X射線檢測(cè)小徑管探傷中的應(yīng)用分析

王曉光

摘 要：在小徑管的制造與應(yīng)用中，對(duì)于細(xì)微損傷的檢測(cè)既是一個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)，也是一個(gè)難點(diǎn)環(huán)節(jié)，要得到可靠的探傷報(bào)告難度較高。而X射線相較于目前其他的探傷方式底片對(duì)比度更高、清晰度良好，因此被技術(shù)人員廣泛應(yīng)用于檢測(cè)小徑管，更好的保證檢測(cè)的質(zhì)量與結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文就X 射線檢測(cè)小徑管探傷的運(yùn)用情況進(jìn)行討論，其運(yùn)行原理與具體操作方法，希望對(duì)廣大同仁有所幫助。

關(guān)鍵詞：X 射線檢測(cè)；小徑管探傷；穿透力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.106

0 引言

隨著科技的不斷發(fā)展，零件的制造在逐漸向微型化，精密化方向前進(jìn)，這不但是對(duì)于制造業(yè)本身的技術(shù)水平提出更高的要求，對(duì)于配套的其他技術(shù)也有了更高的要求，小徑管在許多機(jī)械中有所應(yīng)用，由于它的直徑較小，傳統(tǒng)的檢測(cè)手段難以檢測(cè)出其中難以察覺的損傷，因此需要利用X射線等技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。為此需要對(duì)于這一類檢測(cè)手段進(jìn)行更加深入的了解與研究。

1 X射線探傷的基礎(chǔ)原理

X射線的成像原理是在穿透物質(zhì)時(shí)，會(huì)被吸收一部分，最終接收到的X射線圖像會(huì)反應(yīng)穿透物質(zhì)的密度與厚度，由此可以較為清晰的看到物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。X射線的探傷原理也是如此，由于缺陷部位的X射線吸收程度必然與非缺陷位置不同，通過特定的膠卷將X射線被吸收后的結(jié)果反映，暗示處理后技術(shù)人員可以通過照片得到檢測(cè)結(jié)果，在通過對(duì)于檢測(cè)照片的分析后，依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，操作人員可以得出較為精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果。

2 X射線探傷的具體運(yùn)用

管道施工與質(zhì)量檢測(cè)原本便具有一定的復(fù)雜性，尺寸變小后更是如此，傳統(tǒng)技術(shù)手段難以將產(chǎn)品細(xì)微的缺陷檢測(cè)出來，最終導(dǎo)致質(zhì)檢交付使用后與預(yù)期的使用效果或使用壽命出現(xiàn)較大的偏差，增加經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)也帶來極大的危險(xiǎn)。X 射線檢測(cè)技術(shù)可以有效解決這一問題，將檢測(cè)工作簡(jiǎn)化，提高工作效率。以下是X 檢測(cè)技術(shù)的注意點(diǎn)和要求。

2.1 放射源的選擇

為了保證最終得到的檢測(cè)底片足夠清洗，需要對(duì)于X射線強(qiáng)度進(jìn)行一定的選擇，在一定范圍內(nèi)提高X射線底片的對(duì)比度差值，對(duì)此，可以增大μ衰減系數(shù)來加強(qiáng)對(duì)比度，這是由于在衰減系數(shù)μ增大后，射線波長(zhǎng)會(huì)增大，反之亦然，因此，在選用放射源時(shí)，需要控制管電壓U，通過降低管電壓可以有效增大射線的波長(zhǎng)，同時(shí)，為了延長(zhǎng) X 射線機(jī)的使用壽命，檢測(cè)人員檢測(cè)時(shí)使用的管電壓最好不超過設(shè)備最高值的 85%。

2.2 曝光量選擇

這也直接關(guān)系到最終照片的對(duì)比度，相關(guān)規(guī)定要求曝光度超過 7.5mA.min，但是在實(shí)際的操作中發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的曝光率會(huì)一定程度上造成管電壓偏高，由于波長(zhǎng)變短，底片對(duì)比度不高，操作人員對(duì)于其中缺陷的辨別程度也會(huì)降低，最終導(dǎo)致檢測(cè)的靈敏度不足。此外使用標(biāo)準(zhǔn)曝光率的X射線，需要3005 型 X 射線機(jī)，體積較大，操作難度也較大，增加操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為此選用12.5mA.min 的曝光量，這一曝光度適量提高底片的對(duì)比度，并且不會(huì)造成電壓過低，對(duì)比度過大，將一些不達(dá)到損傷程度的缺陷誤判，造成檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。

