王松

摘要：研究了60KV、65KV、70KV、75KV的恒定管電壓，1000～1300mm的焦距對壁厚為0.6mm、1.0mm、2.0mm的鋁薄壁管焊縫灰度的關(guān)系曲線;以及研究了95 KV、100KV、105KV、110KV的恒定管電壓，900～1300mm的焦距對臂厚為0.8mm、1.0mm、1.2mm的不銹鋼薄臂管焊縫灰度的關(guān)系曲線。繪制了灰度為2.0×104時(shí)，管電壓、焦距、壁厚的曝光曲線。檢測結(jié)果表明，鋁、不銹鋼薄壁管采用焊縫射線實(shí)時(shí)成像檢測技術(shù)的性能完成滿足指標(biāo)要求;可替代傳統(tǒng)的射線拍片法;灰度值為2.0×104，管電壓、焦距、臂厚的曝光曲線滿足檢測要求，并可應(yīng)用于生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)成像;射線檢測;焦距;灰度

中圖分類號：TG441.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）05-0186-02

0? 引言

本文通過研究常用規(guī)格的不銹鋼、鋁管薄壁管焊縫的加工工藝、設(shè)計(jì)以及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求，對比射線拍片法與實(shí)時(shí)成像檢測方法的區(qū)別與聯(lián)系，確定內(nèi)部質(zhì)量檢測工藝;并且繪制出灰度關(guān)系曲線，全面驗(yàn)證了薄臂管焊縫采用射線實(shí)時(shí)成像檢測技術(shù)的可操作性。

1? 檢測內(nèi)容

1.1 試驗(yàn)材料

壁厚為0.6mm、1.0mm、2.0mm的鋁（5A02）薄壁管，以及壁厚為0.8mm、1.0mm、1.2mm的不銹鋼（OCr18Ni9）薄臂管，根據(jù)焊接工藝要求進(jìn)行焊接，根據(jù)工藝圖紙要求射線檢測焊縫質(zhì)量。

1.2 零件制備

制備臂厚0.95mm的不銹鋼薄臂管焊縫缺陷：

①裂紋：10mm;②氣孔：Φ3mm;③夾渣：14mm。

1.3 檢測設(shè)備

用于檢測焊縫的射線源為GE公司生產(chǎn)的225KV射線，成像板為XRD 0822。該成像板是基于8英寸非晶硅傳感器的二維光電二極管排列，具有200微米像素尺寸，成像區(qū)域200mm×200mm。

1.4 性能及檢測方法

①鋁導(dǎo)管采用60KV、65KV、70KV、75KV恒定管電壓，焦距分別選用1000mm、1050mm、1100mm、1150mm、1200mm、1250mm、1300mm分別對臂厚為0.6mm、1.0mm、2.0mm的導(dǎo)管焊縫進(jìn)行射線檢測。

②不銹鋼導(dǎo)管采用95KV、100KV、105KV、110KV恒定管電壓，焦距分別選用900mm、950mm、1000mm、1050mm、1100mm、1150mm、1200mm、1250mm、1300mm分別對臂厚為0.8mm、1.0mm、1.2mm的導(dǎo)管焊縫進(jìn)行射線檢測。

③射線檢測：按照BSS7041方法進(jìn)行檢測;該管材焊接為環(huán)形焊縫，射線檢測采用雙臂雙影透照的方法。

1.5 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

①鋁材質(zhì)薄壁管射線檢測像質(zhì)計(jì)的15號絲清晰可見;不銹鋼材質(zhì)薄壁管射線檢測像質(zhì)計(jì)的16號絲清晰可見。

②射線成像圖像質(zhì)量清晰，無擊穿、灰暗等情況。

2? 檢測結(jié)果與討論

2.1 鋁導(dǎo)管焊縫射線檢測結(jié)果

2.1.1 臂厚為2.0mm鋁導(dǎo)管焊縫射線檢測結(jié)果

通過查閱相關(guān)資料并參考射線拍片法的參數(shù)，分別選擇為60KV、65KV、70KV、75KV的恒定管電壓，焦距距離從1000～1300mm（每50mm遞進(jìn)一次）進(jìn)行檢測結(jié)果分析。

①恒定管電壓為60KV時(shí)。選定60KV的恒定管電壓，焦距距離從1000～1300mm，滿足1.5節(jié)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的灰度值，像質(zhì)計(jì)，以及圖像質(zhì)量。

②恒定管電壓為65KV時(shí)。選定65KV的恒定管電壓，焦距距離從1000～1300mm，滿足1.5節(jié)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的灰度值，像質(zhì)計(jì)，以及圖像質(zhì)量。

③恒定管電壓為70KV時(shí)。選定70KV的恒定管電壓，焦距距離從1000～1300mm，滿足1.5節(jié)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的灰度值，像質(zhì)計(jì)，以及圖像質(zhì)量。

