邵晗烽

摘要：射線檢測時ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范中經(jīng)常采用的檢測方法。在射線檢測過程中，技術(shù)參數(shù)的選擇影響射線照相的質(zhì)量，這些技術(shù)參數(shù)的選擇是在射線檢測時應(yīng)當(dāng)注意的。

關(guān)鍵詞：ASME規(guī)范；無損檢測；像質(zhì)計；幾何不清晰度；透照方式；透照次數(shù)

中圖分類號：TG115 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-8937（2014）17-0083-03

在國內(nèi)有很多鍋爐及壓力容器制造企業(yè)，按照ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范制造產(chǎn)品，并出口到東南亞及北美等地區(qū)。ASME規(guī)范中，縱、環(huán)焊縫的內(nèi)部缺陷檢測方法是射線檢測或超聲檢測。由于超聲檢測受到設(shè)備條件的限制，在國內(nèi)通常采用射線檢測。射線檢測的技術(shù)規(guī)范按照ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范中的第Ⅴ卷無損檢測第2章射線照相檢驗。在射線檢測中，ASME第Ⅴ卷第2章要求理解片面，不與ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范體系聯(lián)系在一起，導(dǎo)致在射線檢測技術(shù)參數(shù)控制上，或高于規(guī)范要求，或低于規(guī)范要求。當(dāng)高于規(guī)范要求時，會增加制造成本延長產(chǎn)品制造周期；當(dāng)?shù)陀谝?guī)范要求時，不能保證產(chǎn)品質(zhì)量。

因此，按ASME規(guī)范進(jìn)行射線檢測時，不僅要注意ASME第Ⅴ卷第2章的要求，還要注意ASME制造規(guī)范的要求對檢測的影響。本文主要從像質(zhì)計及位置、幾何不清晰度及透照方式、黑度及透照次數(shù)方面，淺談ASME規(guī)范射線檢測的注意點。

1像質(zhì)計選擇及位置

射線檢測質(zhì)量最重要的指標(biāo)是射線照相靈敏度。為便于定量評價射線檢測靈敏度，無損檢測規(guī)范中采用像質(zhì)計（線型或孔型），并給出了選擇的依據(jù)。ASME第Ⅴ卷第2章T-276像質(zhì)計選用的依據(jù)是按照工件的單壁公稱厚度選擇像質(zhì)計，其中對于有余高的焊縫，像質(zhì)計放置處的厚度是工件的單壁公稱厚度加上不超過《規(guī)范》有關(guān)篇章中允許的焊縫余高的最大值，并不必對焊縫的余高作實際測量。

在ASME第Ⅴ卷第2章T-276提及的《規(guī)范》為ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范中的制造規(guī)范，這些制造規(guī)范規(guī)定了焊縫余高的最大值。例如，ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范第Ⅰ卷——動力鍋爐建造規(guī)則，其中焊縫余高的規(guī)定見表1；ASME壓力管道規(guī)范B31——B31.1動力管道，其中焊縫余高的規(guī)定見表2。對表1和表2進(jìn)行分析，對比表1和表2可知不同的制造規(guī)范對焊縫余高要求不同；從表1可知焊縫余高的最大值與焊縫的種類有關(guān)；從表2可知焊縫余高的最大值與設(shè)計溫度有關(guān)。

因此，在對射線底片評定時，不僅要掌握無損檢測規(guī)范的要求，還要了解產(chǎn)品的制造規(guī)范對余高的要求，才能判斷底片上所要求顯示的像質(zhì)計是否滿足ASME第Ⅴ卷第2章的要求。

選擇像質(zhì)計后，就要將它置于合適的位置，通常置于源側(cè)工件表面（源側(cè)）或膠片側(cè)工件表面（片側(cè)）。ASME第Ⅴ卷第2章表T-276選擇像質(zhì)時，可以按源側(cè)或片側(cè)，于是認(rèn)為像質(zhì)計可放在任何一側(cè)。而ASME第Ⅴ卷第2表T-277.1有明確要求，其T-277.1規(guī)定“當(dāng)用手不能講像質(zhì)計置于源側(cè)時，像質(zhì)計應(yīng)置于與被檢測工件接觸的膠片側(cè)”。也就是說，按照ASME第Ⅴ卷第2章進(jìn)行射線檢測時，像質(zhì)計應(yīng)置于源側(cè)，只有受幾何結(jié)構(gòu)限制不能將像質(zhì)計放在源側(cè)時，才可以將像質(zhì)計置于片側(cè)。例如，外徑≤89 mm的對接環(huán)縫，采用雙壁雙影橢圓成像或雙壁雙影重疊成像，像質(zhì)計只能放在源側(cè)。

2幾何不清晰度及透照方式

射線檢測，由于射源有一定尺寸從而引起幾何不清晰度（Ug）。幾何不清晰度可以按（1）式計算：

Ug=Fd/D（1）

式（1）中，F(xiàn)為射源的焦點尺寸，mm，d為源側(cè)工件表面到膠片的距離，mm，D為射源到源側(cè)工件表面的距離，mm。

由（1）式可知，射線源和工件厚度一定，D越大，Ug越小。為了保證射線檢測中的幾何靈敏度，在技術(shù)規(guī)范中，通常規(guī)定了幾何不清晰度的最大值（Ugmax），ASME第Ⅴ卷第2章表T-276給出了幾何不清晰度的最大值，見表3。其中，有一注解為“材料厚度是指選用像質(zhì)計所依據(jù)的厚度”，這點值得注意。一個給定的工件，在確定Ugmax值后，可以由（1）式計算出射源到源側(cè)工件表面距離的最小值（Dmin），再根據(jù)工件的幾何結(jié)構(gòu)和射線源的種類確定透照方式。

