射線照相是無(wú)損檢測(cè)的主要方法之一，由于它能直接獲得缺陷的直觀圖像，對(duì)缺陷的定性，尺寸的定量比較準(zhǔn)確，而且結(jié)果可以長(zhǎng)期保存，所以被廣泛采用。同時(shí)由于射線照相對(duì)體積型缺陷（氣孔、夾渣等）的檢出率很高，所以在小徑管探傷中得到了更多的應(yīng)用。

1.橢圓成像透照布置的快速確定

外徑D0≤100mm的管子稱(chēng)為小徑管，根據(jù)JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，同時(shí)滿足T（壁厚）≤8mm和g（焊縫寬度）≤D0/4的小徑管應(yīng)采用傾斜透照方式橢圓成像。

小徑管橢圓成像常規(guī)透照布置首先必須計(jì)算偏移距離，再根據(jù)偏移距離來(lái)擺正射線機(jī)和工件的相對(duì)位置，偏移距離L0計(jì)算公式為：

式中：L1——射線源到工件的距離；

L2——工件到膠片的距離；

△h——焊縫余高；

b——焊縫寬度；

q——橢圓開(kāi)口寬度（橢圓影像短軸方向間距）。

圖1 檢驗(yàn)示意圖

圖2 傾斜透照及其對(duì)應(yīng)底片圖

小徑管在石油化工管道裝置、高溫、高壓蒸汽鍋爐、熱水鍋爐中廣泛存在。以一臺(tái)300MW的火力發(fā)電機(jī)組為例：它一臺(tái)1060t/h的鍋爐安裝焊口總數(shù)大約18000道左右，而小徑管焊口就約為15000左右，約占83%。由于現(xiàn)場(chǎng)小徑管規(guī)格繁多，D0、△h、b都不盡相同，實(shí)際檢驗(yàn)過(guò)程中一一計(jì)算偏移距離略顯復(fù)雜，而且由于現(xiàn)場(chǎng)安裝管道所處的位置差異，拉開(kāi)焦距之后再量定偏移距離也是比較困難的。一般射線機(jī)發(fā)射的X射線束約為40°左右的立體錐角，為了使被檢工件焊縫處于射線輻射場(chǎng)之內(nèi)，射線機(jī)頭需有一定的偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)不當(dāng)將使得被檢工件焊縫處于射線輻射場(chǎng)之外，造成曝光失敗。

為了提高檢測(cè)效率和拍片成功率，現(xiàn)介紹一種適合現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)使用的透照方法，檢驗(yàn)方法示意如圖1所示。

(1)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求確定射線機(jī)焦點(diǎn)至工件表面的距離L1，將射線機(jī)放置在這一距離位置；

(2)在工件的膠片側(cè)選取點(diǎn)A，使A點(diǎn)到焊縫邊緣的距離大致等于焊縫寬度；

(3)在工件的射線源側(cè)選取焊縫邊緣的B點(diǎn)；

(4)用一細(xì)線連接AB兩點(diǎn)，繃緊拉直，調(diào)整射線機(jī)焦點(diǎn)處于D點(diǎn)位置；

(5)以D點(diǎn)為軸旋轉(zhuǎn)射線機(jī)，使射線機(jī)窗口中心C點(diǎn)也處于ABD直線上；

使用此方法有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)無(wú)需計(jì)算偏移距離，所以特別適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)使用，可實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)；

(2)橢圓開(kāi)口寬度較好控制，成像美觀；

(3)可以保證使用射線機(jī)的主射線進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)靈敏度較高；

圖3 相隔120°透照檢測(cè)最優(yōu)段覆蓋情況

圖4 相隔60°透照檢測(cè)最優(yōu)段覆蓋情況

(4)方法簡(jiǎn)便易學(xué)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)不易出錯(cuò)。

2.透照3次時(shí)相隔120°和60°的選擇

JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，小徑管環(huán)向?qū)雍附咏宇^100%檢測(cè)透照3次時(shí)，一般應(yīng)相隔120°或60°透照3次。但是相隔120°透照和相隔60°透照對(duì)檢測(cè)結(jié)果有什么區(qū)別并沒(méi)有指出。經(jīng)過(guò)分析，筆者認(rèn)為二者之間還是有一定區(qū)別的。

