小径管射线透照优化技巧

【学习目标】

1.了解小径管的透照布置和透照次数的规定。

2.熟悉小径管检测的规范参数，编制射线检测透照工艺。

3.掌握对小径管进行射线检测的操作。

【任务描述】

有一小径管规格为ϕ76mm×3mm，采用钨极氩弧焊，测得焊缝余高为2mm，焊缝宽度为10mm，材质为Q345R。本任务的要求是根据JB/T4730.2—2005中的AB级要求对小径管进行100%射线检测。

【相关知识】

小径管一般指外径D_o≤100mm的管子，其对接环焊缝的透照常采用双壁双影法。

按照底片上被检焊缝的影像特征，可分为椭圆成像和重叠成像两种方法。采用倾斜透照方式椭圆成像需同时满足下列两个条件：壁厚T≤8mm，焊缝宽度g≤D_o/4。当上述两个条件不满足，或透照现场椭圆成像有困难，或为了满足某种特殊需要（如重点要检出焊缝根部的面状缺陷）时，可采用垂直透照方式进行重叠成像。

一、透照布置

1.椭圆成像法

椭圆成像法的透照布置如图4-18所示。射线源的偏心距（L₀）应适当，可按椭圆开口

宽度（q）的大小算出，即

L₀=（g+q）f/b=[F-（D_o+Δh）]（g+q）/（D_o+Δh）（4-18）

式中 Δh——焊缝余高，mm；

g——焊缝宽度，mm；

q——椭圆开口宽度，mm。

图4-18 小径管椭圆透照布置

小径管采用双壁双影透照布置椭圆成像时，应控制影像的开口宽度在1倍焊缝宽度左右。椭圆开口宽度随着偏心距的增大而增大，椭圆开口宽度太大可能造成窄小的根部缺陷（裂纹、未焊透等）漏检，或者因焊缝影像畸变过大造成难以评判。椭圆开口宽度过小又会使底片上源侧焊缝与片侧焊缝影像重叠，造成根部缺陷不易分开。

2.重叠成像法

对于不满足壁厚T≤8mm、焊缝宽度g≤D_o/4的管子焊缝，可采用垂直透照方式重叠成像，有时为了重点检测焊缝根部的裂纹和未焊透等缺陷，也采用重叠成像，贴片时应使胶片弯曲贴合焊缝表面，以尽量减小缺陷投影到胶片的距离。如发现超标缺陷，因为不能分清缺陷是位于哪一侧焊缝中，所以一般对焊缝进行整圆返修处理。

二、透照次数

椭圆成像的透照次数一般规定为：T/D_o≤0.12，相隔90°进行2次透照；T/D_o＞0.12，相隔60°或120°进行3次透照。

垂直透照次数一般规定为：相隔60°或120°进行3次垂直透照。

由于结构原因不能进行多次透照时，经合同各方同意，可不按100%检测的透照次数要求，允许采用椭圆成像或重叠成像方式透照一次，此时应采取有效措施扩大缺陷可检出范围，并保证底片评定范围内黑度和灵敏度满足要求。

三、像质要求

由于小径管透照截面厚度变化很大，又采用双壁双影透照，影像畸变较大，且源侧焊缝和胶片侧焊缝相对于胶片的距离变化较大，影像各处几何不清晰度和散射比不一，因此影像质量和缺陷检出灵敏度与其他透照方式相比要差，即使底片黑度范围符合要求，基本问题仍然存在。

1.像质计的类型及摆放

对小径管透照使用的像质计，不同标准规定了不同的类型和摆放方式，主要有以下两种：

（1）等比丝像质计 像质计可放在射线源侧管子表面或置于胶片侧，丝的长度方向与焊缝走向垂直。置于胶片侧时应在像质计适当位置加“F”。

（2）等径丝像质计 置于射线源侧管子表面，丝的长度方向与焊缝走向垂直。其优点是评价有效评定范围准确，能显示等径丝的焊缝长度范围即为有效评定范围。

2.像质计灵敏度

小径管的椭圆透照因截面厚度差大，在满足灵敏度要求的情况下，应增大底片宽容度。通常通过提高管电压增大底片宽容度。

（1）黑度范围 小径管焊缝射线底片的黑度范围应满足标准中相应技术级别的要求。为了提高局部区域的检测灵敏度，可控制该区域黑度的在2.5～3.5。

（2）椭圆开口宽度 小径管采用双壁双影透照布置椭圆成像时，应控制影像的开口宽度在1倍焊缝宽度左右。

3.标记

小径管透照时必须放置焊缝号、片号及中心标记等识别和定位标记。椭圆成像时，要注意标记的摆放位置应避免标记投影到焊缝上影响底片的评定。评片时，通常以钟点定位法来标定缺陷的位置。

