考虑厚度宽容度的曝光曲线在小径管射线检测中的应用

　　按照JB/T 4730—2005标准[1](以下简称标准),小径管为外径D0≤100 mm的管道,为保证特种设备行业的使用安全,需要采用适当的方法对其进行检验。目前国内多采用射线透照的方法。笔者以下探讨如何制作与应用考虑透照厚度宽 容度的曝光曲线,以提高薄壁小径管(壁厚T≤8 mm且T/D0≤0.12)环向对接接头的射线检测灵敏度。

　　1　小径管环向焊接接头射线检测的难点

　　当射线束垂直于管子和与内圆相切时,小径管透照厚度变化很大,因此其透照厚度比K变化也相当大。要保证底片检出范围和黑度符合标准要求,首先是 要兼顾小径管较大的厚度宽容度。为此,一些标准[2]推荐采用高电压、小曝光量(如控制在7.5 mA·min以内)的透照工艺。虽然高电压、小曝光量的透照工艺检出范围相对较大,但从实际底片效果看,高电压易造成底片对比度和清晰度等下降,灵敏度受 到了损失,故高电压只能看作是不得不采取的办法。

　　另一方面,由于无法准确把握小径管的透照厚度,实际拍片时,会无法准确地控制黑度,经常造成局部黑度过高或过低,使底片质量本身不满足标准的要求。

　　2　标准对小径管环向焊接接头射线透照的规定

　　JB/T 4730—2005标准4.1.4条规定,当同时满足壁厚T≤8 mm且焊缝宽度g≤D0/4时,应采用倾斜透照方式椭圆成像,椭圆开口宽度在1倍焊缝宽度左右;不满足或椭圆成像困难时可采用垂直透照。

　　标准4.1.5条规定,小径管100%检测采用倾斜透照方式椭圆成像时,当T/D0≤0.12时,相隔90°透照2次。要保证底片评定范围内黑度和灵敏度满足要求。

　　标准4.11.2条规定,底片评定范围内的黑度D应满足:AB级时2.0≤D≤4.0,用X射线透照小径管AB级最低黑度允许降至1.5。

　　3　小径管环向焊接接头射线透照工艺

3.1　透照厚度

　　由图1可见,当平移距离S为一定值时,管子上壁的透照角θ上最大,焊缝中心部位的透照角θ′略大于θ上。对小径管,焊缝宽度一般不大,可认为θ′≈θ上;下壁透照角θ下最小

　　由于焦距一般相对于管径足够大,薄壁小径管环向对接接头截面变化示意图可简化为图2。

　　小径管最小透照厚度在中心区,即是两倍公称壁厚处,为2T。当α=45°时,点ABCD组成一个截面,直线AB及CD处的透照厚度2T′的计算如下:

　　对几种典型规格的小径管透照厚度的计算结果见表1。

　　由表1可见,在图2所示的截面中,从AB线向EF线及CD线向GH线过渡的这两个窄窄的区域内,透照厚度均急剧增大至2倍甚至更大。