現(xiàn)在以傾斜透照橢圓成像來(lái)分析二者的區(qū)別，如圖2所示，如果將小徑管按120°分割成等分的3個(gè)部分。因?yàn)樵贏B段幾何不清晰度和影像畸變都最小，所以缺陷檢出率無(wú)疑是最高的，現(xiàn)將此段稱(chēng)為檢測(cè)最優(yōu)段，則相隔120°透照和相隔60°透照檢測(cè)最優(yōu)段的覆蓋情況如圖3、圖4所示。

由此可知，傾斜透照橢圓成像相隔120°透照3次時(shí)檢測(cè)最優(yōu)段可正好覆蓋整條焊縫，而相隔60°透照3次時(shí)檢測(cè)最優(yōu)段無(wú)法覆蓋到圖4所示的A3-B1段，即整條焊縫的1/3區(qū)域。同理可知，垂直透照重疊成像和傾斜透照橢圓成像檢測(cè)最優(yōu)段覆蓋情況相同。所以為了保證小徑管缺陷檢出率，在現(xiàn)場(chǎng)條件允許的情況下，應(yīng)盡可能采用相隔120°透照。

3.曝光參數(shù)修正

因透照小徑管時(shí)，焦距遠(yuǎn)大于管子直徑，射線束可粗略地看作是平行入射于管子。透照厚度情況如圖5所示。

在不考慮焊縫余高的情況下，透照厚度最小值為管壁厚度的2倍(即2T)，理論最大值為假定射線束與內(nèi)圓相切時(shí)的射線行程，即[2]。如果考慮焊縫余高，則透照厚度最小值不變，而透照厚度最大值為：

如：石油化工管道中常見(jiàn)的φ60×4mm焊口，在不考慮焊縫余高的情況下，最小透照厚度為8mm，最大透照厚度為30mm。若焊縫余高為2mm，則最大透照厚度為37.3mm。所以在小徑管透照時(shí)曝光參數(shù)的選擇應(yīng)適當(dāng)增加管電壓，以滿足透照厚度寬容度的需要。具體做法為：

圖5 小徑管透照厚度

(1)根據(jù)焦距計(jì)算所需最小曝光量：JB/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定700mm焦距時(shí)，AB級(jí)檢測(cè)曝光量應(yīng)不小于15mA·min，當(dāng)焦距改變時(shí)按平方反比定律進(jìn)行換算；

(2)查找曝光曲線，選取符合曝光量的管電壓，如果有多組曝光參數(shù)滿足要求，取管電壓高的一組；

(3)考慮到焊縫余高和偏移照射所引起的透照厚度增大和透照厚度不均勻所需的寬容度要求，根據(jù)有關(guān)研究，管電壓應(yīng)增大20KV至25KV；

如：某一小徑管透照時(shí)，焦距800mm，根據(jù)平方反比定律計(jì)算，最少需要19.6mA·min的曝光量。查得曝光曲線時(shí)有管電壓125KV，曝光量25mA·min和管電壓130KV，曝光量20mA·min兩組曝光參數(shù)滿足要求，則取后者。并且將管電壓再增大20KV至25KV作為最終曝光參數(shù)。

4.檢測(cè)時(shí)機(jī)

由于小徑管透照需要比較大的焦距和活動(dòng)空間，無(wú)法像透照普通管道那樣直接將探傷機(jī)捆綁在被檢件上進(jìn)行。對(duì)于一些管廊上架空的焊口和一些限制了探傷機(jī)移動(dòng)區(qū)域的焊口將難以檢測(cè)，所以對(duì)于此類(lèi)焊口應(yīng)盡可能的在預(yù)制階段檢測(cè)，這需要施工單位的大力配合。

[1]JB/T4730.2-2005,承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè):射線檢測(cè).

[2]強(qiáng)天鵬.射線檢測(cè)[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社(第2版).

[3]羅更生,鄔冠華.基于RT技術(shù)的小徑管焊縫質(zhì)量控制的試驗(yàn)研究[J].中國(guó)特種設(shè)備安全,2010,9.