【任务实施】(www.xing528.com)

一、设备和器材

1）RF200EG-BIC定向X射线机及曝光曲线图（图4-19），焦点尺寸为2mm×2mm。

2）采用天津Ⅲ型胶片，规格为150mm×100mm。

3）使用铅箔增感屏，前、后屏厚均为0.03mm。

4）要求底片黑度为2.0～4.0，用TH-386A型黑度计测量。

5）采用Ⅰ型（等径丝型）专用像质计。

6）与识别标记、定位标记相关的各种铅字，按类分别放于铅字盒中。

7）辅助器材：卷尺、胶带、薄铅板（大于胶片尺寸）。

图4-19 RF200EG-BIC定向X射线机曝光曲线图

二、检测工艺参数的确定

1.管电压和曝光时间的选择

对于截面厚度变化大的工件，在保证灵敏度要求的前提下，允许采用超过图3-7中规定的X射线管电压。对于钢、铜及铜合金管电压增量不应超过50kV。

由于小径管透照T_A=（6+2×2）mm=10mm，属于透照截面厚度变化较大的试件，可以选择较高的射线能量、较短的曝光时间，得到较大的宽容度底片。再结合图4-19所示的曝光曲线，选取管电压180kV作为试件的透照管电压。曝光时间为1min。

2.焦距的选择

JB/T4730.2—2005规定了f与d和b应满足以下关系：对于AB级，f≥10db²/3。

X射线机焦点尺寸：d=2mm。

工件表面至胶片的距离：b=D+2Δh，则b=（76+2×2）mm=80mm。

代入数值得到f_min=371mm，则F_min=f_min+b=（371+80）mm=451mm

曝光曲线的焦距是600mm，满足本工件透照的几何不清晰度要求，选F=600mm作为此工件的透照焦距。

3.射线源偏心距L₀的确定

L₀=（g+q）f/b=[F-（D_o+Δh）]（g+q）/（D_o+Δh）

L₀=[600-（76+2）]mm×（10+10）mm/（76+2）mm=134mm

4.最少透照次数的确定

JB/T4730.2—2005规定，采用倾斜透照椭圆成像时，当T/D≤0.12时，相隔90°透照2次；当T/D_o＞0.12时，相隔120°或60°透照3次。

试件T/D_o=3/76=0.04＜0.12，应相隔90°透照2次。

5.胶片规格的选用

试件直径为76mm，一次透照长度为πD_o/2=119mm，选择150mm×100mm的胶片可以满足工件透照需要。

三、操作步骤

（1）划线 对小径管相隔90°透照2次，每次的中心位置用记号笔标出。

（2）像质计和各种标记的摆放

1）像质计的摆放。采用专用像质计，对透照厚度为6mm的钢管进行射线检测，要求底片上至少清晰显示2根代表像质指数为14的金属丝影像。应将像质计置于射线源侧管子表面，丝的长度方向与焊缝走向相垂直。

2）标记的摆放。小径管双壁双影透照法，在源侧焊逢附近必须放置中心定位标记，短矢指向焊逢。评片时，通常以短矢所指的位置作为“12点”，以钟点定位法标定缺陷位置。在放置中心定位标记的同时要在管子表面清晰地划上中心定位标记的位置和所指示的方向，以便将来作为返修和返修后复透的定位依据。除中心标记外，底片上还应有产品编号、焊缝号、底片号和拍片日期等识别标记。所有标记都应放在胶片的适当位置，离焊缝边缘至少5mm，并且不能重叠。

（3）贴片 将薄铅板铺在地上，放好胶片，再把试件顺着胶片长度方向放好。

（4）对焦 将设备用支架支好，调好焦点至胶片的距离为600mm，并使射线源焦点至焊缝中心平面偏离134mm，用设备中心指针瞄准管子上的中心定位标记，即可准备曝光。

（5）曝光 设备电源连接好后处于准备工作状态，预热2min，将射线机管电压调为180kV，曝光时间调为1min，检查透照布置及周围环境，一切妥当无误后，按下高压通开关，进行曝光。

（6）第二个被检区域的透照 时间回零，透照完毕，取下已曝光的胶片，换上新胶片，重新摆放相关标记、贴片、对焦，进行第二个被检区域的曝光。两个被检区域透照完后，将曝光后的胶片送暗室冲洗。

（7）记录 记录产品编号、底片编号、拍片条件等，记录要详细、全面。