席永紅

(洛陽欣隆工程檢測有限公司，河南洛陽 471012)

耐熱鋼射線照相的B級檢測

席永紅

(洛陽欣隆工程檢測有限公司，河南洛陽 471012)

闡述表達裂紋形態(tài)自身特性的參數(shù)，簡述了影響裂紋檢出的因素，在對易裂材料進行射線檢測時對各種因素需綜合考慮的同時，還要選擇優(yōu)化參數(shù)。

裂紋;能量;焦距;透照方式;散射線

洛陽欣隆工程檢測有限公司受委托對2臺煉油廠焦化裝置的主要設(shè)備——焦炭塔的制造過程進行檢測。按圖紙要求，在制造過程中對鋼板刨后坡口，單面焊后背面清根，堆焊中及堆焊后、熱處理后、水壓試驗后的不同階段實施磁粉、滲透、超聲和射線檢測。射線照相技術(shù)等級為B級，超聲檢測為C級。采用高靈敏度的檢測級別原因是：焦炭塔是采用耐熱鋼制造的疲勞容器，其介質(zhì)是易燃易爆的渣油。

在這里，對本次的檢測對象所采取的射線照相B級檢測需注意的幾個方面進行討論。

焦炭塔的結(jié)構(gòu)由上封頭、筒體、下錐段組成。其中上封頭和筒體的上四節(jié)是材質(zhì)基層為15CrMoR，復(fù)層為410S的復(fù)合板，筒體的下四節(jié)和下錐段是材質(zhì)為15CrMoR的鋼板。筒體直徑Φ6 100 mm，厚度從上到下分別為19 mm到28 mm不等。

在本次檢測時，制造方特別提出要采用X射線照相。因為一年前制造的Φ9 000 mm焦炭塔在水壓試驗后，對復(fù)合板部分的焊道堆焊層進行滲透檢測，發(fā)現(xiàn)大量微裂紋，查看水壓試驗前的γ射線照相膠片，因固有不清晰度較大，沒有發(fā)現(xiàn)微裂紋。X射線照相膠片的對比度、清晰度、顆粒度均優(yōu)于γ射線照相膠片，吸取以往教訓(xùn)，特提出以上要求。

15CrMoR為耐熱鋼，在焊接過程中受各種因素影響，極易出現(xiàn)熱裂紋和冷裂紋。焊道復(fù)層的堆焊層焊接時采用小能量多道焊，焊接工藝稍掌握不好易出現(xiàn)微裂紋。

裂紋的檢出是本次檢測的首要目的。裂紋是一種面積型缺陷，表達裂紋形態(tài)自身特性的參數(shù)有：裂紋的長度、走向，裂紋離表面的距離，裂紋平面對工件表面法線的傾角，裂紋在試件厚度方向的尺寸，兩裂紋面之間的間距。影響裂紋檢出的因素有：①透照角度;②裂紋的開口寬度和透照幾何條件;③裂紋截面形狀;④透照厚度;⑤射線源和膠片種類。對于給定的試件，供選擇的因素主要是①、②、⑤。

根據(jù)圖紙、制造廠和對裂紋檢出的要求，射線機采用XXG3005 X射線機和XXH3005錐靶X射線機(平靶周向X射線機對環(huán)縫作內(nèi)透中心法傾斜全周向曝光時，由于射線有傾斜角度，對焊縫中縱向面狀缺陷的檢出有影響)。AGFA C4膠片(T2類)。前0.03 mm，后0.1 mm鉛箔增感屏。顯影液及定影液是藍格套藥。

射線照相B級檢測技術(shù)：f≥15d·b2/3，曝光量不小于20 mA·min，2.3≤D≤4.0，像質(zhì)計靈敏度的具體要求。

下面具體以19 mm厚度的復(fù)合板的A縫和B縫為例說明透照工藝。

1 射線能量的選擇

根據(jù)JB/T4730.2-2005 4.2.1的規(guī)定，X射線透照19 mm的鋼時，允許采用的最高電壓約為280 kV。管電壓越高，線質(zhì)越硬，能穿透的厚度越大。由射線照相對比度公式ΔD=0.434GμΔT/(1+n)可知，μ越大，對比度ΔD越大。衰減系數(shù)μ、散射比n與試件材質(zhì)厚度和射線能量有關(guān)，在試件材質(zhì)厚度給定的情況下，透照的射線能量越低，線質(zhì)越軟，μ值越大，n越小。因此，為增大對比度，宜選用能量較低的射線。經(jīng)試驗，當F=700 mm，V=280 kV時，曝光時間為4min。V=260kV時，曝光時間為5 min。一般射線機的曝光時間最多都設(shè)置為5 min。且需1∶1休息。因此，選用電壓260 kV，曝光時間為5 min。此參數(shù)符合射線照相B級要求。另外，射線能量的增大，會增大照相膠片的固有不清晰度和顆粒度，使射線照相靈敏度下降，影響細小缺陷的檢出。因此，如果檢測時間能夠保證，在保證穿透力的前提下，應(yīng)采用更低的電壓。影響膠片對比度G的因素有膠片種類，底片黑度和顯影條件。在實際應(yīng)用中采用AGFAC4膠片，黑度控制在2.5～3.5，顯影溫度20℃，顯影時間5～7 min來提高G。

