RT探伤方法与应用及RT工艺的编制与优化.ppt

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1、1,RT探伤方法与应用 杭州市特种设备检测院 夏福勇 高级工程师,2,1 透照方式的选择 1.1 透照方式的选择原则：依据工件的结构和技术条件的要求，优先选用单壁透照方法；在单壁透照方法不能实施时才允许采用双壁透照方法；双壁双影法一般只用于直径在100mm以下的小径管的环焊缝透照。,RT探伤方法与应用,3,RT探伤方法与应用,1.2透照方式的分类：直缝透照：单壁、双壁；环缝单壁透照：外透、中心透照、偏心内透（FR）；环缝双壁透照：双壁单影（倾斜、垂直）、双壁双影（倾斜、垂直）。,4,2 一次透照长度的计算（最少透照次数计算）2.1 几个概念：一次透照长度焊缝射线照相一次透照的有效检验长度，L3

2、表示。受两个因素的限制，一个是射线的有效照射场的范围，一次透照长度不可能大于有效照射场的尺寸；另一个是透照厚度比（标准规定）限制了一次透照长度的大小。一次透照长度对照相质量和工作效率同时产生影响。,RT探伤方法与应用,5,6,搭接长度一张底片与相邻底片重叠部分的长度,Leff表示。有效评定长度一次透照检验长度在底片上的投影长度，Leff表示。实际透照时，如果搭接标记放在射源侧，则底片上搭接标记之间长度即为有效评定长度。如搭接标记放在胶片侧，则底片上搭接标记以外还附加L长度才是有效评定范围。三者关系：Leff=L3+L。L=2 L2(L3/2)/L1,RT探伤方法与应用,7,3 射线能量的选择

3、3.1射线能量的选择原则：选择射线源的首要因素是射线源所发出的射线对被检试件具有足够的穿透力。对X射线来说，穿透力取决于管电压。对于射线来说，穿透力取决于放射源种类。在保证穿透力的前提下，选择能量较低的射线。,RT探伤方法与应用,8,RT探伤方法与应用,随着射线能量的增加，射线的平均波长变短，线质变硬，在物质中的衰减变小，穿透能力增强。对比度D降低，固有不清晰Ui增大，底片颗粒也将增大，其效果是射线照相灵敏度下降。选择的射线能量过低，穿透力不够，到达胶片的透射线强度过小，造成底片黑度不足，灰雾增大，曝光时间过份延长；但可以获得较高的对比度D，不过较高的D却意味着较低的透照厚度宽容度L。（很小的

4、透照厚度差将产生很大的底片黑度差，使得底片黑度值超出允许范围：或是厚度大的部位底片黑度太小，或是厚度小的部分黑度太大。）因此，在有透照厚度差的情况下，选择射线能量还必须考虑能够得到合适的透照厚度宽容度L。在底片黑度不变的前提下，提高射线能量可以缩短曝光时间，从而可以提高工作效率，但其代价是灵敏度降低。为保证透照质量，标准对透照不同厚度允许使用的最高管电压进行限制，并要求有适当的曝光量。,9,3.2 最高射线能量的选择,10,RT探伤方法与应用,4 焦距的选择 4.1选择焦距须考虑的几点 所选择的焦距必须满足射线照相对几何不清晰度的规定。焦距F越大，Ug值越小，底片上的影像越清新。焦距对射线照相

5、灵敏度影响主要表现在几何不清晰度Ug上Ug=dfL2/(FL2)。所选择的焦距应给出射线强度比较均匀的适当大小的透照区。以上两点前者限制了焦距的最小值，后者指导如何确定实际使用的焦距值。焦距的最小值通常由标准中的诺模图查出（会使用）。像质等级 透照距离L1 Ug值 A级 L17.5dfL22/3 Ug2/15L21/3 AB级 L110dfL22/3 Ug1/10L21/3 B级 L115dfL22/3 Ug1/15L21/3,11,RT探伤方法与应用,实际透照时一般并不采用最小焦距值，所用的焦距比最小焦距要大得多。这是因为透照场的大小与焦距相关。焦距增大后，匀强透照场范围增大，这样可以得较大

