喷嘴室毛坯坡口区射线检测工艺的改进

　　射线检测是对铸钢件内部缺陷的一种主要的检测方法，对喷嘴室坡口部位的射线探伤，根据标准对离坡口端面 13 mm 内和 13 mm 外的验收存在较大的差异(见表 1)，由于受射线透照角度和探伤灵敏度的影响，在对喷嘴室毛坯检测合格后，焊接加强环后对焊缝检测时常常会在离焊缝边缘 13mm 内存在超标铸件缺陷，返修既不方便又影响产品质量和生产周期。本文正是针对这种情况展开分析和计算。

　　1 D300N 喷嘴室加强环焊缝透照方式

　　喷嘴室加强环焊缝的射线检测，由于受结构及坡口形式所限，应采用两种透照方式。1.1 喷嘴室加强环焊缝垂直透照方式由于喷嘴室结构所限只能对焊缝部分区域进行检测(见图 1)。

　　1.2 喷嘴室加强环焊缝倾斜透照方式

　　由于喷嘴室加强环焊缝结构所限，要完成对加强环焊缝的全面检测需要采用特殊的透照方式：36°进行透照，以利于检测上坡口(坡口角度为 45°)面上的易于产生的缺陷—未熔合(见图 2)：

　　2 喷嘴室毛坯透照方式

　　在对喷嘴室焊缝倾斜透照时，由于射线束的几何投影关系，导致 13 mm 区域外的容许缺陷投影在底片上离坡口上端面 13 mm 内，造成返修;因此，为了避免在焊接后返修铸件，我们对喷嘴室毛坯模拟焊缝状态进行垂直和36°两种透照方法，以可能降低铸件返修率;但是，在采用上述透照方法时，在透照焊缝时仍然发现数量不少的铸件缺陷需要返修;针对上述问题，我们根据射线探伤原理、透照方式和喷嘴室结构(见图 3)展开了分析，通过分析，产生上述问题主要原因，主要是由于射线检测灵敏度和36°透照缺陷投影在垂直方向上的位移所致。

　　3 射线能量和缺陷在投影方向上的尺寸对探伤灵敏度的影响

　　缺陷在射线底片上的识别度是根据射线底片上缺陷与母材的黑度差ΔD 大小来确定的，根据射线能量越高材料对射线的吸收越小的原理，而且缺陷在射线束方向上的大小也会影响到黑度差ΔD，按照以下公式：

式中：ΔD 为黑度差;μ为吸收系数;γ为反差系数;Δt为缺陷在射线束方向上的尺寸;n 为散射比。

　　射线能量和波长的关系见式二：

式中：λ为波长( ，单位 10-10m);V 为管电压(千伏)。

　　射线能量与吸收系数μ的关系见图 4。

　　由式(1)、式(2)和图 4 可以看出，射线能量越低，波长越长，吸收系数μ就越大，缺陷在射线束方向上的尺寸Δt 越大，黑度差ΔD 就越大，缺陷在射线底片上的识别度也就越高，缺陷检出率就高。而射线能量越高，波短，吸收系数μ越小，则黑度差ΔD 就会越小，缺陷检出成缺陷漏检，必须采用倾斜低能量对母材坡口区域特别是凸台部位加以辅助透照。4 喷嘴室坡口区域检测范围的确定