感光速度相同的多膠片技術(shù)檢測大厚度差工件.doc

感光速度相同的多膠片技術(shù)檢測大厚度差工件 賓踐經(jīng)驗感光速度相同的多膠片技術(shù)檢測大厚度差工件張棟梁(中油管道機械制造廠檢驗科，河北廊坊065000)Inspection ofthe Workpiece withVariated ThicknessesUsing Multifilm Same-Speed TechnologyZHANG Dong-liang(Clinical Laboratoryof ChinaPetroleum PipelineM anufacturePlant，Langfang Hebei065000China)TG11528B10006656 (xx)08043302l問題的提出西氣東輸工程、忠武輸氣工程、海上石油平臺和陸上終端工程中大量使用整體絕緣接頭、清管器發(fā)射器和清管器接收器。 在這類設(shè)備中，因結(jié)構(gòu)原因，經(jīng)常采用不同厚度和強度級別的鋼材相連接的大厚度差焊接接頭，為保證整體強度相同，設(shè)計單位不允許對強度級別低而厚度大的零件作削薄處理。 筆者單位在xx年7月制造的清管器接收器中，就有材質(zhì)為ST458(材質(zhì)證明書中材料屈服點一271MPa)，壁厚為28mm大小頭，與材質(zhì)為L415(材質(zhì)證明書中一456MPa)聲4064mm159mm的無縫鋼管相連接的大厚度差焊縫，其結(jié)構(gòu)見圖1。 對這些焊縫要求作百分之百射線檢測。 對圖1所示焊接接頭的射線檢測，經(jīng)數(shù)十年的研究已有了比較成功的技術(shù)，如感光速度不同的多膠片技術(shù)和補償泥技術(shù)等。 而實際上，一般采用多次透照法檢測，即將焊縫焊至與T。 板平齊，進行拍片檢測；再焊至與T。 板平齊，進行拍片檢測。 從所得兩張底片上感覺到對圖1中PAD部位的檢測有些缺憾。 經(jīng)探討和研究，筆者提出了集上述技術(shù)于一身，用感光速度相同的多膠片一次透照獲得多張黑度和靈敏度滿足標準要求的底片的技術(shù)。 其操作簡單，易于被操作者接受。 因此具有推廣前景。 xx一I2-I6X射線l號膠2號膠鉛箔增感屏暗袋背襯鉛圖1用鉛箔增感屏作板厚補償?shù)耐刚詹贾玫谝桓便U箔增感屏補償用鉛箔增感屏第二副鉛箔增感屏2透照布置在一個暗袋里裝兩張(或三四張視需要而定)膠片(圖I)。 在兩張膠片中間夾數(shù)片鉛箔增感屏(實際上夾1號膠片的增感屏、1號膠片及2號膠片的前屏也是2號膠片的補償材料，用廢棄的鉛箔增感屏效果也一樣好)作補償。 或者，在一個暗袋里仍是一副增感屏中夾一張膠片，再在兩個暗袋中間放多張補償用的鉛箔增感屏。 筆者采用的是Agfa膠片，前后鉛箔增感屏厚度均為003mm。 圖1中補償用鉛箔增感屏的厚度由試驗確定。 為保證焊縫d點處在2號底片上的黑度約為30+xx年第27卷第8期4jj張棟梁感光速度相同的多膠片技術(shù)檢測大厚度差工件03，在第一二副鉛箔增感屏之間加了五張003mm厚的鉛箔增感屏。 用調(diào)節(jié)鉛箔的厚度來控制到達2號膠片的射線劑量，從而實現(xiàn)2號底片上預期黑度。 如果不在兩張膠片之間加補償用的鉛箔，那么當焊縫厚板處的黑度為2時，焊縫薄板處的黑度可達5以上。 選擇鉛箔增感屏作吸收和過濾X射線的材料，主要是考慮鉛的吸收系數(shù)大，鉛箔增感屏的鉛箔厚度均勻，不會在底片上產(chǎn)生不均勻的影像；而且鉛箔增感屏唾手可得，使用方便。 3透照條件的選擇為使焊縫在1號底片上A點的黑度約為20+03，按(T一3)mm壁厚選取曝光條件進行透照(因現(xiàn)有曝光曲線的黑度固定為30+03)，由于在第一二副鉛箔增感屏之間加了五張003mm厚的鉛箔增感屏，因此焊縫在2號底片上D點的黑度將約為30+03(圖2)。 C7占黑度1341一I l18l2一14O lOl8243O52底片位置焊縫寬度一底片寬度80一m m圖2試驗底片上實測黑度變化圖4試驗結(jié)果分析按上述條件對焊縫進行透照，按同一暗室條件對兩張膠片同時處理得到兩張底片。 該兩張底片透照的幾何布置及工件的尺寸見圖1。 曝光條件為，2505周向x射線機，中心內(nèi)透法透照，210kV，5inA13r ain；顯影5r ain(21。 C)。 2號底片的成像質(zhì)量極佳，這是由于2號膠片前的補償鉛箔吸收和過濾了工件的前散射線。 1號底片上T一4342OO5年第27卷菇8期28mm處能夠清楚地顯示1O號像質(zhì)計金屬絲，2號底片上丁一16mm的母材處能夠清晰地顯示13號像質(zhì)計金屬絲。 