6、的有效透照长度，同时影像清晰度也进一步提高。增大焦点至胶片距离，按照平方反比定律，需要增加曝光时间。所以焦距不能无限增大。,12,RT探伤方法与应用,4.2不同透照方式的焦距选择直缝透照/环缝单壁外透照/环缝双壁双影的焦距按照标准采用值700mm。环缝偏心内透（FR）的焦距尽量接近环缝的半径；这时最小焦距可减小20%。环缝中心透照的焦距等于环缝的半径；这时最小焦距可减小50%。环缝双壁单影透照的焦距尽量接近环缝的直径（外径）。,13,RT探伤方法与应用,5 曝光量的选择 5.1曝光量与黑度、灵敏度的关系：曝光量是指管电流i与照射时间t的乘积（E=it）：对于射线来说，曝光量是指放射源活度A与照

7、射时间t的乘积（E=At）。底片的黑度取决于胶片感光乳剂吸收的射线量（即曝光量）。如果固定各项透照条件（试件尺寸，源试件、胶片的相对位置，胶片和增感屏，给定的放射源或管电压），则底片黑度与曝光量有很好的对应关系，通过曝光量可以控制底片黑度。曝光量也影响的对比度的颗粒度以及信噪比，从而影响底片上可记录的最小细节尺寸（灵敏度）。,14,5.2曝光量基准值的确定：曝光量应不低于某一最小值。在焦距为700mm，曝光量的基准值为15mA.min（照相质量等级A、AB级）和20mA.min（照相质量等B级）。5.3曝光量的调整几个基本概念：互易律互易律是化学反应的一条基本定律，是决定光化学反应产物质量的条

8、件，只与总的曝光量相关，即取决于辐射强度和时间的乘积，而与这两个因素的单独作用无关。由互易可知，欲保持底片黑度不变，只须满足E=It=I1T1=I2T2=但荧光增感时互易律失效。平方反比定律平方反比定律是物理光学的一条基本定律。它指出：从一点源发出的辐射，强度I与距离F,RT探伤方法与应用,15,RT探伤方法与应用,6 曝光曲线及应用 6.1曝光曲线表示工件（材质、厚度）与工艺规范（管电压、管电流、曝光时间、焦距、暗室处理条件等）之间相关性的曲线图示。但通常只选择工件厚度、管电压和曝光量作为可变参数，其他条件必须相对固定。曝光曲线必须通过实验制作，且每台X射线机的曝光曲线各不相同，不能通用，因

9、为即使管电压、管电流相同，如果不是一台X射线机，其线质和照射率是不同的。6.2曝光曲线的应用：给定透照厚度查出曝光量。如果焦距变化，则通过平方反比定律进行换算。,16,RT探伤方法与应用,7 散射线的控制 7.1散射线的来源和分类 产生散射线的物体称作散射源，在射线透照时，凡是被射线照射到的物体，例如试件、暗盒、桌面、墙壁、地面，甚至空气都会成为散射源。其中最大的散射源往往是试件本身。按散射的方向对散射线分类，可将来自暗盒正面的散射称为“前散射”，将来自暗盒背面的散射称为“被散射”，还有一种散射称为“边蚀散射”，是指试件周围的射线向试件背后的胶片散射，或试件中的较薄部位的射线向较厚部位散射，这

10、种散射会导致影象边界模糊，产生低黑度区域的周边被侵蚀，面积缩小的所谓“边蚀”现象。,17,RT探伤方法与应用,7.2散射比的影响因素 散射比n定义为散射线强度IS之比，即n=IS/IP。照射场大小的影响：照射场大小对散射比几乎没有影响。除非是用极小的照射场透照，散射比随照射场的增大而增大，当照射直径超过50mm后，即使照射场再增大，散射比也基本保持不变。试件厚度的影响：在相同射线能量下，散射比随钢厚度大而增大。射线能量的影响：散射比随射线能量增大而变小。（散射强度随射线能量的增大而增大。）焊缝余高的影响：焊缝中心散射比高于同厚度平板中的散射比，随着能量的增大，两者数量逐渐接近。焊缝宽度的影响：