④恒定管電壓為75KV時(shí)。選定75KV的恒定管電壓，鋁導(dǎo)管圖像被擊穿，無法使用。

⑤電壓、焦距與灰度值的關(guān)系曲線。滿足1.5節(jié)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的電壓、焦距與灰度值之間的關(guān)系曲線，灰度值范圍為1.32×104～3.31×104，灰度值最優(yōu)范圍為1.98×104～2.30×104。

2.1.2 臂厚為1.0mm鋁導(dǎo)管焊縫射線檢測結(jié)果

采用上述檢測方法，臂厚為1.0mm鋁導(dǎo)管縫射線檢測結(jié)果，滿足1.5節(jié)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的電壓、焦距與灰度值之間的關(guān)系曲線，灰度值范圍為0.94×104～3.92×104，灰度值最優(yōu)范圍為1.43×104～2.92×104。

2.1.3 壁厚為0.6mm鋁導(dǎo)管焊縫射線檢測結(jié)果

采用上述檢測方法，臂厚為0.6mm鋁導(dǎo)管縫射線檢測結(jié)果，滿足1.5節(jié)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的電壓、焦距與灰度值之間的關(guān)系曲線，灰度值范圍為1.46×104～2.82×104，灰度值最優(yōu)范圍為1.90×104～2.26×104。（圖1）

2.1.4 鋁導(dǎo)管曝光曲線

通過臂厚為0.6mm、1.0mm、2.0mm鋁導(dǎo)管焊縫射線檢測灰度值范圍、最優(yōu)范圍可以得到：

①臂厚0.6～2.0mm的鋁導(dǎo)管焊縫射線實(shí)時(shí)成像檢測灰度值在0.94×104～3.92×104均滿足評價(jià)標(biāo)準(zhǔn);最優(yōu)范圍為1.98×104～2.26×104。

②參考射線拍片法，鋁導(dǎo)管灰度值在2.0×104時(shí)缺陷最易被發(fā)現(xiàn);且臂厚0.6～2.0mm最優(yōu)灰度值均涵蓋2.0×104。故當(dāng)灰度值為2.0×104時(shí)，焦距、臂厚與電壓的曝光曲線如圖2所示。

2.2 不銹鋼導(dǎo)管焊縫射線檢測結(jié)果

參考上述檢測方法，對不銹鋼導(dǎo)管采用95KV、100KV、105KV、110KV恒定管電壓，焦距分別選用900mm、950mm、1000mm、1050mm、1100mm、1150mm、1200mm、1250mm、1300mm分別對臂厚為0.8mm、1.0mm、1.2mm的導(dǎo)管焊縫進(jìn)行射線檢測。參考射線拍片法，不銹鋼導(dǎo)管灰度值在2.0×104時(shí)缺陷最易被發(fā)現(xiàn);且臂厚0.6～1.2mm最優(yōu)灰度值均涵蓋2.0×104。故當(dāng)灰度值為2.0×104時(shí)，焦距、臂厚與電壓的曝光曲線如圖3所示。

3? 檢測結(jié)果驗(yàn)證

3.1 射線拍片法檢測結(jié)果

臂厚為0.95mm不銹鋼焊縫使用射線拍片法存在三處缺陷：即裂紋（10mm）、氣孔（Φ3mm）、夾渣（14mm）。

3.2 射線實(shí)時(shí)成像檢測結(jié)果

根據(jù)曝光曲線，臂厚為0.95mm的不銹鋼焊縫采用射線實(shí)時(shí)成像檢測，電壓選擇100KV，電流選擇5mA，焦距選擇1200mm。

3.2.1 缺陷顯示

該制件裂紋、氣孔、夾渣缺陷顯示，結(jié)果與射線拍片法吻合。

3.2.2 灰度值

該制件的灰度值0.95×104～2.03×104，符合灰度值在0.83×104～3.7×104范圍內(nèi)的要求。

3.2.3 像質(zhì)計(jì)

該制件16號絲清晰可見，符合指標(biāo)要求。

4? 結(jié)論

①鋁、不銹鋼薄壁管焊縫可使用射線實(shí)時(shí)成像檢測方法代替射線拍片法，達(dá)到高效、綠色、環(huán)保的目標(biāo);也為檢測鑄件提供方法、依據(jù)。

②灰度值為2.0×104時(shí)，焦距、臂厚與電壓曲線可應(yīng)用于生產(chǎn)過程中。

③實(shí)現(xiàn)射線實(shí)時(shí)成像檢測設(shè)備檢測薄壁管焊縫零件后，為建立一套適用于航空企業(yè)各類零件射線實(shí)時(shí)成像檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]贠銘凱，劉力.數(shù)字實(shí)時(shí)成像（DR）與X射線膠片成像對比分析[J]. CT理論與應(yīng)用研究，2005（03）：244-245.

[2]徐永波.X射線數(shù)字成像（DR）在天然氣管道焊縫探傷中的研究應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備，2018（06）：244-245.

[3]張健. X射線檢測技術(shù)在復(fù)合材料檢測中的應(yīng)用于發(fā)展[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（23）：113.