摘 要：在X7NI9鋼板對接焊縫焊接完成后，在X射線底片上產(chǎn)生黑點現(xiàn)象時，會被誤認為焊接缺陷。本文針對這種情況，采取了一系列的檢測手段，確定產(chǎn)生黑點現(xiàn)象的成因和危害進行有益的探討。

關(guān)鍵詞：X7NI9鋼;X射線底片;黑點

在某項目的液化儲罐的二次底環(huán)板（邊緣板）對接焊縫的施工中，底環(huán)板材質(zhì)X7NI9，現(xiàn)場采用的工藝為背部加墊板（X7NI9材質(zhì)），正面使用φ3.2焊條（E NiCrMo-6）進行打底、填充、蓋面，背部磨掉墊板并打磨至與母材齊平，X射線底片顯示大量黑點。

拍其余5條焊縫，結(jié)果顯示大面積出現(xiàn)連續(xù)疑似黑點。出現(xiàn)缺陷后，分析原因，從焊條烘干的角度，環(huán)境濕度都進行了分析，焊條烘烤沒問題，烘干溫度300℃，烘干發(fā)放記錄都齊全，罐內(nèi)環(huán)境濕度也達標40%左右。后來采取采用碳弧氣刨將背面刨開，打磨，采用氬弧焊填充、蓋面，拍片結(jié)果顯示疑似黑點數(shù)量減少，不過仍達不到合格標準。

繼續(xù)進行驗證性的試驗，將同批次的X7NI9鋼板拿到罐內(nèi)采用同樣的工藝（使用φ3.2焊條進行打底、填充蓋面，背部清根，蓋面），同樣的焊機，焊接了一塊試板，拍片結(jié)果顯示仍有較多疑似黑點。將二次底環(huán)板的16條焊縫中的一條背面采用碳弧氣刨清根后，使用氬弧焊絲填充，再將正面磨開（肉眼找不到缺陷），使用φ3.2的焊條填充蓋面，結(jié)果顯示仍有大量黑點。

1 試驗過程及原因分析

1.1黑點現(xiàn)象

針對此項目液化儲罐的二次底環(huán)板（邊緣板）對接焊縫拍片底片上出現(xiàn)的所謂黑點，類似于由于膠片的保管不當而產(chǎn)生的霉點，數(shù)量較多，黑點偽缺陷影像雖然與點狀類缺陷（氣孔、夾渣等）的影像特征相似，但只要仔細觀察還是易于區(qū)分的?？梢詮囊韵聨追矫鎱^(qū)分：

a）黑點分布范圍廣，位置不固定，在焊縫和母材上均會出現(xiàn)。

b）黑點直徑小，通常在0.1mm左右，需用放大鏡才可看到，而且大小基本相同。

c）黑點黑度一般均小于點狀類缺陷的黑度。

1.2 試驗過程

為查找黑點產(chǎn)生的原因，進行了驗證性試驗，將同批次的X7NI9鋼板拿到罐內(nèi)采用了四種焊接工藝進行了試板焊接。

3.2手把焊打底、填充蓋面、背部清根、手把焊填充 2.5手把焊打底、填充蓋面、背部清根、手把焊填充

通過對比四種工藝試板，發(fā)現(xiàn)底片中的黑點并沒有減少，于是聯(lián)系焊接與無損檢測專家來現(xiàn)場幫忙分析可能的原因。專家建議考慮“偽缺陷”的原因，于是改變思路。

將同一塊試板一半打磨，一半不打磨。射線檢測拍出來對比發(fā)現(xiàn)，打磨過的區(qū)域明顯有黑點分布，不打磨的區(qū)域未發(fā)現(xiàn)黑點分布，接著將另一塊試板進行了同樣的試驗，發(fā)現(xiàn)結(jié)果一樣，都是呈現(xiàn)出打磨過的區(qū)域明顯有黑點的分布，經(jīng)過現(xiàn)場試驗與理論分析結(jié)合我們分析并得出結(jié)論，黑點并不是焊縫缺陷，而是打磨引起的底片“偽缺陷”。這也就能解釋為什么我們現(xiàn)場考試試板并沒有“黑點”，而后來焊接的現(xiàn)場二次底環(huán)板對接焊縫大面積出現(xiàn)黑點的原因。

為進一步驗證，我們懷疑是否與焊工的手法和電流有關(guān)，我們從其它項目現(xiàn)場運到本項目相同廠家焊材讓不同焊工重復(fù)上述過程，同樣是在罐內(nèi)焊接，對于鎳九材質(zhì)的板材焊接電流范圍為105-150A，焊工焊接時喜歡電流調(diào)大一些，這樣工作效率也會提高。我們試著把電流調(diào)到最低范圍內(nèi)，拍片顯示黑點有所減少，說明電流大小不是產(chǎn)生黑點的主要原因。