例，按照ASME第Ⅰ卷制造，規(guī)格為Φ273×45并有余高的對接環(huán)縫，根據(jù)前文可知選擇像質(zhì)計的厚度為51 mm，再按照表3幾何不清晰度的最大值（Ugmax）為0.76mm；當(dāng)用焦點尺寸為3.0×3.0 Ir192源進(jìn)行射線檢測時，由（1）式計算出該工件射源到源側(cè)工件表面距離的最小值（Dmin1）為201.3 mm，即Dmin1=201.3 mm。由于該規(guī)格工件的內(nèi)徑只有183 mm

但是，ASME第Ⅰ卷PW-51規(guī)定“除非幾何不清晰度>0.07 in.（1.78 mm），在其它情況下，第Ⅴ卷T-274中的要求只用于指導(dǎo)拍片，而不作為射線底片不合格的依據(jù)”。也就是說，按照ASME第Ⅰ卷最大幾何不清晰度可為0.07 in.（1.78 mm），上例中由（1）式計算出該工件射源到源側(cè)工件表面距離的最小值（Dmin2）為86 mm，即Dmin2=為86 mm。 Dmin2<規(guī)格的管內(nèi)徑（183 mm）。因此，當(dāng)按照ASME第Ⅰ卷制造，當(dāng)幾何結(jié)構(gòu)允許時可以采用單壁透照（中心曝光）。而部分制造規(guī)范中沒有此項規(guī)定，例如，ASME第Ⅷ卷第1冊，其幾何不清晰度按照第Ⅴ卷T-274中的要求。

因此，要確定幾何不清晰度的最大值（Ugmax），先看ASME制造規(guī)范對其的要求。當(dāng)確定了幾何不清晰度（Ugmax）的最大值，可以計算出射源到源側(cè)工件表面距離的最小值（Dmin），再根據(jù)工件的幾何結(jié)構(gòu)和射線源的種類確定透照方式。

3黑度及透照次數(shù)

影響射線照相靈敏度的因素之一是膠片對比度。膠片對比度受膠片梯度的影響，高梯度，高對比度。對于同一膠片，梯度受黑度的影響，并隨黑度的增加而增高。為保證對比度，規(guī)范常對底片的最小黑度值提出限值。但是，又受到觀察設(shè)備的限制，規(guī)范中也給出的最大的黑度值。ASME第Ⅴ卷第2章T-282為射線檢測時底片黑度的要求，其中T-282.1為黑度范圍的要求，T-282.2為黑度變化的要求。需要注意的是在射線檢測時，不僅要滿足黑度范圍要求，還要滿足黑度變化要求。

根據(jù)射線檢測的原理，底片上各點的黑化程度取決于射線照射量（又稱曝光量）。對某一工件進(jìn)行射線檢測時射線能量和強(qiáng)度不變化時，照射量與射線透射的厚度有關(guān)，厚度厚照射量少黑度小，厚度薄照射量多黑大大。也就是說，對某一工件照相時，底片黑度的變化主要取決于射線穿透的厚度變化。而射線穿透厚度是與透照方式相關(guān)的。若采用中心透照，射線穿透的厚度基本相同，即透照一次即可；采用雙壁透照或偏心單壁透照，，射線穿透的厚度是變化的。一般，射線穿透的厚度在中心位置的厚度最薄，中心兩側(cè)的厚度隨著遠(yuǎn)離中心而增厚。為了保證黑度的變化滿足規(guī)范要求，通常的做法進(jìn)行多此少透照。

但是，與EN1345焊縫的無損檢測——焊接接頭的射線檢測和JB/T 4730-2005承壓設(shè)備無損檢測相比，ASME第Ⅴ卷第2章未給出最少透照次數(shù)的計算方法。如何合理的選擇透照次數(shù)，來保證底片黑度滿足規(guī)范要求？從前文的分析可知，黑度變化主要是由于透照厚度的變化，但是黑度變化與透照厚度變化不成線性關(guān)系。

因此，通常的做法是，在一定條件下，先拍一張底片使其黑度滿足ASME第Ⅴ卷第2章T-282.1黑度范圍要求，測出底片中心標(biāo)記位置附近（一般認(rèn)為此處射線穿透厚度最薄黑度最大）的黑度，在按照ASME第Ⅴ卷第2章T-282.2要求算出下限黑度值，在經(jīng)過中心標(biāo)記并平行于焊縫的線上測量黑度找出接近算出的下限黑度值點，量出該點到中心標(biāo)記處的長度（L），再用焊縫的總長（Lw）除以2 L，即Lw÷2 L，取大于該值的最小整數(shù)為最少透照次數(shù)。需要注意的是這種確定方法是簡單的、粗略的，最終以每張底片的測量數(shù)據(jù)驗證，若不滿足黑度變化要求，再增加透照次數(shù)，直到滿足規(guī)范要求為準(zhǔn)。

4結(jié)語

綜上所述，按照ASME第Ⅴ卷第2章進(jìn)行射線檢測時，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：

①像質(zhì)計選擇時，焊縫的余高是按照制造規(guī)范的要求確定。

②像質(zhì)計位置是應(yīng)放置在源側(cè)，只有受到幾何條件限制不能將像質(zhì)計置于源側(cè)才可以置于膠片側(cè)。

③確定幾何不清晰度的最大限值，與制造規(guī)范有關(guān)，規(guī)范不同最大限值不同。

④在滿足規(guī)范要求的最大幾何不清晰度的條件下，再根據(jù)幾何結(jié)構(gòu)和射線源的種類件確定透照方式。

⑤黑度要滿足黑度范圍的要求，還要滿足黑度變化要求。

⑥依據(jù)黑度變化要求，簡單確定最少的透照次數(shù)，以每張底片的測量數(shù)據(jù)驗證。

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