢?jiàn)射線探傷也是在用檢驗(yàn)的主要手段之一?！度輽z規(guī)》第23條又明確規(guī)定有5種情況應(yīng)進(jìn)行射線和超聲波探傷抽查，目的是檢查容器在使用過(guò)程中是否有裂紋類(lèi)危及容器安全使用的缺陷產(chǎn)生，也就是說(shuō)，射線探傷在在用檢驗(yàn)中的主要目的是發(fā)現(xiàn)裂紋和未熔合等對(duì)設(shè)備安全使用危害性大的面性缺陷，更強(qiáng)調(diào)使用過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷。因此，側(cè)重點(diǎn)與制造檢驗(yàn)有所區(qū)別。作者根據(jù)多年來(lái)從事定期檢驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)檢驗(yàn)過(guò)程中射線探傷需考慮的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了一些自己的觀點(diǎn)。

2 射線探傷中應(yīng)注意的問(wèn)題及分析

2.1在選擇透照方式時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用單壁透照。

射線探傷的靈敏度與射線照相的對(duì)比度和清晰度等有關(guān)。

（2.1）

式中：γ—膠片反差系數(shù)

μ—材料線衰減系數(shù)

n—散射比

—厚度差

在膠片和暗室處理?xiàng)l件固定的情況下，對(duì)比度與衰減系數(shù)μ和散射比n有關(guān)。在不考慮散射的情況下，對(duì)比度與衰減系數(shù)成正比，對(duì)特定的容器來(lái)說(shuō)，衰減系數(shù)μ的大小只與射線的能量有關(guān)，能量越大，衰減系數(shù)μ越小。

為保證射線具有一定穿透力，射線的能量是根據(jù)工件的厚度來(lái)選取的，雙壁透照所需的射線能量無(wú)疑要比單壁透照所需的射線能量大許多，因此，單壁透照比雙壁透照具有更高的對(duì)比度。

此外，射線探傷的固有不清晰度也與射線的能量有關(guān)，能量越大，固有不清晰度越大。所以單壁透照的清晰度也比雙壁透照的高。

由此看來(lái)，單壁透照與雙壁透照相比具有對(duì)比度大、清晰度高的優(yōu)點(diǎn)，因此單壁透照比雙壁透照具有更高的檢驗(yàn)靈敏度。

2.2單壁透照時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用單壁外透法。

一般來(lái)說(shuō)單壁透照時(shí)選用單壁內(nèi)透法要優(yōu)于單壁外透法，主要原因是在K值一定的情況下，單壁內(nèi)透法比單壁外透法有更長(zhǎng)的一次透照有效長(zhǎng)度，但是對(duì)在用檢驗(yàn)來(lái)說(shuō)，由于壓力容器的主體對(duì)接焊縫大多采用不對(duì)稱(chēng)的X型破口，破口外大內(nèi)小，根部靠近內(nèi)表面，且為缺陷多發(fā)區(qū)。此外容器使用過(guò)程中，由于內(nèi)表面長(zhǎng)期與腐蝕介質(zhì)接觸，近表面區(qū)域易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕和氫損傷等裂紋。

根部缺陷和近表面面性缺陷通常是在用檢驗(yàn)的主要對(duì)象。從理論上分析，射線探傷對(duì)面性缺陷的檢出率除與透照方向有關(guān)外，還與透照的幾何不清晰度Ug有很大的關(guān)系。

(2.2)

式中：df—焦點(diǎn)尺寸

F—焦點(diǎn)至膠片的距離

b—缺陷至膠片的距離

從2.2式可以看出：在焦點(diǎn)尺寸和焦點(diǎn)固定的情況下，幾何不清晰度Ug與缺陷至膠片的距離有關(guān)，缺陷離膠片的距離越大，幾何不清晰度Ug也越大，缺陷的檢出率也越低。所以，采用單壁外透法時(shí)，膠片緊貼缺陷部位，缺陷透照的幾何不清晰度小，檢出率高。