11、余高宽度的增大而减小。此外，余高形状不同，散射比也不同。,18,RT探伤方法与应用,7.3散射线的控制措施散射线会使射线底片的灰雾黑度增大，影象对比度降低，对射线相质量是有害的。但由于受射线照射的一切物体都是散射源，所以实际上散射线是无法消除的，只能尽量设法减少。一、选择合适的射线能量：对厚度差较大的工件,例如余高较高的焊缝或小径管透照时,散射比随射线能量的增大而减小,因此可以通过提高射线能量的方法来减少散射线。但射线能量值只能适当提高,以免对主因对比度和固有不清晰度产生明显不利的影响。二、使用铅范增感屏：铅箔增感屏除了具有增感作用外,还具有吸收低能散射线的作用,使用增感屏是减少散射线最方便、

12、最经济,也是最常用的方法。选择较厚的铅箔减少散射线的效果较好,但会使增感效率降低,因此铅箔厚度也不能过大。实际使用的铅箔厚度与射线能量有关,且后屏的厚度一般大于前屏。,19,RT探伤方法与应用,还有一些措施是专门用来控制散射线的,应根据经济、方便、有效的原则加以选用,这些措施包括:1.背防护铅板：当暗盒背后近距离内如有金属或非金属材料物体,例如钢平台、木头桌面、水泥地面等。2.铅罩和光阑：使用铅罩和铅光阑可以减小照射场范围,从而在一定程度上减少散射线。3.厚度补偿物：在对厚度差较大的工件透照时,可采用厚度补偿措施来减少散射线。焊缝照相可使用厚度补偿块。4.滤板：在对厚度差较大的工件透照时,可以

13、在射线窗口处加一金属薄板,称为滤板,滤板可将x射线束中波长较长的软射线吸收掉,使透过射线波长均匀化,有效能量提高,从而减少边蚀散射。滤板可用黄铜、铅或钢制作。,20,RT探伤方法与应用,还有一些措施是专门用来控制散射线的,应根据经济、方便、有效的原则加以选用,这些措施包括:5.遮蔽物：当被透照的试件小于胶片时,应使用遮蔽物对直接处于射线照射的那部分胶片进行遮蔽,以减少边蚀散射。6.修磨试件：通过修整,打磨的方法减小工件厚度差也可以视为减少散射线的一项措施。例如,检查重要的焊缝时,将焊缝余高磨平后透照,可明显减小散射比,获得更佳的照相质量。另外，对散射线的控制应进行背散射防护检查，在暗盒背面贴附

14、“B”铅字标记。,21,RT工艺的编制与优化,22,RT工艺的编制与优化,1透照工艺的分类和内容 1.1透照工艺的分类 射线透照工艺分通用工艺规程和专用工艺卡两种,两者都是必须遵循的规定性书面文件。通用工艺规程：根据本单位所有应检产品的结构特点和射线检测器材的现有条件,按法规、标准要求制定的技术规程或通则。通用工艺规程应有一定覆盖性、通用性和可选择性,主要内容有:适用范围;引用标准;人员要求;,23,外观质量要求;设备、器材选用原则:机型,焦点尺寸,胶片,增感屏,像质计,观片灯,黑度计等;透照布置和选用原则:单壁外透法,内透法,中心周向曝光法,双壁单影法,双壁双影法;划线、编号方法;像质计摆放

15、规定,标记、标识规定;工艺基础数据:曝光曲线,一次透照长度或透照次数数据表;曝光参数选择原则:管电压,曝光时间,射源胶片距离;特别措施:防背散射,消除边蚀,特定的透照方向;暗室处理:显影配方、温度、时间,停显配方、时间,定影配方、时间,水洗时间、脱水、干燥等;,RT工艺的编制与优化,24,底片像质要求:不允许的伪缺陷,标记、标识,像质计灵敏度,黑度范围;焊缝质量评定:验收条件,包括现行标准中未规定的某些缺陷,如埋弧焊深孔、单面焊缩沟、小径管根部断头、不锈钢衍斑等;记录、报告及存档规定;编制、审核、批准人员签署及资格、日期。,RT工艺的编制与优化,25,专用工艺卡：是针对某一具体产品或产品上的某

