小径管环缝焊垂直成像投影长度浅析-中国期刊网

首页 > 《中外建筑》 > 2023年14期 > 小径管环缝焊垂直成像投影长度浅析

（整期优先）网络出版时间：2023-12-09

作者: 陈俊杰

艺术 >艺术设计

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小径管环缝焊垂直成像投影长度浅析

陈俊杰

中国核工业二三建设有限公司上海 201540

摘要：

本文主要通过NB/T20003.3-2010标准中对小径管环焊缝射线检测方法的解析，解剖检测工艺，分析小径管互成60°或120°三次透照垂直成像时在底片上的投影长度及适用范围，以期望给拍片、评片工作起到参考作用。

关键词：小径管、射线检测、垂直成像、一次透照长度、投影长度

引言：

小径管一般指管径D≤90mm（也有标准规定为D≤100mm）的管子，小径管在核岛、锅炉、压力容器等设备上应用广泛，一般采用焊接的方式实现小径管的连接，对于小径管焊接接头最常采用的无损检测方法是射线检验。小径管因结构规格等原因，一般采用源在外双壁双影的检测方法。因检测工艺的缺陷，小径管的透照厚度变化较大，拍摄出的底片黑度变化较大，满足黑度要求的范围较小，且各个标准中对小径管垂直透照的描述基本一致：互成60°或120°方向3次曝光；对细节方面没有过多描述，在实际检验过程中经常出现意见分歧。

1、小径管射线检验垂直成像工艺

NB/T20003.3-2010标准中对小径管双壁双影透照的要求如下：

当比值D0/t≤10，采用垂直成像方式，至少在互成60°或120°方向透照三次；

当比值D0/＞10，采用椭圆成像方式或垂直成像方式，椭圆成像至少应在互成90°方向透照两次；

椭圆成像时，应控制影像开口宽度（上下焊缝投影最大间距）在1倍焊缝宽度左右。

本文仅讨论采用垂直成像方式检测时情况，垂直成像的透照如图1所示： $C:\Users\adai\AppData\Local\Temp\1574264402(1).png$

图1、垂直成像示意图

同时，NB/T20003.3-2010标准中的一些关键的通用要求如下：

几何不清晰度Ug≤0.3；注1

底片黑度：2.0-4.0（单片），2.7-4.5（双片）。注2

滤光板、增感屏、像质计等参数对本文中探讨的内容基本无影响，故不在此列举标准中的要求。

从垂直成像的原理可容易的得出以下结论：

1)经过管子中心线的射线穿透的焊缝厚度最小，基本为两倍的焊缝厚度，在底片上成像的黑度最大；

2)远离管子中心线的射线穿透的焊缝厚度大，在底片上成像的黑度小；

2、一次透照长度及在底片上的投影长度

2.1一次透照长度

NB/T20003.3-2010标准规定，焊接接头的透照厚度比K应符合以下规定：

环向焊接接头：1级，K≤1.06；2、3级，K≤1.1；

纵向焊接接头：1级，K≤1.01；2、3级，K≤1.03；

通过K值可精确的从理论上计算出检测时的一次透照长度，但显然不适用于垂直成像的方法，垂直成像时K值大于标准中的要求。垂直成像的一次透照长度可通过透照次数计算得出：

对于小径管，通过三次曝光，满足100%的检测比例，应满足以下要求：

L1≥πR/3；

式中：

$C:\Users\adai\AppData\Local\Temp\1574272972(1).png$ L1— 一次透照长度；

R— 小径管外径；

π—圆周率。

2.2在底片上的投影长度

在垂直成像时，一次曝光会同时检测源侧焊缝和胶片侧焊缝，如采用平行射线束进行检测时，如图2所示，源侧被检焊缝与片侧被检焊缝长度相同，若采用三次曝光，保证焊缝100%被检测，通过简单计算可得出，每次检测有效投影长度至少为外径

注1：此处为采用低能X射线，SE-75、IR-192放射源产生的伽马射线检测时的几何不清晰度要求；

注2：在RCC-M标准中，对于小径管透照时黑度的补充说明：双片黑度大于4.5时，若在评定区黑度在2.7-3.5的部分，可采用单片观察，两张底片都要观察，NB/T20003.3中无类似规定；

的1/2。

$C:\Users\adai\AppData\Local\Temp\1574268998(1).png$ 在实际检测中，不可能采用平行的射线束，一般均采用发散的射线束进行检测，如图3所示，图中，L为在底片上的有效投影长度，源侧被检焊缝长度小于片侧焊缝长度，但两个被检区在底片上投影长度相同，同时两个被检区长度之和至少应为πR/3，进行检测时，应保证L范围内的底片黑度满足标准中的黑度要求，若采用三次曝光，通过计算，可得出有效投影长度的公式如下：

L=F·R/（2F-R）注1

式中：

L—被检焊缝在底片上的有效投影长度；

F—焦距；

R—外径。

若F→∞，L→R/2，即，采用平行射线束对小径管进行三次透照时，每次透照的底片上的有效投影长度为外径的1/2。

小径管检测时的几何不清晰度Ug计算公式如下：

Ug=d·R/（F-R）≤0.3

式中：

d—放射源焦点尺寸；

F—焦距；

R—外径。

结合以上两个公式，可推导出如下公式

L≥R（d+0.3）/（2d+0.3）

L—被检焊缝在底片上的有效投影长度；

d—放射源焦点尺寸；

R—外径。

3、透照次数

NB/T20003.3-2010标准规定：垂直成像时，至少在互成60°或120°方向透照三次；

注1：计算过程中，放射源看做点源，不考虑放射源焦点尺寸的影响，故推导公式计算出的投影长度略大于实际投影长度，满足标准要求。

在执行标准时，“至少三次”难以把握，对于其他透照方式，可参考K值（透照厚度比）及透照方式查透照次数表得出透照次数，而采用垂直成像时，K值不适用，无法通过查表的方式选择透照次数，而所有规格小径管均按照“三次”曝光显然是不合适的,如图4所示：

外径不变，当壁厚增加时，若采用“三次”曝光，必须保证L=F·R/（2F-R），然而当壁厚达到一定的数值时，射线穿过的厚度差急速变化，无法在底片上形成均匀的黑度变化，无法拍摄出合格的底片，如图4 c所示。

$C:\Users\adai\AppData\Local\Temp\1574274854(1).png$ $C:\Users\adai\AppData\Local\Temp\1574274385(1).png$ $C:\Users\adai\AppData\Local\Temp\1574274702(1).png$