2.3余高較高的焊縫，在透照時(shí)應(yīng)選用較高的透照電壓，適當(dāng)提高照相的寬容度。

選用較高的透照電壓可減小對(duì)比度，提高射線探傷的寬容度，使底片上不同區(qū)域的黑度差減小，保證在滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的黑度要求外更適合于底片的評(píng)定。

在在用檢驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)容器焊縫余高超過(guò)3mm的很多（尤其是自動(dòng)焊容器），如果按常規(guī)參數(shù)透照此類(lèi)焊縫，所得的射線底片反差很大，焊縫的黑度很小，母材的黑度很大，很難保證焊縫和母材的黑度均滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，即使在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的黑度范圍內(nèi)，往往也會(huì)因反差太大，造成缺陷識(shí)別困難，特別是溶合區(qū)的缺陷。因此，對(duì)余高超高的焊縫在探傷時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加管電壓，提高透照的寬容度，保證焊縫和母材的黑度均在合適的黑度差范圍內(nèi)。

2.4容器定期檢驗(yàn)中要注意射線照射角（透照方向）的選擇。

容器定期檢驗(yàn)中射線探傷的檢驗(yàn)重點(diǎn)是查出容器在使用過(guò)程中產(chǎn)生的活缺陷，即裂紋類(lèi)缺陷。為保證此類(lèi)缺陷的有效檢出，在射線探傷時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制射線照射角度。

射線探傷對(duì)體積性缺陷具有很高的檢出靈敏度，而對(duì)裂紋類(lèi)缺陷的檢出率與透照方向有很大的關(guān)系，缺陷所在的平面與射線透照方向平行時(shí)，缺陷在射線透照方向上有最大的厚度差，從2.1式可以看出，此時(shí)射線透照的對(duì)比度也最大，缺陷的檢出率最高。而當(dāng)缺陷所在的平面與射線透照方向垂直時(shí)缺陷在射線透照方向的厚度差幾乎為零，對(duì)比度也幾乎為零，缺陷無(wú)法通過(guò)射線探傷發(fā)現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)射線對(duì)裂紋類(lèi)缺陷的照射角（照射角是指射線照射方向與容器表面法線之間的夾角）超過(guò)15°時(shí)，就可能產(chǎn)生漏檢；當(dāng)射線照射角等于15°，裂紋的檢出率為50%；當(dāng)照射角等于10°時(shí)，裂紋的檢出率為70%，因此，為了能夠檢出容器上存在的裂紋類(lèi)缺陷。其照射角應(yīng)越小越好。

在用容器在使用的過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋類(lèi)缺陷特別是橫向裂紋絕大部分與焊縫表面垂直。因此對(duì)在用容器實(shí)施射線探傷時(shí)，只要將照射角控制在一定范圍內(nèi)，就能達(dá)到較好的裂紋類(lèi)缺陷的檢出率。

2.5在評(píng)定裂紋缺陷時(shí)應(yīng)注意區(qū)分內(nèi)表面介質(zhì)垢層和氧化皮表面開(kāi)裂。

JB/T 4730-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，探傷前應(yīng)對(duì)焊縫探傷部位進(jìn)行清理，消除影響缺陷識(shí)別的因素，但在在用檢驗(yàn)過(guò)程中因各種原因往往難以做到，介質(zhì)垢層和氧化皮開(kāi)裂在底片上的影像有時(shí)與容器本體上的裂紋很難區(qū)分，極易造成誤判。針對(duì)這種情況，對(duì)有懷疑的裂紋片應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，排除垢層和氧化皮的影響，必要時(shí)還需進(jìn)行二次拍片復(fù)驗(yàn)。

2.6評(píng)定抽查射線底片，評(píng)定范圍不受搭接標(biāo)記的限制，應(yīng)為底片的通長(zhǎng)。如果缺陷位于底片的端頭，無(wú)法確定缺陷的總長(zhǎng)，應(yīng)在抽查片有缺陷端增加拍片，以確定缺陷的延伸長(zhǎng)度。