16、一部件,依据通用规程和图样要求,所特意制定的有关透照技术的细节和具体参数条件。此卡应包括以下三方面要求:(1)必须交代的内容工件情况,包括产品名称、图号、材质、壁厚、外径、焊接种类、坡口型式、检查比例,以及管理法规、制造标准,RT方法和评定标准、RT方法等级、质量合格等级等;透照条件、参数,按透照顺序和焊缝类别,包括:机型,焦点尺寸,透照方式,焦距,平靶机周向曝光偏心距和小经管双壁单影偏心距,一次透照长度L3,环缝分段透照次数N,管电压、管电流、曝光时间,胶片种类、规格,增感屏种类、厚度,像质要求(黑度范围、像质计型号、应显示最小丝径号、像质计位置)等。,RT工艺的编制与优化,26,注意点或辅

17、助设施(如消边蚀、防背散射、补厚、滤波、同速双片或异速双片技术)。(2)必须绘出的示意图布片定位图；平靶机偏心透照示意图;小径管椭圆成像偏心透照示意图;特殊的透照布置、透照方向示意图(如T形接头、椭圆封头拼缝等)。(3)必须签署的人员工艺卡编制人名及资格,审核人名及资格、日期。,RT工艺的编制与优化,27,RT工艺的编制与优化,2 RT工艺编制的要点 2.1一般纵缝、环缝的RT工艺编制要点 选定正确的透照方式；当确定透照方式后，焦距较小时关注是否满足最小焦距要求；正确计算透照壁厚（余高考虑）；所选用的射线设备曝光曲线的正确使用（设备可承受的电压最大值、双壁单影的电压确定）；焦距变化时的曝光时间

18、的确定；像质计指数的确定；根据胶片规格正确计算划线分段数量；计算一次透照长度;总的摄片张数。,28,RT工艺的编制与优化,2 RT工艺编制的要点 2.2变截面焊缝的RT工艺编制要点 工件本身的截面厚度不均匀的工件成为变截面工件，其焊缝即为变截面焊缝；当变截面的厚度比大于1.4时,可以为属于大厚度比试件。实际工作中的大厚度比试件包括余高较高的薄板对接焊缝试件、小口径管试件、角焊缝试件,以及不等厚板对接。除“2.1”以外,在RT工艺编制时还应注意以下要点:1.适当提高管电压技术。尤其是厚度变化比较小,且连续变化的对接焊缝。L增加，D下降。2.采用双胶片技术（异速、同速叠加）。厚度变化不是较大。3.

19、补偿技术。补偿技术是指用补偿块、补偿粉、补偿泥、补偿液等填补工作较薄部分。,29,RT工艺的编制与优化,2 RT工艺编制的要点 2.4焊缝长度小于胶片长度时的RT工艺编制要点除“2.1”以外,在RT工艺编制时还应注意以下一个要点:必须采用同材质、同厚度的两块工装板（屏蔽作用）夹在焊缝长度两端。因为散射线“边蚀”现象严重。如容器接管纵缝或大锻件法兰对接环缝。,30,RT工艺的编制与优化,2 RT工艺编制的要点 2.5小径管对接环缝的RT工艺编制要点。1.透照方式为双壁双影；2.确定是可采用椭圆成像壁厚 8mm，焊缝宽度管子外径/4（mm），还是采用垂直透照重叠成像；3.椭圆成像时计算偏心距，以控

20、制椭圆开口宽度在一倍焊缝宽度左右；4.计算透照次数：椭圆成像时当壁厚/外径 0.12时，透照2次（相隔90O）；否则，透照3次（相隔120O或60O）。重叠成像时，垂直透照3次（相隔120O或60O）。外径 80mm且壁厚 6mm时，可透照1次（椭圆或垂直成像均可）。5.注意像质计指数值随像质计的放置位不同而要求不一样。（放源侧还是胶片侧，并做出标记）。,31,RT工艺的编制与优化,3 RT工艺编制的实例 3.1某锅炉制造厂生产的电站锅炉集箱如图1所示，产品编号G2000-1，设计压力P=4.3MPa，设计温度t=336，材料12Cr1MoV，几何尺寸见图1。焊接方法为氩弧焊封底，埋弧自动焊盖

