小口径管线焊缝X射线检测方法分析及改进

摘 要：

X射线检测方法是焊缝质量无损检测必要的方法之一，工件定位、X射线机的定位、透照方式和射线透照参数的确定，都需要以工件定位来实现X射线检测的功能。整个定位装置实行一次中心定位，定位装置具有固定性和快捷性，在设计制作过程中对定位的焊接、圆环的形式、工件的定位和滑动结构，必须按照透照方式，对透照参数等提出一定的要求。

关键词：

X射线;工件定位;透照方式;效果

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2014）23019301

随着一体化橇装装置的广泛使用，装置上集成的设备工艺管线也不断变化增大、工艺管线的焊接质量要求越来越严格，检测的规格难易程度也随之增大，出现了透照难度大，检测效率低等弊端。对于X射线检测方法提出了较高的要求。

1 透照方式

根据JB/T4730.2―2005标准，直径小于100mm管线焊口通常采用定向X射线机椭圆成像倾斜透照法，椭圆开口在一倍焊缝宽度。定向X射线机对焊缝检测工作影响因素有三方面：其一，只能针对焊口单一逐张透照，工作效率慢;其二，定向X射线机透照场太小;其三，费工时，误工期，费人力。

通过上述现象分析，对于影响焊缝检测工作的各个环节因素确定切实可行的保证措施，将定向透照改为周向透照，检测方式由倾斜透照法改为平移透照。

（1）倾斜透照法与平移透照法比较：倾斜透照法是以主射线偏离焊缝一定角度透照的一种方式，见图1，平移透照法射源焦点偏离工件焊缝中心以射线束的边缘部分透照，见图2。

（2）比较结果：平移透照法椭圆成像开口宽度根据公式计算可有效控制;而倾斜透照法只能由操作人员凭经验控制开口宽度;即平移透照法优于倾斜透照法。

根据平移透照开口宽度计算公式：

L=（b+q）L1/L2=F-（D+h）D+h（b+q）

式中：h―焊缝余高;

F―焦点至胶片的距离;D―管子外径;b―焊缝宽度;q―椭圆开口宽度。

2 透照范围

根据根据JB/T4730.2―2005标准，定向X射线机的原理透照范围只有40°，满足不了实现管线周向透照的目标。通过对透照范围过小的原因分析，确定有效的措施。

（1）从X射线机的原理入手，对定向与周向X射线机的原理进行深入了解，周向X射线机焦点尺寸1.0×3.0mm透照范围为360°，而定向X射线机焦点尺寸2.0×2.0mm透照范围只有40°，通过改变透照方式且改变射线机机型，屏蔽了倾斜透照法的弊端，扩大了检测范围。

（2）从工件的规格确定，对于直径小于100mm管线焊口，通过计算设计制作了圆环工件定位工装，用厚度20mm的钢板制作直径为1100mm的圆形，分为固定圆环和移动圆环两部分，在圆环中心开直径为700mm的孔，再在直径900mm的圆环上设20个均匀孔，每个孔直径为95mm，在圆环的下端设有圆环基座与轨道端头固定，并在圆环两侧焊接支撑。

（3）工件定位，将管子从被检测工件固定圆环侧直径95mm孔穿出，并穿过移动圆环，同时将焊口置于固定圆环外100mm;通过调整工件定位机构，将20个工件按要求全部定位。

（4）确定透照范围，利用圆环定位装置将管线焊口形成一个圆形，且焊口在同一水平线，选用周向X射线机透照原理，改变了透照场大小，实现360°一次平移透照。见图3。

3 透照数量

根据定向X射线机透照原理，对焊口只能单口逐张透照检测。

通过对定向X射线机透照进行技术分析和现场调差，发现存在问题如下：第一，定向X射线机透照范围只有40°;第二，选用X射线机机型受条件限制;第三，工件定位装置单一，较为死板，无机动灵活性。

通过对透照数量少的原因分析后，确定了正确的选用射线机的机型，制定了改进工件定位装置的措施。首先，机型的选择，由原来的定向透照改变为周向透照扩大检测范围。其次，工件定位装置的改进，由原来单一的定位辅助工装，改变为多孔型工件定位装置，快速提高了直径小于100mm管线焊口的射线检测效率。

4 透照参数

管线焊缝射线透照参数是根据X射线机的能量大小，结合被检测工件的规格、厚度、检测有效焦距、检测透照方式等因素确定透照所用参数。

目前，对于单一的检测方式和简易工装，每透照一次就必须人为的调整一次工件或射线机的位置和角度，而透照参数也随之变化，遇到不同规格管线焊口调整幅度大小的差异，参数变化也越大，给检测过程带来诸多障碍。

通过对影响透照参数的因素分析，确定了可行的保障措施：（1）统一管线规格，将被检工件进行统计，将不同的规格管线进行分类统计;（2）从固定工件入手，将被检工件固定于圆环上，然后实际测量工件圆环固定位置至圆环中心的距离，作为透照焦距;（3）参数的确定，在工件工装管线焊口定位至射源距离不变的条件下，同一规格多焊口同时透照，参数易确定，随工件规格变化，可根据工件的厚度，管径对定位装置做轻微调整便可检测。

5 效果检查

经现场设计制作的工件工装使用，并选择适宜的透照方式，改变透照范围，经实际工作检测，符合标准射线照相要求，快捷有效的完成射线检测，原来两三天的检测工作量在一天时间内完成，减少了由于检测效率低下，而给整个生产带来影响。通过针对工件特点及技术条件要求，在选择适宜的透照方式中积累了经验，使无损检测专业操作人员的检测技术得到提高，同时确保了检测效率。

6 总结

通过多孔型工件定位装置的改进，对以后各种焊接焊缝的检测积累了一定经验。在焊缝射线检测中，对于不同管径的焊口或容器纵环焊缝检测中的关键点、关键检测技术、快捷有效的辅助工装，必须提前做好多种方案措施，并在实际检测过程中不断完善。当然，在检测过程中，必须严格按照国家JB/T4730.2―2005标准执行操作，同时规范射线检测工艺工序，严格控制焊缝检测质量，保证焊缝质量达到合格标准。

参考文献

[1]全国锅炉压力容器标准化技术委员会.承压设备无损检测（JB/T4730.1～4730.6-2005）[S].