我們同時也懷疑問題是否出在膠片上：

a） 不同的膠片生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的膠片其性能有所差別，有的廠家生產(chǎn)的膠片防靜電性能好，適合于在北方等干燥地區(qū)使用;有的廠家生產(chǎn)的膠片防濕性能好，適合于在溫度較高的南方地區(qū)使用，而本項目所用膠片為防靜電膠片，因而此原因可排除。

b） 如果所用膠片過期，膠片上有霉點，在底片上就可能產(chǎn)生黑點，本項目所使用的膠片都是新購置膠片，全部在有效期內(nèi)，不存在此原因。

c） 環(huán)境濕度大，膠片使用保管不善。當環(huán)境濕度較大而膠片又保管不善時會在膠片上產(chǎn)生霉點，反映到底片上就是黑點。而本項目位于中國北方內(nèi)陸，又臨近冬季，氣候較干燥，所以也不存在受周圍潮濕環(huán)境的影響。

d） 鉛箔增感屏對底片質(zhì)量的影響。由于該儲罐內(nèi)罐是用含X7Ni9的低溫鋼板，焊縫與母材的合金元素（鎳、鉻、鉬）含量存在較大差異，密度差別較大，在焊縫余高磨平情況下射線底片上的焊縫與兩側(cè)母材的黑度差值較大;如果采用常規(guī)X射線檢測方法，其單張底片的母材黑度或焊縫黑度通常不能同時滿足標準要求（通常主母材黑度過大或焊縫黑度過小），不能滿足焊接接頭（焊縫與熱影響區(qū)）質(zhì)量的評定要求，故一個片位要分別進行兩次透照，使一張底片的母材黑度和另一張底片的焊縫黑度分別滿足標準要求。并且分別評定來達到焊接接頭質(zhì)量的評定目的。厚度越大對消除散射線越好，所得到的底片對比度越好，但增感系數(shù)越低，為得到相同黑度的底片就需要更大的曝光量。增感屏折裂時，底片上的相應(yīng)部位就會出現(xiàn)黑影。所以增感屏對底片黑點不會造成直接影響。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)用0.1mm的增感屏替換原先使用的0.05mm增感屏?xí)r，底片上的黑點現(xiàn)象有所減少，這說明增感屏厚度有利于減小底片上黑點現(xiàn)象的發(fā)生。為了保證每張底片的靈敏度均滿足標準要求，故本工程采用雙膠片法進行射線檢測，本工程的膠片，增感屏的組合型式見下圖，這樣使膠片能夠緊貼焊縫表面，減小散射線和幾何不清晰度。

增感屏厚度：前屏、中間屏均為0.03mm，后屏均為0.1mm;

膠片型號：AGFA-C4，膠片尺寸300*80mm膠片;

e） 洗片時所用水的影響及人員的手法影響。如果使用末經(jīng)過凈化處理的水在自動洗片機處理膠片的過程中也可能會對膠片藥膜造成磨損，從而在底片上產(chǎn)生黑點。而本項目所用水為經(jīng)過濾的民用飲用水，說明該條因素也不是導(dǎo)致底片產(chǎn)生黑點的主要原因。對以上原因排除后，于是我們更換不同檢測單位對上面試板重新拍片，底片黑點現(xiàn)象仍末減少，檢測單位的工程師根據(jù)經(jīng)驗認為出現(xiàn)黑點的原因可能是NI元素分布不均而呈現(xiàn)在底片上。于是我們聯(lián)系某研究所繼續(xù)進一步做理化實驗分析，以判斷它的力學(xué)性能是否滿足規(guī)范要求。

2 試件理化實驗分析

根據(jù)底片上出現(xiàn)的情況，尋找焊縫中黑點產(chǎn)生的原因，是否對工程質(zhì)量有影響，首先對焊縫截面（圖1）進行了金相觀察，分別對基體組織300倍和2000倍金相觀察（見圖2、圖3），熱影響區(qū)組織300倍和2000倍金相觀察（見圖4、圖5），焊縫組織300倍和2000倍金相觀察（見圖6、圖7），在委托某研究所進行研究測試分析后確認，黑點為NI元素分布不均而呈現(xiàn)在底片上。

3 研究測試結(jié)果

利用檢測設(shè)備金相顯微鏡NIM100，對焊縫進行了金相觀察，在500倍浸蝕劑3：1鹽酸加硝酸溶液顯示焊縫組織為奧氏體。

4 結(jié)束語

X射線底片上的黑點現(xiàn)象的產(chǎn)生并非個別現(xiàn)象，通過對導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生的各種可能因素逐個排查，得出以下結(jié)論：

（1）周圍環(huán)境因素影響，包括工人手法，焊接時的環(huán)境濕度和焊條存放不當都可導(dǎo)致引起這種現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）底片黑點現(xiàn)象的出現(xiàn)，有時也受膠片本身的因素影響包括存放膠片和沖洗膠片等。

（3）板材本身因素，本文使用材質(zhì)為X7NI9材質(zhì)，此次出現(xiàn)在X射線底片上產(chǎn)生的黑點

屬于元素NI分布不均勻，呈現(xiàn)在X射線底片上就是黑點，經(jīng)過實驗室檢測在用于低溫儲罐中其低溫沖擊等性能均滿足要求。希望通過本文能給同行提供解決此問題的思路和做法以及其它檢測公司的一些良好經(jīng)驗，供同行們借鑒。

參考文獻

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[3]竇金然，林振華，射線底片黑點的成因及防止措施，無損檢測[M]，1991.5;

[作 者 簡 介]孟慶政（1978-），男，山東菏澤曹縣人，本科，結(jié)構(gòu)工程師，現(xiàn)從事海洋石油工程結(jié)構(gòu)設(shè)計及項目管理。