小径管环向对接接头双壁透照质量的探讨

黄先乔

(云天化集团有限责任公司压力容器检测站，云南 水富 657800)

射线检测是特种设备制造、安装工作中非常重要并广泛运用的无损检测方法。如何保证射线检测质量，涉及质量控制的各方面：首先，必须按照标准制定合理的检测工艺，透照出符合标准规定质量的底片；其次，要求具有相关工作资质的初评人员进行正确地评定；最后，由经验丰富的复评人员复评把关[1]。任何一种无损检验方法都有一定的局限性，符合标准的规定只是最基本的要求。

1 上下焊缝影像开口宽度对小径管环向对接接头双壁双影透照的影响

NB/T4730.2-2015《承压设备无损检测》标准规定：“椭圆成像时，应控制影像的开口宽度(上下焊缝投影最大间距)在1倍焊缝宽度左右”。影像的开口宽度取决于上焊缝射线束的投影方向与焊缝截面的夹角大小， 此夹角过小，不能将上、下焊缝影像分开；但夹角过大，严重影响上焊缝根部未焊透、根部纵向裂纹等缺陷的检出效果，而且影响上焊缝的整个检测范围[2]。因此，为了提高小径管环向对接接头双壁双影椭圆成像的射线检测可靠性，开口宽度宜小不宜大，尤其是对管径偏小、壁厚较大的小径管更要充分注意。常见规格管径经验推荐椭圆间距见表1。

2 小径管环向对接接头双壁透照底片质量的控制

大型散装锅炉受热面管子的管径小(通常为φ32～φ60)，焊口多，任一焊口质量都会影响锅炉正常运行，尤其是现场施工，受现场客观条件的限制，焊接时易产生未焊透类的危害性缺陷[3]。射线拍片人员，为了提高效率，常釆用短焦距、短曝光时间的透照方式，导致双壁双影上焊缝缺陷影像放大、畸变，几何不清晰度Ug值大、成像质量差等问题。NB/T47013.2—2015标准要求所选用的射源至工件表面的距离(f)应满足：AB级射线检测技术f≥10db1/3，B级射线检测技术f≥15db2/3。其中，d为射线源有效焦点尺寸，b为沿射线束中心测定的工件受检部位射线源侧表面与胶片之间的距离。作为评片人员，如何用底片成像判别几何不清晰度(Ug)大小，即验证实际透照时采用的焦距[4]是非常重要的。透照布置如图1 所示。

在图1中，F为焦距，O为管子圆心，Do为投影前管子外径，Do′为投影放大后管子外径，r为投影前管子外半径，R为投影后管子外半径，射线源视为点源。

由数学推导可知，只要测量投影后管子外径(底片上管子外直径)，就能计算出放大系数K，进而得出透照时所采用的焦距F。

实验验证过程：用型号XXG2005、焦点尺寸 2.0 mm×2.0 mm的X射线探伤机分别对外径 60 mm、76 mm 钢管采用焦距 300 mm、500 mm、700 mm 的透照出底片，如图2～图7所示，得到试验数据见表2。

表2 试验数据

图2 外径60焦距300，投影放大后实测外径67.3 mm

图3 外径60焦距500，投影放大后实测外径64.0 mm

图4 外径60焦距700，投影放大后实测外径62.8 mm

图5 外径76焦距300，投影放大后实测外径88.5 mm

图6 外径76焦距500，投影放大后实测外径82.8 mm

图7 外径76焦距700，投影放大后实测外径80.5 mm

对上述结论进行反复验证，误差小、实际使用价值高，将此方法运用于检测工作中，有效提高了小径管环向对接接头双壁透照时的底片质量。

3 承压设备熔化焊焊接接头和承压设备管子及压力管道熔化焊环向焊接接头质量分级区别

依据NB/T47013.2—2015《承压设备无损检测》第7章“承压设备管子及压力管道熔化焊环向焊接接头射线检测结果评定和质量分级”第7.1.4.3条，条形缺陷评定区内同时存在多种缺陷时，应进行综合评级，即分别评定条形评定区内各类缺陷的质量级别，取质量级别最低的级别作为综合评级的级别；当各类缺陷的级别相同时，则降低一级作为综合评级的级别。以φ219×10压力管道环向对接接头和φ700×10压力容器环向对接接头为例，同样缺陷的焊接接头会有不同的评定等级，缺陷分布如图8。

图8 缺陷分布图

在图8中，φ2圆形的缺陷有2个，6mm条形缺陷有1个。按NB/47013.2—2015第7.1.4.3条评定，该组缺陷质量等级评为Ⅳ级；按NB/T47013.2-2015第6.1.4条则评定为Ⅲ级，即同一缺陷压力管道环向对接接头质量评级严于压力容器。

4 结语

小口径管环向对接接头双壁双影透照椭圆成像时，控制上焊缝射线束的投影方向与焊缝截面的夹角大小，有助于射线源侧焊缝根部未焊透和根部纵向裂纹的检出[5]； 对施焊现场检验的小径管环向对接接头双壁透照时，控制几何不清晰度。通过对底片观察、测量、计算，以确定实际透照时釆用的焦距是否满足标准要求，为控制底片质量提供有效手段。