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火电建设中常见焊接缺陷及射线无损探伤应用的探讨
作者：石信海
来源：《城市建设理论研究》2013年第03期
摘要：射线无损探伤工作，在无损检测行业中看起来是一种比较容易掌握的检测手段，它具有快速、准确、直观、成本低廉等优点，可以代替常规的探伤检测方法。本文概述了射线无损探伤的要点和在焊缝探伤中的应用情况。 关键字：火电厂；焊接缺陷；射线；无损探伤
Abstract: X-ray nondestructive flaw detection work, in the NDT industry seems to be an easy means of detection; it has the advantages of rapid, accurate, intuitive, and low cost, can replace the conventional detection method. This paper summarizes the key points of X-ray nondestructive testing and application in weld inspection.
Keywords: thermal power plant; welding defect; X-ray; nondestructive testing 中图分类号：P755.1 引言
射线无损探伤是焊接质量控制的重要方法，目前常用的是胶片照相方法。随着无损检测技术的发展，一种新兴的无损检测技术—X射线数字化实时成像检测技术应运而生。该技术基于以下原理，X射线透过金属材料，经图像增强器的接收将隐含的检测信号转换成可视模拟图像，模拟图像输入计算机或经数码摄像机采集形成数字图像，数字图像经计算机处理后能提供金属表面及内部缺陷信息，应用计算机对图像中的缺陷信息进行评定，从而达到金属材料无损检测的目的。 1.射线探伤 1.1射线探伤的特点
射线检测技术，与其他常规无损检测技术，如超声检验技术、磁粉检验技术、渗透检验技术、涡流检验技术比较，具有的主要特点是：对被检验工件无特殊要求，检验结果显示直观；检验技术和检验工作质量可以自我监测。 1.2射线探伤的应用
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射线检测技术不仅可用于金属材料的检验，也可用于非金属材料和复合材料的检验，特别是它还可能用于放射性材料的检验。检验技术对被检工件或试件的表面和结构没有特殊要求，所以它可以应用各种产品的检验。射线检测技术在工业与科学研究等方面的主要应用类型包括：
1.2.1探伤：铸造、焊接工艺缺陷检验，复合材料构件检验等； 1.2.2测厚：厚度在线实时测量；
1.2.3检查：机场、车站、海关检查，结构与尺寸测定等；
1.2.4研究：弹道、爆炸、核技术、铸造工艺等动态过程研究，考古研究，反馈工程等。 1.3 X射线探伤的检验原理
当射线透过被检物体时，有缺陷部位与无缺陷部位对射线吸收能力不同，因而可以通过检测透过被检物体后射线强度的差异，来判断被检测材料内部是否存在缺陷。放在适当的位置，使其在透过射线的作用下感光，经过暗室处理后就得到X射线底片。底片上各点的黑色程度取决于射线强度和照射时间的乘积，由于缺陷部位和完好部位的透过射线的强度不同，底片上相应部位就会出现黑度差异。把底片放在观片灯上，借助透过光线观察，可以看到由黑度差异构成的不同形状的影像。评片人员据此判断缺陷情况并做出评价，这样就完成了对被检对象的无损检测。
2.焊接缺陷的深度及大小、位置的定位 2.1焊接缺陷位置的定位
在焊缝的射线透照中，为了判断它影像的大小，或者为了返修的方便，需要确定缺陷在纵断面的准确位置。在评片中可以利用某些焊接缺陷本身的性质判断它的实际位置，如V型坡口的管道焊口，就可能出现根部未焊透、内凹等。也可以从焊接缺陷在底片上焊缝区投影位置来判断。对于那些本身并不能得出深度位置的推测论据的焊缝缺陷，就用双影透照测定出它们的位置。
2.2焊缝缺陷的大小及深度
对于焊缝缺陷大小，一般用标准评片尺和肉眼进行分辨，它的尺寸主要取决于放大和崎变。造成误差的原因一是评片尺的刻度的准确性，二是人的肉眼分辨力的强弱。缺陷深度的评定在国家标准和电力部建设标准中无明确规定，只是以沟槽式测深计和专用测深计来评判内凹的深度。对于焊缝圆形缺陷的深度则凭评判人员的经验和水平来进行评定，往往造成人为误差。
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3.射线检验操作工艺流程 3.1透照方式的选取
3.1.1 φ≤76mm钢管焊缝采用双壁双投影法，一次透照椭圆成像，并应选择较高的管电压。 3.1.2 76mm
3.1.3 φ>89mm钢管焊缝可采用以下两种方法：
3.1.3.1双壁单投影法：射线源紧贴钢管外表面，且距离小于或等于15mm，至少分3段透照，即每段对应的中心角应小于或等于120度，适合用γ射线；射线源与钢管外表面距离大于15mm，至少分4段透照，即每段对应的中心角小于或等于90度，适合用γ射线或χ射线源。 3.1.3.2单壁单投：分段数取决于底片有效范围及K值，适合用γ射线或χ射线源。 3.2射线源的选择
3.2.1φ≤89mm、壁厚≤6mm的钢管焊缝使用χ射线透照，根据焦距和有效透照厚度来选取管电压值。
3.2.2φ≤89mm、壁厚>6mm的钢管焊缝优先选择使用Se75的γ射线透照。 3.2.3 φ>89mm、壁厚10mm的钢管焊缝一般选用Ir192的γ射线透照。
3.2.4 只要保证底片质量，当焦距、位置等情况特殊时，经工艺试验后可灵活选用χ或γ射线透照，但必须保证底片质量。 3.3透照主要参数
3.3.1透照厚度与焊缝形状、透照方法的对应关系如表一 表一、透照厚度计算公式选用表（mm）
注：TA-透照厚度；T-管子（母材）壁厚；D-管子外径；T1-垫衬板厚度
3.3.2透照焦距几何条件：透照焦距须满足底片几何清晰度要求。最小焦距参照DL/T821-2002中的诺模图或由L1≥10d L22/3公式直接计算。
式中：d—有效焦点尺寸；L1—焦点至射源侧工件表面的距离；L2—胶片至射源侧工件表面的距离。