為了分析的方便，將1號和2號底片上沿焊縫寬度方向的黑度變化畫在一張圖上(圖2)。 由圖2可見，焊縫寬度在底片上的投影寬度約為24mm，當1號底片上最小黑度為18，2號底片上最大黑度為30時，兩張底片上的焊縫評定寬度為18+(2410)一32I Tlm，重疊評定長度是8miTt。 圖2中1號底片的黑度由A處的18逐漸增加到C點的34。 取A處的黑度偏低些，是為了使該底片上黑度變化范圍盡可能大些，這樣該底片上可評定的焊縫寬度為18mm。 假如該底片上A處的黑度取為33左右，那么焊縫寬度方向的評定長度很短，甚至幾乎為零。 同樣，2號底片的黑度由D處的30逐漸降低到B點的18，黑度變化范圍為3018。 在此黑度范圍內(nèi)，焊縫寬度方向的評定長度為14mm。 如果將1號和2號底片疊合起來在觀片燈上觀察，那么，焊縫厚板側(cè)的黑度約為兩張底片黑度之和，即2+13。 厚板側(cè)底片黑度的提高對厚板側(cè)熱影響區(qū)焊縫缺陷的檢出是非常有利的。 5感光速度相同的多膠片技術(shù)的優(yōu)越性射線照相對比度AD的計算公式為AD一式中磁導率丁工件厚度差要提高底片的靈敏度，就要提高D。 這里只討論該式中散射比r的影響。 ，”一式中，到達膠片的散射線強度，。 入射至工件前的射線強度一般情況下，被檢測工件是最大的散射源，其產(chǎn)生的散射線稱為前散射線，j前散射線。 很顯然，2號膠片前的補償鉛箔正是起到了吸收前散射線的作用，由于上式中的”降低，所以2號底片的AD提高。 而感光速度不同的多膠片技術(shù)和補償泥技術(shù)沒有這種吸收前散射線的功能。 另外，補償泥技術(shù)需購泥、施泥和除泥，工序繁多，操作上有些困難。 感光速度不同的多膠片技術(shù)，(下轉(zhuǎn)第437頁)蔣盛等軋輥表面波檢測影響因素分析圖7表面波檢測缺陷埋藏深度不恿圖一03，05，10，15和20mm的2mm平底孔，用頻率為1和2mhz的表面波探頭，探頭前沿與缺陷的距離為100mm。 靈敏度為100mm處試塊直角端面反射波高為滿屏的80時的增益為25dB。 測得的埋藏深度與波高的關(guān)系見圖8。 5004oo齷300羹xx00O埋藏深度hmm圖8埋藏深度與反射波高的關(guān)系曲線由圖8可見，在此靈敏度下，頻率為1MHz的表面波可檢測的h一23mm，頻率為2MHZ的表面波可檢測的h一15mm。 隨著缺陷埋藏深度的增加，反射能力迅速下降，表面波檢測的有效深度約為一倍。 但需說明的是，頻率降低的同時也降低了發(fā)現(xiàn)小缺陷的能力。 4表面粗糙度的影響軋輥表面粗糙度對表面波的傳播有明顯影響，粗糙的表面不但使聲耦合不好，而且傳播過程中易發(fā)生散射，使表面波衰減增大。 熱軋輥表面粗糙度較差，且有明顯磨削痕跡，宜采用黃油作為耦合劑，靈敏度適當提高23dB。 (上接第434頁)常需另購低速膠片，而低速膠片的價格是常用中速膠片的兩倍多，工廠一般不備有這種膠片。 即使有，也因其感光速度固定，而不能適用大厚度差焊接接頭的檢測。 6討論和結(jié)論圖1中，若丁的數(shù)值再大些，那么用于補償?shù)你U箔應(yīng)更厚些(即需增加鉛箔增感屏的張數(shù))，此時，一個暗袋里若還是裝兩張膠片就可能沒有重疊的評5圓柱曲面曲率的影響表面波在圓柱面上沿圓周方向傳播時，速度有所變化，在凸圓柱面上的傳播速度大于在平面上的傳播速度，而在凹圓柱面上的傳播速度低于在平面上的傳播速度，且會發(fā)生波型轉(zhuǎn)換，使表面波衰減。 柱面曲率半徑與表面波波長之比越大，則傳播速度變化越大，在凹柱面上衰減也越大反之亦然。 當柱面曲率半徑與波長之比足夠大時在柱面上的傳播情況基本上與平面相同。 軋輥形狀都是圓柱體，且柱面曲率半徑與波長之比足夠大，因此其只影響表面波的傳播速度，其它傳播情況與平面相同。 6結(jié)論綜上所述，不同制造工藝及用途的軋輥，其組織晶粒的直徑和各向異性是不同的表面質(zhì)量要求也各不相同。 因此，對不同的軋輥需制定不同的表面波檢測工藝。 一般而言，軋輥的晶粒組織較粗和各向異性較大時(特別是鑄造輥)，因為材質(zhì)聲衰減明顯，應(yīng)采用頻率較低的表面波。 一般為1MHz甚至更低，檢測距離應(yīng)縮短，表面波探頭呈一定角度掃查。 有時草狀雜波與彌散狀缺陷波有很大的相似性，因此操作時要仔細辨別，必要時可采用磁粉檢測來驗證；對于組織晶粒很細、各向異性影響不大的冷軋工作輥，應(yīng)采用頻率較高的表面波檢測，一般為24MHz甚至更高，檢測距離可適當增大。 另外，檢測工藝還需結(jié)合被檢軋輥的表面狀況(粗糙度、清潔度及曲率等)進行適當調(diào)整。 參考文獻1全國鍋爐壓力容器無損檢測人員資格考核委員會超(下轉(zhuǎn)第439頁)定長度或可