21、面，焊缝余高2mm。现要求用Ir192射线机对B1焊缝进行射线检测，请按JB4730（送审稿）的规定，编制如表1要求的焊缝射线照相工艺卡。Ir192的初始强度I0=50Ci，已使用100天，焦点尺寸33mm，曝光曲线见图2。,32,RT工艺的编制与优化(图1 集箱示意图),33,RT工艺的编制与优化(图2 Ir192曝光曲线),34,35,RT工艺的编制与优化,照相等级AB验收等级 检测时机焊后24hrs（因为材料12Cr1MoV）胶片牌号天津（因为射线，T1或T2类，天津 属T2）增感屏铅0.1/0.1mm像质计型号(10-16),底片黑度 2.0(不分X 底片)显影液配方天津配方显影时间5

22、min显影温度20+-2 焊缝长度508X3.14=1595检测比例100%透照厚度25mm,（按新JB4730）透照方式中心内透焦距508/2=254mm(最小L110 d b2/3=10 3(25+2)2/3=270mm,按新JB4730中心内透方式时,最小焦距可减50%,即135mm)一次透照长度1595mm(有人选320mm?)底片张数1595/320=4.98=5(张),(焊缝总长/胶片有效长度)源强度19.8Ci(A2=A1(1/2)1/2=50(0.5)100/75=19.8)曝光时间1.36min(E2=E1(F2/F1)2=150(查曲线)(508/2)/6002=26.9)

23、T=26.9/19.8=1.36,36,RT工艺的编制与优化,透照布置示意图：（请用图示画出射线源、胶片、像质计、位置标记的摆放位置等）,像质计,胶片,源,搭接标记,年月日,中心标记,工件号、焊缝号、片位号,像质计,F,37,RT工艺的编制与优化,标记摆放及安全要求：1、标记摆放要求：放置在距焊缝边缘5mm以外的地方。2、由于像质计只能放在胶片侧，故放“F”标记。像质计放置在被检区域的1/4左右位置，金属丝横跨焊缝，细丝置于外侧。3、返修、扩探时必须加相应标记。4、安全要求：划定警戒区域、悬挂警绳警灯、作业人员佩带报警仪、投源和收源时通过报警仪进行监测投收情况。工艺卡编制：RT、年月日 审核：

24、RT、年月日。,38,39,RT工艺的编制与优化,3 RT工艺编制的实例 3.2一台如图3所示100M3液化气卧式贮罐，该卧罐材质为16MnR，规格为220024mm。至今已经投用五年，现要求进行内外部检验,1、在用压力容器内外部无损检测应按哪些法规标准要求进行？,40,RT工艺的编制与优化,1、在用压力容器内外部无损检测应按哪些法规标准要求进行？答：特种设备安全监察条例 压力容器安全监察规程 在用压力容器监察规程 JB4730锅炉、压力容器压力管道无损检测2、由于使用过程中充装过硫化氢含量较高的液化气，怀疑有应力腐蚀裂纹，最有效的是哪一种无损检测方法？为什么？答：磁粉检测是检测应力腐蚀裂纹最

25、有效的无损检测方法。因为应力腐蚀裂纹是一种表面裂纹（裂纹开口宽度很小），属于表面缺陷。检测表面缺陷的无损检测方法包括：磁粉检测、渗透检测、涡流检测，各自的特点是：磁粉检测适合于检测铁磁性材料的表面和近表面缺陷，灵敏度高于渗透检测。渗透检测适合于检测所有材料的表面开口缺陷。涡流检测主要适合于检测非铁磁性材料的表面和近表面缺陷，灵敏度高于渗透检测，但对被检表面的光洁度要求较高。材质为16MnR的储罐属于铁磁性材料工件，故选用MT。,41,RT工艺的编制与优化,3、根据检验方案，要求对该贮罐焊缝（双面焊）进行100%RT检测。请按JB4730（送审稿）的要求，针对筒体纵焊缝，选择合适的工艺参数填入表