2.3 開口間隙的選取

在實(shí)際操作中，需要對(duì)小徑管的對(duì)接焊縫進(jìn)行透照，最終會(huì)在底片上出現(xiàn)橢圓形圖像，因此對(duì)于投影距離與開口間隙的選擇對(duì)于最終成像的清晰度。其具體原理是一定程度上增大間隙角，會(huì)降低上焊縫的清晰度與靈敏度，降低對(duì)于根部缺陷的檢測(cè)靈敏度，而當(dāng)間距夠小時(shí)，效果則完全相反。因此將間距保證在3 ～ 10cm 才能保證影像的清晰，實(shí)際操作做一般為 3 ～ 6mm。此外還需要進(jìn)行對(duì)焦，通常選用直線法，運(yùn)用假設(shè)的方法，通過偏心距的計(jì)算，將射線管的焦點(diǎn)沿上焊縫射線束前邊緣點(diǎn)連成直線到底片，選取一定范圍，并且垂直于 X 射線窗口截面，對(duì)焦工作即告完成。

2.4 透照次數(shù)的確定

在一些檢測(cè)要求下，簡(jiǎn)單一次透照達(dá)不到檢測(cè)要求，例如根據(jù)規(guī)定當(dāng)可評(píng)范圍≥ 90% 并且旋轉(zhuǎn) 90°拍2 次或者在黑度在 1.5 ～ 3.5 之內(nèi)小徑管內(nèi)壁輪廓影像清晰的呈現(xiàn)在底片上的時(shí)候，允許小徑管透照次數(shù)只進(jìn)行一次，并且不受 K 的限制。而在實(shí)際的使用研究中，發(fā)現(xiàn)實(shí)際上即使清晰度與靈敏度都達(dá)到需要的水平，對(duì)于一定厚度以上的厚壁管的透照效果不如預(yù)期，最終達(dá)到的水平只要需要的47%，遠(yuǎn)達(dá)不到檢測(cè)的需求，很難準(zhǔn)確檢測(cè)出厚壁管的缺陷，為此要將透照次數(shù)提高到三次，并且將透視的角度間隔布置為個(gè)120°，達(dá)到最好的效率分配。

3 存在的一些問題研究與改進(jìn)措施

3.1 曲率過大造成的散射

厚壁管的曲率過大，當(dāng)需要檢測(cè)的厚度達(dá)到一定程度后，大概在22mm，會(huì)存在較為嚴(yán)重的散射現(xiàn)象，而這對(duì)于最終成像將造成極大的影響，底片的清晰度大幅度降低。此外，由于射線與散射線之間會(huì)出現(xiàn)相互干涉，更進(jìn)一步影響最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。

對(duì)此可以有效加入一些吸收散射射線的裝置，吸收材料與濾板，減少散射射線對(duì)于實(shí)際檢測(cè)射線的影響，得到一個(gè)較為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。

3.2 外徑較小造成的穿透力降低

由于一般的小徑管的外徑一般小于89mm，在運(yùn)用小徑管焊縫雙壁雙投影橢圓成象檢測(cè)時(shí)，射線的投影方向會(huì)出現(xiàn)焊縫與其他部分的重疊，降低穿透能力，這會(huì)造成工程人員的誤判，底片會(huì)出現(xiàn)與實(shí)際缺陷狀況不符的圖像，極大的影響檢測(cè)結(jié)果。

對(duì)此，在使用一次橢圓透照的時(shí)候，為了保證數(shù)據(jù)的精確度，要對(duì)被測(cè)工件進(jìn)行仔細(xì)、全面的檢查。并且在選擇射線方向與焊縫縱斷面夾角 σ 的時(shí)候，可通過上式計(jì)算，確保焊縫的投影不重疊和焊縫成象的內(nèi)側(cè)距離不小于任一側(cè)焊縫寬度 P 的原則。

4 結(jié)語

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，制造的小型化與精密化成為時(shí)代發(fā)展的潮流之一，為此也要提升其檢測(cè)技術(shù)。X射線檢測(cè)技術(shù)對(duì)于小徑管而言十分重要，目前的的檢測(cè)技術(shù)還存在許許多多的問題，因此為了更好的實(shí)現(xiàn)檢測(cè)效果，要在實(shí)踐的基礎(chǔ)上對(duì)于X射線探傷技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新運(yùn)用與提高，達(dá)到更加精準(zhǔn)的水平。

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