不同射線照相工藝條件下的裂紋檢測

朱省初，魏培生，趙久國

（中國石油獨山子石化公司研究院，獨山子 833600）

不同射線照相工藝條件對缺陷檢出存在顯著區(qū)別［1］，因此控制射線工藝參數對射線照相十分重要。基于射線檢測原理，射線對裂紋缺陷的檢出有多方面的影響因素［1］，筆者通過試驗驗證幾種射線照相工藝條件下裂紋缺陷的檢出情況。

1 試驗設計

1.1 試驗通用條件

射線源：300kV便攜式定向X射線機（焦點尺寸2.5mm）。缺陷試樣：厚度12mm 焊接裂紋試塊，在鋼板上用高碳鋼焊條堆焊淬火形成裂紋，裂紋深度不超過5mm，外觀肉眼不易觀察到裂紋形狀。經磁粉探傷確認試塊的裂紋方向、尺寸顯示不規(guī)則，最長裂紋30mm，最短裂紋1mm，磁痕顯示的裂紋數量為64條。透照布置：垂直透照，有效透照范圍內透照厚度比K＜1.03。增感方式：增感屏前、后屏厚度0.03mm。散射線屏蔽方式：膠片后貼1mm 鉛板進行背散射線屏蔽。膠片暗室處理條件：顯影液配方為D72，手工沖洗，顯影時間和顯影溫度可控制。

1.2 變動工藝參數

試驗的項目及試驗選定的變動工藝參數，包括：透照電壓、透照時間、焦距、散射線屏蔽方式、暗室處理工藝、膠片類型、焊縫余高去除等，透照時，除T2類膠片中的SDB01不屏蔽散射線外，其余都須屏蔽掉散射射線；透照電壓除Z1，Z3底片是165kV，Z2，Z4是175kV，GDB01是160kV，GDB02，JDB03是210kV，GDB03是290kV，其余均是170kV；顯影溫 度 除 WDB01，WDB02，WDB03 膠 片 分 別 為15 ℃，20 ℃和25 ℃，其余均是（20±1）℃；顯影時間除XDB01，XDB02，LDB1－1，LDB2－1，XDB03 膠片分別是3，5，5，5，10min，其余均是（5±1）min，其余參數見表1。表中T3 類膠片選用天津Ⅲ型，T2類選用天津Ⅴ型。

2 試驗結果

根據上述設計按不同工藝條件對同一焊接裂紋試塊進行X 射線照相，共拍片29 張，由編號1 號、2號和3號的3名RTⅡ人員對29張底片，使用相同觀片燈評定，觀片燈亮度符合JB／T4730 標準要求［2］。評定指標包括底片黑度、底片像質計靈敏度值、檢出裂紋條數和發(fā)現最小裂紋長度。不同工藝條件下的29張底片檢出裂紋的試驗觀察評定數據，見表2～8。

表1 T2，T3類膠射線檢出裂紋透照工藝參數一覽表

表2 T2，T3類膠片射線照相底片檢出裂紋試驗觀察數據

表3 T2類膠片射線照相管電壓由低到高變化時底片觀察的檢出裂紋試驗數據

表4 T2類膠片射線照相焦距由小到大變化時底片觀察的檢出裂紋試驗數據

表5 T2類膠片射線照相散射線屏蔽與否時底片觀察的檢出裂紋試驗數據

表6 T2類膠片射線照相顯影溫度變化時底片觀察的檢出裂紋試驗數據

表7 T2類膠片射線照相顯影時間變化時底片觀察的檢出裂紋試驗數據

3 試驗結果分析

（1）由表2 可見，最佳工藝條件下，天津Ⅲ型（T3類）膠片檢出裂紋數量明顯低于天津Ⅴ型（T2類）膠片。因此為提高X 射線照相對裂紋的檢出率，應采用膠片顆粒更細小、對比特性更好的T2類膠片。采用天津Ⅴ型（T2類）膠片，在JB／T 4730標準規(guī)定的觀片燈亮度條件下，黑度為2.0～3.0時可獲得最佳的裂紋檢出率，此時針對天津Ⅴ型（T2類）膠片的曝光時間應為10～20min。

（2）由表3可見，采取高電壓（能量）縮短曝光時間的X 射線照相工藝，檢出裂紋的效果明顯變差。

（3）由表4可見，縮短焦距，雖然采用低電壓透照，但檢出裂紋的效果也明顯變差；在不提高管電壓的情況下焦距越大，檢出裂紋效果越好；提高管電壓下的長焦距透照，檢出裂紋效果差。

（4）由表5可見，對散射線不屏蔽的結果將直接降低裂紋的檢出率。

（5）由表6，7可見，顯影溫度和顯影時間偏離規(guī)定的工藝要求時，會明顯降低射線照相對裂紋的檢出率。

（6）由表8可見，焊接余高影響射線照相對裂紋的檢出率，去除焊接余高可以提高射線照相裂紋檢出率。

（7）對從射線底片上辨識裂紋的數量，不同的評片人員會有較大的差異，其原因在于對相鄰裂紋是否是獨立裂紋存在不同的看法。

表8 T2類膠片射線照相去除焊縫余高后底片觀察的檢出裂紋試驗數據

4 結語

射線照相基本理論認為，膠片類型、射線能量、焦距、暗室處理、工件表面狀態(tài)等對射線照相質量都有顯著影響［3］。通過對裂紋試塊的實際照相試驗驗證，表明射線照相工藝方案優(yōu)化必須遵循基本理論的原則才能確保裂紋類缺陷的檢出。射線照相工藝參數由多因子組成，其影響程度雖然存在差別，但每個因素都會對裂紋的檢出產生重要影響。因此，射線照相工藝控制是系統工程，全方位進行射線探傷工藝管理是非常必要的。

［1］ 美國無損檢測手冊（射線卷）［M］.上海：世界圖書出版公司，1992（7）：57.

［2］ JB／T 4730.2－2005 承壓設備無損檢測［S］.

［3］ 強天鵬.射線檢測［M］.北京：勞動社會保障出版社，2007.