26、2中，要求焦距为700mm，黑度不低于2.0。现有的RT设备及器材：RF200EG-BIC定向射线机，RF250EG定向射线机，Ir192射线探伤机。曝光曲线分别见下图。RF200EG-BIC射线机曝光曲线图（焦点尺寸为21mm，管电流5mA）,42,RF-250EG定向X射线机曝光曲线图（焦点：22mm,管电流5mA）,RT工艺的编制与优化,Fe,43,工艺条件和参数选项（把正确的答案代号填在括号中）,44,工艺条件和参数选项（把正确的答案代号填在括号中）,45,工艺条件和参数选项（把正确的答案代号填在括号中）,46,1）、B在用容器的射线照相一般采用AB级（JB47303.8.1）2）、C

27、要求正确计算透照厚度，这里透照厚度=?24mm?26mm?24mm!射线透照方向上材料的公称厚度，记住！不含余高！透照方式：采用单壁透照，像质计置于源侧。故像质计指数选11。3)、C因为应力腐蚀裂纹位于容器内表面，考虑裂纹几何不清晰度的影响，胶片布置于内表面时应力腐蚀裂纹的几何不清晰度ug最小，故胶片置于内表面，因而源置于外表面，透照方式为：单壁外透照。,工艺条件和参数选项（把正确的答案代号填在括号中）,47,4）、B 由于应力腐蚀裂纹属于危害性缺陷，故须采用较低射线能量，因而采用X射线，而不采用源。两台射线机，采用哪一台？根据曝光曲线图，透照厚度为24mm，（注意如果给出了焊缝余高，这时必须

28、加上焊缝余高），RF200EG-BIC射线机的KV值达180，此时时间达10min；而RF-250EG定向X射线机的KV值可选择范围较大，此时时间可选范围也较大。故选用RF-250EG定向X射线机。5）、B？C？管电压值根据RF-250EG定向X射线机曝光曲线图和曝光量要求而定。首先，曝光量JB4730要求700mm焦距不低于15mA.min,因而取曝光量为15mA.min。由于曝光曲线图的焦距为600mm,这时对应的曝光量为E2=E1(F2/F1)2=15(600/700)2=11 mA.min，故曝光时间=11/5 mA=2.2 min，于是所选曝光时间 2.2 min。又因为透照厚度为2

29、4mm。从曝光曲线图可知，管电压可选200KV、190KV、180KV，但选180KV时间偏长，从优化工艺参数角度，200KV、190KV为合适。于是选B、C 两者均可以。6)、A 因为天津适用于X射线、天津适用于射线；X射线的前、后增感屏厚度在0.020.15mm。,工艺条件和参数选项（把正确的答案代号填在括号中）,48,7）、B、C 曝光量的选取对应于透照厚度与管电压。透照厚度是一定的，因而190KV、200KV的曝光量是：190KV时，600mm焦距，曝光时间3min，曝光量15mA.min，700mm焦距，曝光量=15(700/600)2=20.4 mA.min。200KV时，600m

30、m焦距，曝光时间2.2min，曝光量11mA.min，700mm焦距，曝光量=11(700/600)2=15mA.min。选最接近的参数17 mA.min、22 mA.min。保证黑度不低于2.0。8)、B 因为透照方式为单壁外透；另一个原因是：像质计能方便地直接放在源侧。9）、D 根据纵缝透照时的计算公式，JB4730要求，AB级照相：K 1.03，则横向裂纹检出角 13.86，L30.5L1。L3=（700-24）/2=338mm。,工艺条件和参数选项（把正确的答案代号填在括号中）,49,4、对于细小应力腐蚀裂纹的检测，在选择射线照相工艺参数时应考虑哪些优化措施？答：射源，选用X射线，不用源；胶片，细颗粒T2或T1类；布片，位于产生裂纹的一面；防散射控制，屏蔽无用射线；曝光量，不能高电压短时间。5、在对该贮罐的应力腐蚀裂纹进行返修过程中须进行哪些无损检测？答：边返修，边MT或PT检测，确认裂纹消除；如补焊方式返修，则返修完毕，进行MT或PT检测，确认未产生新的表面超标缺陷；同时，采用与原方法一致的方法检测，确认未产生新的内部超标缺陷。这里使用RT方法。,RT工艺的编制与优化,50,祝各位取得好成绩！谢谢大家！再见！,