2.7使用射線探傷來(lái)復(fù)驗(yàn)超聲探傷的結(jié)果時(shí)，射線探傷的結(jié)果只能作為缺陷定性的依據(jù)，而不能完全作為缺陷有無(wú)的判據(jù)。

射線探傷和超聲波探傷時(shí)兩種完全不同的埋藏缺陷檢測(cè)方法，在應(yīng)用方面各有其優(yōu)缺點(diǎn)。

射線探傷對(duì)體積性缺陷具有很高的檢出靈敏度，而對(duì)裂紋類(lèi)缺陷的檢出率與透照方向有很大的關(guān)系，如果照射角度掌握不好，在沒(méi)有夾渣等其他缺陷的情況下，有時(shí)很難發(fā)現(xiàn)。

而超聲波探傷是通過(guò)接收缺陷的反射回波來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷的，缺陷反射回波的大小除與缺陷的性質(zhì)、大小、形狀等有關(guān)外，還與缺陷反射面的方位有關(guān)。當(dāng)裂紋類(lèi)等面性缺陷反射面與聲波的入射方向垂直時(shí)，入射聲波的反射率最高，檢出靈敏度也最高，反之，當(dāng)缺陷反射面與聲波的入射方向平行時(shí)，聲波的反射率最低，檢出的靈敏度也最低。

在用容器在使用過(guò)程中產(chǎn)生的危險(xiǎn)性比較大的缺陷，如裂紋和未熔合等，往往與焊縫表面成一定的角度，超聲波斜角探傷一般很容易發(fā)現(xiàn)。因此，采用射線探傷方法來(lái)復(fù)驗(yàn)超聲探傷結(jié)果時(shí)，目的主要是為了確定缺陷的性質(zhì)，絕對(duì)不能簡(jiǎn)單地用射線探傷的結(jié)果來(lái)推翻超聲探傷的結(jié)果。

2.8在用檢驗(yàn)中散射線的屏蔽是影響射線探傷靈敏度的關(guān)鍵之一。

在用檢驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)一般比較復(fù)雜，為檢驗(yàn)搭設(shè)的腳手架、堆放的各種構(gòu)件、保溫材料、相鄰的容器和管道都是射線探傷的散射源，從2.1式可以看出，在其他條件不變的情況下，射線照相的對(duì)比度與散射比n有關(guān)，散射比n越大，對(duì)比度越小。所以采用有效的屏蔽方法和選用的透照參數(shù)非常關(guān)鍵。具體的措施有：1、照相時(shí)暗袋后面必須依工況附加一定厚度鉛板屏蔽背散射。2、使用周向機(jī)單張透照時(shí)，一定要使用遮光板，限制透照區(qū)域。3、適當(dāng)提高射線能量，縮短透照時(shí)間。

2.9在用容器射線探傷的靈敏度達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)采取雙片法或其它適當(dāng)?shù)臒o(wú)損檢測(cè)的方法對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充檢測(cè)。

在用容器檢驗(yàn)中射線探傷時(shí)的環(huán)境比制造時(shí)要復(fù)雜的多，如為檢驗(yàn)搭設(shè)的腳手架、容器內(nèi)構(gòu)件、相鄰的容器和管道等都會(huì)影響射線源和膠片的放置，影響探傷時(shí)幾何參數(shù)的選擇，使得射線的探傷靈敏度達(dá)不到要求，此時(shí)應(yīng)采用雙片法或其他無(wú)損檢測(cè)手段對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充檢測(cè)。

3 結(jié)論

容器定期檢驗(yàn)中由于射線探傷的條件和目的有別于制造檢驗(yàn)，所以，應(yīng)根據(jù)檢驗(yàn)的目的和焊縫具體的形狀特征合理地選用射線透照方式和透照參數(shù)，達(dá)到最大限度檢出缺陷的目的。