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        關(guān)于小徑管環(huán)向?qū)咏宇^射線檢測中缺陷透照畸變的分析

        2014-05-14 06:45:30,,
        無損檢測 2014年4期
        關(guān)鍵詞:焊縫

        ,,

        (青島康泰重工機械有限公司質(zhì)檢部,青島 266108)

        1 橢圓成像缺陷的特點及缺陷評定區(qū)的劃分

        在進行小徑管環(huán)向?qū)雍附咏宇^射線檢測時,由于透照角度和曲率的影響,射線在焊縫及管子各部位穿透厚度差異較大,根據(jù)射線的衰減規(guī)律I=I0e-uT,可見射線透過工件到達膠片各部位強度變化也較大,且焊縫不同部位到達膠片的距離也不同,所以底片上黑度、幾何不清晰度也不一樣[1]。另外橢圓成像和重疊成像后,其橢圓的長軸為管子外徑加焊縫余高;而橢圓的短軸卻隨透照角度的變化而改變,由此可見,小徑管焊縫透照與平板對接焊縫透照特點不同,焊縫中不同部位的缺陷在底片上的影像不同。根據(jù)其成像特點將成像焊縫劃分為四個評定區(qū),如圖1所示。

        第一評定區(qū)在Ⅰ區(qū)內(nèi),經(jīng)橢圓成像和重疊成像后的圖像黑度較均勻,底片靈敏度比較容易滿足要求,因該部位射線穿透厚度比較一致,即為兩個壁厚加一個焊縫余高,檢出的缺陷基本上與實際焊縫中的缺陷因投影關(guān)系有微量放大。這部分約占橢圓長軸方向上內(nèi)徑的2/3。

        圖1 缺陷評定區(qū)的劃分

        第二評定區(qū)位于Ⅱ區(qū)的橢圓成像和重疊成像,其缺陷畸變程度由Ⅱ區(qū)向Ⅲ區(qū)方向逐漸增大,在影像上反映出的條形缺陷長度與圓形缺陷的聚集,都均存在一定程度的收縮。這樣會使本來圓形缺陷密集點數(shù)合格的,由于收縮聚集,評定結(jié)果成為不合格。相反,條形缺陷反映在底片上的長度,是隨著條形缺陷長度方向與焊縫中心線的夾角增大而減小,夾角愈大,收縮愈大。使條形缺陷的長度本來已經(jīng)達到不合格的,由于收縮而使長度變小,可能達到合格的標(biāo)準(zhǔn)。這一區(qū)域約占橢圓長軸方向上內(nèi)徑的1/3。

        第三評定區(qū)位于Ⅲ區(qū)的橢圓成像和重疊成像,這一區(qū)域是缺陷畸變最嚴重的區(qū)域,它反映的條形缺陷長度,實際上是缺陷在水平方向上的投影,由于投影的嚴重收縮,圓形缺陷發(fā)生聚集。另外,Ⅲ區(qū)是射線穿透厚度變化最大的區(qū)域,約占橢圓長軸方向上內(nèi)徑和壁厚的1/3。所以其黑度變化也很大,靈敏度很難達到JB/T 4730.2—2005標(biāo)準(zhǔn)中的要求[2]。在底片中反映的上下焊縫很大一部分重疊在一起,很難分清某一缺陷的具體位置,為解決此問題,在理想的條件下,可以轉(zhuǎn)動一定的角度后再次透照,但在透照條件非常不便的制造現(xiàn)場是做不到的。

        第四評定區(qū)位于Ⅳ區(qū)的橢圓成像和重疊成像,這一區(qū)域是缺陷盲區(qū),缺陷觀察不到。

        2 橢圓成像后的條形缺陷

        為了實測條狀缺陷在不同區(qū)域內(nèi)長度的變化,取兩根不同直徑小徑管環(huán)向?qū)雍附咏宇^進行對比試驗。取一根φ89 mm×8 mm和一根φ57 mm×8 mm的焊接管子,將管子內(nèi)外清理干凈。準(zhǔn)備四根φ2 mm×10 mm的細金屬絲,把長φ2 mm×10 mm的金屬絲用透照膠帶粘在焊縫各區(qū)內(nèi),則有LA=LB=LC=LD。金屬絲長度方向與管子焊縫長度方向一致,采用φ89 mm×8 mm;焊寬8 mm,開口間距10 mm,焦距600 mm,偏心距L0=(b+q)L1/L2≈100 mm和φ57 mm×8 mm,焊寬8 mm,開口間距10 mm,焦距600 mm,偏心距L0=(b+q)L1/L2≈165 mm對Ⅰ區(qū)Ⅱ區(qū)Ⅲ區(qū)。A、B兩面分別進行橢圓成像或焦距600 mm重疊成像透照。進行暗室處理,得到合格底片,實測各區(qū)的透照缺陷長度。由圖2可知投影后的缺陷長度小于等于條狀缺陷的實際長度,而原來相等的四個條狀缺陷,由于畸變的程度不等,故可得La>Lb>Lc>Ld。

