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

，，

（青島康泰重工機(jī)械有限公司質(zhì)檢部，青島 266108）

1 橢圓成像缺陷的特點(diǎn)及缺陷評(píng)定區(qū)的劃分

在進(jìn)行小徑管環(huán)向?qū)雍附咏宇^射線檢測時(shí)，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(dá)膠片各部位強(qiáng)度變化也較大，且焊縫不同部位到達(dá)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(duì)接焊縫透照特點(diǎn)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(diǎn)將成像焊縫劃分為四個(gè)評(píng)定區(qū)，如圖1所示。

第一評(píng)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(gè)壁厚加一個(gè)焊縫余高，檢出的缺陷基本上與實(shí)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(píng)定區(qū)的劃分

第二評(píng)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(huì)使本來圓形缺陷密集點(diǎn)數(shù)合格的，由于收縮聚集，評(píng)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(dá)到不合格的，由于收縮而使長度變小，可能達(dá)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(píng)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(yán)重的區(qū)域，它反映的條形缺陷長度，實(shí)際上是缺陷在水平方向上的投影，由于投影的嚴(yán)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(dá)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(dòng)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(píng)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(shí)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(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。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(xì)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(duì)Ⅰ區(qū)Ⅱ區(qū)Ⅲ區(qū)。A、B兩面分別進(jìn)行橢圓成像或焦距600 mm重疊成像透照。進(jìn)行暗室處理，得到合格底片，實(shí)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(shí)際長度，而原來相等的四個(gè)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(yàn)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(shí)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(píng)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(píng)定區(qū)，在Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)內(nèi)評(píng)定有很大的差別。

表1 φ89 mm×8 mm區(qū)域缺陷透照長度對(duì)比

表2 φ57 mm×8 mm區(qū)域缺陷透照長度對(duì)比

4 改進(jìn)評(píng)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(píng)定區(qū)缺陷尺寸評(píng)定，對(duì)Ⅰ區(qū)至Ⅲ區(qū)內(nèi)的圓形缺陷，缺陷會(huì)造成評(píng)定過嚴(yán)，而對(duì)Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)的條形缺陷縮短，又顯得評(píng)定過松。為解決上述問題，對(duì)于只能采用一次橢圓成像和重疊成像方法進(jìn)行檢驗(yàn)的小徑管環(huán)向?qū)咏宇^，建議改進(jìn)評(píng)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(jì)，直接按標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定；在Ⅱ區(qū)內(nèi)條形缺陷有較小的變形，故評(píng)定分級(jí)時(shí)要嚴(yán)格進(jìn)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(yàn)人員如能辨認(rèn)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(shí)測的基礎(chǔ)上可加上2～6 mm，然后作出評(píng)定。

4.2 圓形缺陷

由于評(píng)定區(qū)內(nèi)的焊縫長度與實(shí)際長度有一定的差別，為了盡量減小誤差，可對(duì)成像后的橢圓和重疊焊縫進(jìn)行分區(qū)評(píng)定。Ⅰ區(qū)內(nèi)的圓形缺陷由于微量放大，故可直接評(píng)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(diǎn)。

5 結(jié)語

根據(jù)上述試驗(yàn)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(diǎn)，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(píng)定各種缺陷的方法，對(duì)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(jìn)行評(píng)定分級(jí)，可將評(píng)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(shí)，對(duì)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(jìn)行實(shí)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(qiáng)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(huì)，2007.

［2]JB/T 4730.2—2005 承壓設(shè)備無損檢測［S].