2 焦距的選擇

焦距對射線照相靈敏度的影響主要表現(xiàn)在幾何不清晰度上。由Ug=dfL2/(F-L2)可知，當固定df后，焦距F越大，Ug越小，底片上的影像越清晰，當L1的變化引起到達膠片的射線在裂紋張口最寬處的截距大于裂紋張口寬度時，即W'/W＞1，對比度會急劇下降。實踐證明，當F＜600 mm時，即屬于W'/W＞1，檢出靈敏度也急劇下降。根據(jù) JB/ T4730.2-2005 4.3.1的規(guī)定，采用B級射線檢測時，射線源至工件表面的距離應(yīng)滿足f≥15d·b2/3。當d=3 mm，b=19 mm時，應(yīng)有f≥321 mm?？紤]到透照場的大小，實際焦距要大于321 mm。焦距的增大，按照強度平方反比定律，就需要增加曝光時間。理論分析和透照試驗的結(jié)果均表明：對窄裂紋之類的平面型小缺陷進行透照，當射源—膠片距離增大時，檢出率會明顯提高。當焦距引起的幾何不清晰度Ug減小到與所使用的射源能量下的固有不清晰度Ui數(shù)值相同時，此時的焦距稱為優(yōu)化焦距。實際應(yīng)用時常以優(yōu)化焦距的70%作為實用的焦距。實用焦距兼顧了幾何不清晰度與工作效率。由資料可得射線能量為250 kV時，實用的優(yōu)化焦距為650 mm。

3 透照方式的選擇和一次透照長度

3.1 縱縫的基層透照

縱縫采用內(nèi)單V坡口自動焊，基層焊滿后外面清根自動焊蓋面。內(nèi)部焊接時，外面用電加熱片加熱保溫，溫度控制較穩(wěn)定，焊接條件較好。外部焊接時，由于受條件限制，內(nèi)部采用火焰加熱，受熱均勻性相對較差，產(chǎn)生缺陷的機率相對較高。因此，透照時采用源在內(nèi)的單壁透照方式，以減小焊縫中近外表面缺陷的幾何不清晰度。

3.2 縱縫的復(fù)層透照

復(fù)層的不銹鋼堆焊層采用小電流多道焊焊接工藝，過渡層焊后滲透檢測合格開始表層堆焊，表層滲透檢測合格后射線照相。為使堆焊層內(nèi)缺陷的幾何不清晰度最小，選用源在外的單壁透照方式。

透照時，由于裂紋是一種面積型缺陷，射線從不同方向透照穿過裂紋的行程不一樣。當射線方向與裂紋方向一致時，底片上裂紋的對比度最大，檢出率最高。因此要求主射線束與工件表面垂直。

一次透照長度。根據(jù)JB/T4730.2-2005 B級檢測的規(guī)定，K≤1.01即L3≤0.3L1，常用膠片長為300 mm，按有效長度260 mm算，F(xiàn)=260/0.3+19= 886 mm。由前邊能量的選擇可知，F(xiàn)=700 mm，V= 260kV時，t=5min;當F=886mm，V=260kV時，t=8 min。工作效率降低許多。因此選用長240 mm膠片，有效長度200 mm，選用F=700 mm，V=260 kV時，t=5 min。此參數(shù)符合射線照相B級檢測要求。

3.3 環(huán)縫的透照

為達到最小的橫裂檢出角，環(huán)縫采用內(nèi)透中心法。筒體外半徑3 069 mm即為焦距，由于焦距較遠，可選用適當?shù)脑试S高電壓，經(jīng)試驗T=19mm，F(xiàn)=3069mm，V=260kV時，t=35min，顯影時間7 min，底片黑度3.0，可識別像質(zhì)絲號為13，完全符合B級檢測要求。因K=1，所以膠片可選用長300 mm或360 mm規(guī)格。

4 散射線的控制

在對縱縫及環(huán)縫透照時，焊縫兩邊厚度相等，焊縫余高磨平，散射比可明顯減小，獲得更好的照相質(zhì)量。鉛箔增感屏具有吸收低能散射線的作用，使用合適厚度的增感屏是減小散射線最方便、最經(jīng)濟的方法。但背散射線不容忽視，當暗盒背后近距離內(nèi)有導(dǎo)致強烈散射的物體時，要在暗盒后面加鉛板以屏蔽背散射線。使用鉛罩和鉛光闌可以減小照射場范圍，從而在一定程度上減小散射線。

5 結(jié)論

對耐熱鋼的B級射線照相，為了能得到清晰度較好的底片，最大程度檢出細小裂紋，射線照相時對能量、焦距、透照方式的選擇都要采用最優(yōu)化數(shù)值。

TQ050.7

B

1003-3467(2010)12-0030-02

2010-04-21