        圖2 條形缺陷成像前后示意圖

        由表1及表2試驗結(jié)果可知,同樣長度的條形缺陷透照在不同的區(qū)域,其缺陷實際長度與透照后底片上缺陷長度不等。透照管徑越小曲率越大,透照后缺陷變形越大,透照盲區(qū)越大。

        3 橢圓成像和重疊成像后的圓形缺陷和條形缺陷

        焊縫中的圓形缺陷和條形缺陷,由于處在不同的區(qū)域,成像后畸變程度不一,Ⅰ區(qū)內(nèi)畸變微量放大,Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)逐漸增大,Ⅳ區(qū)是盲區(qū),無法發(fā)現(xiàn)缺陷。在標(biāo)準(zhǔn)中,小徑管焊縫圓形缺陷評定與其它透照方式的焊縫是一樣的,未做特殊規(guī)定。這樣用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的評定區(qū),在Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)內(nèi)評定有很大的差別。

        表1 φ89 mm×8 mm區(qū)域缺陷透照長度對比

        表2 φ57 mm×8 mm區(qū)域缺陷透照長度對比

        4 改進評定方法的建議

        由以上分析可知,根據(jù)JB/T 4730.2—2005標(biāo)準(zhǔn)中的要求,規(guī)定的評定區(qū)缺陷尺寸評定,對Ⅰ區(qū)至Ⅲ區(qū)內(nèi)的圓形缺陷,缺陷會造成評定過嚴,而對Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)的條形缺陷縮短,又顯得評定過松。為解決上述問題,對于只能采用一次橢圓成像和重疊成像方法進行檢驗的小徑管環(huán)向?qū)咏宇^,建議改進評定方法。

        4.1 條形缺陷

        在Ⅰ區(qū)內(nèi)缺陷變形微量放大,可以忽略不計,直接按標(biāo)準(zhǔn)評定;在Ⅱ區(qū)內(nèi)條形缺陷有較小的變形,故評定分級時要嚴格進行,當(dāng)其長度接近于規(guī)定的長度就可判不合格;Ⅲ區(qū)內(nèi)的缺陷變形最大,檢驗人員如能辨認出是條形缺陷,應(yīng)根據(jù)缺陷在焊縫中的位置、形狀及長度,在實測的基礎(chǔ)上可加上2~6 mm,然后作出評定。

        4.2 圓形缺陷

        由于評定區(qū)內(nèi)的焊縫長度與實際長度有一定的差別,為了盡量減小誤差,可對成像后的橢圓和重疊焊縫進行分區(qū)評定。Ⅰ區(qū)內(nèi)的圓形缺陷由于微量放大,故可直接評定;Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)的圓形缺陷,尤其是密集形缺陷,由于收縮聚集變形較大,故可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)放寬1~2點。

        5 結(jié)語

        根據(jù)上述試驗方法,射線橢圓成像和重疊成像中小徑管的環(huán)向?qū)咏宇^投影特點,分析了不同缺陷在不同部位的變化情況及其規(guī)律,并給出了正確評定各種缺陷的方法,對小徑管環(huán)向?qū)咏宇^一次橢圓成像和重疊成像結(jié)果分區(qū)進行評定分級,可將評定工作的誤差降到最低水平。在U型換熱盤管設(shè)備制造時,對小徑管環(huán)向?qū)雍附咏宇^一次橢圓成像和重疊成像的焊縫進行實際解剖分析,發(fā)現(xiàn)外表面人工缺陷與焊縫內(nèi)部缺陷解剖結(jié)果與上述分析基本一致。

        [1]強天鵬.射線檢測[D].北京:全國鍋爐壓力容器無損檢測資格鑒定考核委員會,2007.

        [2]JB/T 4730.2—2005 承壓設(shè)備無損檢測[S].

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